专利名称：一种用羟甲基胺类缩合物作分散剂的球形银粉制备方法
技术领域：
本发明涉及银粉的制备方法，具体地说，涉及一种用羟甲基胺类縮合物作分散剂
的球形银粉的制备方法。
背景技术：
超细银粉在电子工业中具有广泛的应用，除了生产各种导电浆料以外，也可用于 印刷电路及电子元件的内外电极。随着微电子技术和电子元件制造业在我国的迅速发展， 印刷电路及电子元件的精密化和小型化要求银粉向高纯、高分散和超细方向发展，对超细 银粉的需求量也随之增加。目前国内企业生产的银粉存在着粒度不均，颗粒团聚的问题，生 产高精密度的电子元件所需的银粉仍主要靠依赖进口。 超细银粉的制备方法有多种，包括化学还原法、电解法、振动球磨法、电化学沉积 法、激光法、等离子法，其中，化学还原法法由于容易控制形貌、操作简单、银粉粒径小等优 点，所以是最普遍的制备超细银粉的方法。化学还原法中分散剂是影响银粉的粒度大小、形 貌等参数的关键因素。日本三井金属矿业株式会社申请的专利公开号为CN 1925941A的制 备方法所用的分散剂为聚乙烯基吡咯烷酮或明胶，其中聚乙烯基吡咯烷酮的最佳用量为硝 酸银质量的20% 40 % ，使用量非常大，成本较高，且聚乙烯基吡咯烷酮的溶解性不好，对 后续的洗涤步骤影响较大，而采用明胶作为分散剂时所需温度较高，溶解性差，对生产设备 有一定的要求，无疑增加了生产成本。专利公开号为CN 101342596A的制备方法所用的分 散剂为有机酸包括油酸、硬脂酸等，这些分散剂水溶性很差，其中油酸易吸附在生成的银粉 表面，不易洗涤，增加了生产成本和生产周期。经常采用的分散剂还有十二烷基苯磺酸钠、 聚乙二醇、司班系列、吐温系列、十六烷基三甲基溴化铵等，这些对控制银粉粒度大小、形貌 效果均不理想。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供一种成本低廉、制备简单、水溶性好、容易洗涤、分 散性能好的羟甲基胺类縮合物分散剂及适合工业化生产的导电浆料用球形银粉的制备方 法。 技术方案本发明提供了一种用羟甲基胺类縮合物作分散剂的球形银粉的制备方 法，该方法包括 ①用胺类化合物与甲醛溶液反应制备羟甲基胺类縮合物作分散剂； ②配制还原剂和分散剂的混合溶液，用氨水或硝酸溶液调节还原剂和分散剂混合
溶液的pH值在0 7之间，在搅拌状态下将硝酸银溶液加到还原剂和分散剂组成的混合溶
液中，待反应完全后，静置、过滤、洗涤、干燥，得到0. 5 3微米不同粒度的超细球形银粉。 所用胺类化合物是尿素、乙二胺、1. 3-丙二胺、1. 2- 丁二胺、1. 3-环己二胺、
1. 4-环己二胺、哌嗪、四氢吡唑、四氢咪唑、哌啶或三聚氰胺。 胺类化合物与甲醛的摩尔比在1 : 2 4之间。
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硝酸银溶液浓度为50 300克/升。
所用的还原剂是抗坏血酸。
还原剂与硝酸银的摩尔比在i io : i之间。 搅拌速度为60 150转/分钟。 本发明所制备的产品为球形超细银粉，通过扫描电子显微镜测试其形貌，用激光 粒度分析测试仪测粒度大小及分布，并通过化学滴定法测量银含量。 有益效果本发明中的羟甲基胺类縮合物分散剂成本低廉、制备简单、水溶性好、 容易洗涤、分散性能好，且制备球形银粉的方法工艺条件稳定可靠，简单易操作，适合工业 化大规模生产。制备的超细球形银粉可满足许多高档电子产品用导电浆料的要求。
具体实施例方式
用羟甲基胺类縮合物作分散剂的球形银粉的制备方法包括以下步骤①用胺类 化合物与甲醛溶液反应制备羟甲基胺类縮合物作分散剂；②配制还原剂和分散剂的混合 溶液，用氨水或硝酸溶液调节还原剂和分散剂混合溶液的PH值，在搅拌状态下将硝酸银 溶液加到还原剂和分散剂组成的混合溶液中，待反应完全后，静置、过滤、洗涤、干燥，得到 0. 5 3微米不同粒度的超细球形银粉。 上述方法的第一步中，所述的胺类化合物包括尿素、乙二胺、1.3-丙二胺、1.2-丁 二胺、1.3-环己二胺、1.4-环己二胺、哌嗪、四氢吡唑、四氢咪唑、哌啶、三聚氰胺，且胺类化 合物与甲醛的摩尔比在l:2 4之间。 上述方法的第二步中，所述的硝酸银溶液浓度为50 300克/升，还原剂是抗坏
血酸。硝酸银与还原剂的摩尔比在i : i io之间，最佳在i : i 2之间。混合过程可
以是氧化剂硝酸银溶液在一定的时间内加入到恒定pH值的分散剂和还原剂组成的混合溶 液中，且保持一定的滴加速度；或氧化剂硝酸银溶液快速加入到分散剂和还原剂组成的恒 定pH值的混合溶液中，混合结束后反应20 30分钟，静置、过滤、用去离子水和乙醇洗涤， 且用去离子水洗涤至洗涤水的电导率在10 20微西门子/厘米范围内，再用乙醇洗涤，最 后将银粉烘干。 本发明的特点在于采用了一种新型分散剂，该分散剂成本低廉、制备简单、水溶性 好、容易洗涤、分散性能好，可用来制备不同粒度的球形超细球形银粉。 本发明所制备的产品为球形超细银粉，通过扫描电子显微镜观察其形貌，用激光
粒度分析测试仪测粒度大小及分布，并通过化学滴定法测量银含量。
实施方案一 首先制备羟甲基胺类縮合物分散剂取4. 5克无水乙二胺溶液溶于4. 5克去离子 水中，再取25克质量分数为37%的甲醛溶液，在搅拌下将甲醛溶液加入到乙二胺溶液中， 反应2小时后停止，作为分散剂备用。 取10克硝酸银溶于100毫升水中作为氧化剂溶液，称取6克抗坏血酸和16毫升 上述分散剂溶于100毫升去离子水中作为还原剂溶液，并用5%的硝酸溶液调节还原剂和 分散剂组成的混合溶液的PH值为6. 0，在搅拌条件将氧化剂溶液缓慢加入到还原剂混合溶 液中，滴加时间为4分钟，再反应20分钟停止，静置、过滤，用去离子水洗涤至洗涤水的电导 率为10 20微西门子/厘米，再用乙醇洗涤，最后将银粉烘干。将所得的银粉用扫描电子
4显微镜测试其形貌，测试结果为球形，粒度分布均匀；用激光粒度分析测试仪测定银粉粒径 大小，平均粒径为1. 12微米，银含量为99. 2% 。
实施方案二 首先制备羟甲基胺类縮合物分散剂取50克质量分数为37%的甲醛溶液，用5% 的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值至9. 0，在搅拌下将9克尿素加入到甲醛溶液中，反应1小 时后停止，作为分散剂备用。 取10克硝酸银溶于100毫升水中作为氧化剂溶液，称取6克抗坏血酸和30毫升 上述分散剂溶于100毫升去离子水中，并用5%的氨水溶液调节还原剂和分散剂组成的混 合溶液的pH值为4. 0，在搅拌条件将氧化剂溶液缓慢加入到还原剂混合溶液中，滴加时间 为4分钟，再反应20分钟停止，静置、过滤，用去离子水洗涤至洗涤水的电导率为10 20 微西门子/厘米，再用乙醇洗涤，最后将银粉烘干。将所得的银粉用扫描电子显微镜测试其 形貌，测试结果为球形，粒度分布均匀；用激光粒度分析测试仪测定银粉粒径大小，平均粒 径为1. 81微米，银含量为99. 1 % 。
实施方案三 首先制备羟甲基胺类縮合物分散剂取4. 5克无水乙二胺溶液溶于4. 5克去离子 水中，再取25克质量分数为37%的甲醛溶液，在搅拌下将甲醛溶液加入到乙二胺溶液中， 反应2小时后停止，作为分散剂备用。 取10克硝酸银溶于40毫升水中作为氧化剂溶液，称取6克抗坏血酸和20毫升上 述分散剂溶于100毫升去离子水中作为还原剂溶液，并用5%的硝酸溶液调节还原剂和分 散剂组成的混合溶液的PH值为3. 0，在搅拌条件将氧化剂溶液快速加入到还原剂混合溶液 中，再反应20min停止，静置、过滤，用去离子水洗涤至洗涤水的电导率为10 20微西门子 /厘米，再用乙醇洗涤，最后将银粉烘干。将所得的银粉用扫描电子显微镜测试其形貌，测试 结果为球形，粒度分布均匀；用激光粒度分析测试仪测定银粉粒径大小，平均粒径为2. 29 微米，银含量为99.3%。
实施方案四 首先制备羟甲基胺类縮合物分散剂取25克质量分数为37%的甲醛溶液溶于25 毫升去离子水中，用5%的NaOH溶液调节溶液的pH值至9. 0，在搅拌下将9. 0克尿素加入 到甲醛溶液中，5分钟内加热溶液至8(TC，恒温反应1小时作为分散剂备用。
取10克硝酸银溶于40毫升水中作为氧化剂溶液，称取6克抗坏血酸和10毫升上 述分散剂溶于100毫升去离子水中，并用5%的氨水溶液调节还原剂和分散剂组成的混合 溶液的pH值为6. 0，在搅拌条件将氧化剂溶液快速加入到还原剂混合溶液中，再反应20分 钟停止，静置、过滤，用去离子水洗涤至洗涤水的电导率为10 20微西门子/厘米，再用乙 醇洗涤，最后将银粉烘干。将所得的银粉用扫描电子显微镜测试其形貌，测试结果为球形， 粒度分布均匀；用激光粒度分析测试仪测定银粉粒径大小，平均粒径为1.47微米，银含量 为99. 5%。
权利要求
一种用羟甲基胺类缩合物作分散剂的球形银粉的制备方法，其特征在于该方法包括①用胺类化合物与甲醛溶液反应制备羟甲基胺类缩合物作分散剂；②配制还原剂和分散剂的混合溶液，用氨水或硝酸溶液调节还原剂和分散剂混合溶液的pH值在0～7之间，在搅拌状态下将硝酸银溶液加到还原剂和分散剂组成的混合溶液中，待反应完全后，静置、过滤、洗涤、干燥，得到0.5～3微米不同粒度的超细球形银粉。
2. 如权利要求1所述用羟甲基胺类縮合物作分散剂的球形银粉的制备方法，其特征在 于所用胺类化合物是尿素、乙二胺、1.3-丙二胺、1.2-丁二胺、1.3-环己二胺、1.4-环己二 胺、哌嗪、四氢吡唑、四氢咪唑、哌啶或三聚氰胺。
3. 如权利要求1所述用羟甲基胺类縮合物作分散剂的球形银粉的制备方法，其特征在 于胺类化合物与甲醛的摩尔比在1:2 4之间。
4. 如权利要求1所述用羟甲基胺类縮合物作分散剂的球形银粉的制备方法，其特征在 于硝酸银溶液浓度为50 300克/升。
5. 如权利要求1所述用羟甲基胺类縮合物作分散剂的球形银粉的制备方法，其特征在 于所用的还原剂是抗坏血酸。
6. 如权利要求1所述用羟甲基胺类縮合物作分散剂的球形银粉的制备方法，其特征在 于还原剂与硝酸银的摩尔比在1 10 : l之间。
7. 如权利要求1所述用羟甲基胺类縮合物作分散剂的球形银粉的制备方法，其特征在 于搅拌速度为60 150转/分钟。
全文摘要
本发明涉及一种用羟甲基胺类缩合物作分散剂的球形银粉的制备方法，所得超细球形银粉可用于电子工业导电浆料的制备。该方法包括以下步骤①用胺类化合物与甲醛溶液反应制备羟甲基胺类缩合物作分散剂；②配制还原剂和分散剂的混合溶液，用氨水或硝酸溶液调节还原剂和分散剂混合溶液的pH值，在搅拌状态下将硝酸银溶液加到还原剂和分散剂组成的混合溶液中，待反应完全后，静置、过滤、洗涤、干燥，得到0.5～3微米不同粒度的超细银粉。
文档编号B22F9/24GK101704109SQ20091003620
公开日2010年5月12日 申请日期2009年9月25日 优先权日2009年9月25日
发明者唐霁楠, 杨臻荣, 林保平 申请人:东南大学