[发明专利]一种表面改性粒径混合银粉的制备方法以及表面改性粒径混合银粉

说明书

技术领域

本发明属于金属粉体加工领域，具体是提供一种表面改性粒径混合银粉的制备方法以及表面改性粒径混合银粉，用于电子浆料用银粉，尤其涉及一种太阳能电池电极浆料用银粉。

背景技术

超细银粉作为最常用的电子浆料导电材料，不仅应用于传统的元件电极浆料、混合集成电路浆料，在新的应用领域包括太阳能电池浆料、RFID银浆、PDP银浆等方面用量巨大，因此其制备技术得到了长足发展，液相法、固相法和气相法都有用于研究，但最常用、最经济的大规模生产方法仍然是液相还原法。超细银粉的传统应用普遍要求银粉球形度较高、流动性好，粒径分布窄等，而且绝大多数银粉制造时仅仅考虑了银粉本身物理性能和化学纯度的控制，着重关注振实密度、比表面积、粒径大小及分布均匀性等，往往忽视了实际应用需求，即表面改性，或者出于技术保密需要，银粉表面吸附的有机物质不列于产品报告。实际上粉体表面吸附物的种类和数量对浆料性能及稳定影响很大，所以在实际应用中，理化性能接近的银粉也往往很难互换使用，存在通用性差的缺陷。在聚合物固化浆料方面，粉体表面涂覆材料已经开始引起人们的关注，例如《银填充导电胶中表面与界面研究》（谈发堂，华中科技大学， 2006年博士学位论文），就探讨了不同的表面改性剂种类与用量对导电性的影响；对于烧结型浆料，银粉表面吸附的有机物在高温下会挥发或分解烧除，因此关注相对较少。

得益于光伏行业的爆发式增长，太阳能电池电极银浆料需求增速迅猛，与常规浆料一样，该银浆主要由银粉、玻璃粉及有机载体组成，但区别于其他浆料的地方在于其固含量高、丝网印刷性能要求高、烧结欧姆接触要求高，普遍认为银粉要求振实密度高、粒度分布宽、表面与有机载体亲和性好。

中国专利CN1548260A公开了一种超细银粉的表面处理方法，它包括如下步骤：（1）高分子类保护剂分散下制备超细银粉，（2）湿磨，表面处理，（3）干燥。虽然可以得到表面改性银粉，但是有以下不足：银粉表面包覆多种有机物，比例不确定，对浆料性能影响也无法稳定；属于液相-机械法，工艺复杂，生产周期较长；球磨会产生不确定形变，可控性一般。

中国专利CN15857833A公开了一种太阳能电池电极用印刷浆料中银粉的制备方法，公开了粒径在0.2-1μm银粉的制备方法，还原反应过程在N₂气氛中进行，大批量生产较难，成本高；反应过程中添加明胶作保护剂，实际上明胶溶解于水，但不溶于大多数有机溶剂，与有机载体相溶性差，明胶是天然提取物，分子量、性能不稳定，而且这种水性高分子作保护剂还原所得银粉易悬浮于水溶液中，固液分离相当困难，难于产业化。

发明内容

本发明的目的是提供一种表面改性粒径混合银粉的制备方法，该制备方法轻易解决固液分离难题，同时使得制备的银粉具有纯度高、粒径大小混合可调、分散性好、振实密度高的特点，且适用产业化生产。

本发明的另一个目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种由上述制备方法所制备的表面改性粒径混合银粉，该银粉对有机溶剂和树脂亲和性极好，从而解决现有银粉的通用性难题。

为实现本发明的第一个目的，本发明的技术方案是包括以下工序：

（1）分别配置：0.3-3.0mol/L硝酸银水溶液；含PH调节剂的水溶液；含表面改性剂的醇溶液；含还原剂的水溶液；本步骤各溶液配合顺序不分先后；

（2）将步骤（1）所配置的硝酸银水溶液、含PH调节剂的水溶液和含表面改性剂的醇溶液并流加入到含还原剂的水溶液中，混合后的反应液中表面改性剂用量为银重量的0.1-5.0%，在具有高剪切搅拌器的反应釜内反应20-100min，控制反应温度在20-50℃，一步还原沉淀银粉，同步对还原沉淀的银粉作表面改性处理；

（3）然后将表面改性处理的银粉经固液分离、纯水洗涤、干燥、粉碎筛分，获得表面改性粒径混合银粉成品。

    进一步设置是所述的步骤（1）中配置含PH调节剂的水溶液所需的PH调节剂可以是硝酸、柠檬酸、氨水、氢氧化钠、碳酸钠中的一种或多种组合。

    进一步设置是所述的PH值在1-14之间任选范围段作为反应PH值范围。

    进一步设置是配置含还原剂的水溶液所需还原剂选自水合肼、抗坏血酸或异抗坏血酸及其钠盐。

    进一步设置是所述步骤（1）配置含表面改性剂的醇溶液所需的表面改性剂是醇类，如松油醇、己醇或异辛醇；或者酯类，如醋酸丁酯、油酸甘油酯、硬脂酸甘油酯。

    进一步设置是具有高剪切搅拌器的反应釜中的高剪切搅拌器具有为涡轮式搅拌器，搅拌速度不低于200RPM。