Способ получения порошка серебра Советский патент 1984 года по МПК B22F9/24 

(Л

с

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ. ПОРОШКА СЕРЕБРА С ВЫСОКОЙ электрической проводимостью, включающий восстановление его из раствора соли серебра гидрохиноном, отделение порошка от раствора, промывку и сушку, о тл а ю щ и и с я тем, что, с целью снижения удельного сопротивления порошка серебра, восстановление осуществляют в присутствии тетраэтоксисилаиа при мольном отношении серебра к тетраэтоксисилану 1:0,05-0,06.

со

41 Изобретение относится к получению порошков металлического серебра, которые широко используются в качестве проводящего материала покрытий различного назначения, например в качестве основного компонента серебряной пасты, используемой в производстве токообогреваемых автомобильных стекол . Автомобиль имеет ограниченный ресурс электроэнергии (аккумулятор U-12в). Главным показателем, определяющим качество порошка серебра является удельное соп ротивление пленочных нагревательных элементов на его основе, которое не должно превышать 0,055 Ом.. Известен способ получения порошков серебра восстановлением,при рас пылении раствора ArfNOj в раствор восстановителя, взятого в избытке (фбрмиат аммония, приготовленный смешиванием гидроокиси аммония и муравьиной кислоты) l . Способ сложен в аппаратурном оформлении, связан с использованием щелочных растворов и не позволяет получать порощок серебра требуемого качества, т.е. не обеспечивает получения пленочных нагревательных эл ментов с удель.ным сопротивлением 0,055 Ом.. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ получения порошка металлического серебра с высокой электрической проводимостью, заключающийся в восстановле нии водного раствора нитрата сереб ра (AtfUO) в кислой среде гидрохино ном при температуре до 50°С с выдержкой 2-24 ч. Восстановленный се. ребряный порошок отделяют от ра:ство ра фильтрацией, промывают и сушат Нед остатком данного способа явля ется повышенное удельное сопротивление нагреват.ельных элементов, из- готовленных на основе полученного порошка серебра (р 0,084 Ом.) Цель изобретения - снижение удельного сопротивления йорошка серебра. Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения порошка серебра,, включающему вбсста новление его из раствора соли сереб ра гидрохиноном, отделение порошка от раствора, промывку и сушку, восстановление осуществляют в присутствии тетраэтоксисилана при мольном отношении серебра к тетраэтоксисилану 1:0,5-0,6. Использование гидрохинона в качестве восстановителя способствует образованию серебра в виде мелких, близких по размеру, частиц сферической формы, что доложительно сказывается на величине удельного .сопротивления покрытий. Образование таких частиц обусловлено тем, что процесс восстановления серебра происходит непосредственно из раствора, минуя стадию образования окиси серебра. Используемый тетраэтоксисилан, подвергаясь гидроЛизу, катализатором которого служит кислая среда реакции восстановления серебра ° 1 J+HNOj Образует начастицах серебра поли- мерную пленку, которая, с одной стороны, защищает чсеребро от действия азотной кислоты (способствует почти.теоретическому выходу продукта) , а с другой - гидрофобизируя поверхность частиц серебра, улучшает его смачивание органическими растворителями на стадии приготовления серебряной пасты, что улучшает ее печатные свойства и, следовательно, положительно сказывается на величине удельного сопротивления покрытий из серебра. Таким образом, восстановление серебра гидрохиноном в присутствии тетраэтоксисилана позволяет получить продукт, обеспечивающий необходимое удельное сопротивление покрытий на его основе (ёО,055 Ом,) . П р и мер 1. В реакционном сосуде, содержащем 250 мм воды, растворяют при наг зевании (50-70 С) 78 г AgNOj (0/46 моль). Концентрация раствора составляет 200 г/л 1, К полученному раствору приливают раствор гидрохинона, полученный растворением 50 г (О;4б моль) гидрохинона (оя)2 в 1 л воды, реакционную смесь перемешивают /vl ч, а затем подвергают фильтрации. Порошок серебра, оставшийся на фильтре, про- мывают горячей водой (v2 л) , после чего высушивают в суш ильном шкафу при 90-110 С, После сушки продукт готов к употреблению. Выход проду та при содержании основного вещества 99,8% - 47,5 г. Удельное сопротивление нагревательных элементов (пленочных покрытий), изготовленных На основе полученного порошка серебра, больше требуемого и составляет 0,084 Ом.. Пример 2. В реакционном сосуде, содержащем 250 мл воды, растворяют при нагревании (50-70®С) и перемешивании 78 г AtfMO (0,46моль), которое содер сит 0,46 моль серебра. Концентрация раствора составляет 200 г/л Ag, К полученному раствору обавляют 2 мл тетраэтоксисилана (0,0096 моль) и приливают при переешивании раствор гидрохинона, полученный растворением 50 г (0,46 моль) гидрохинона в 1 л воды. Таким образом, мольное отношение серебра к тетраэтоксисилану составляет 1:0,02. Реакционную смесь перемешивают л- ч. В|зшавший осадок серебр а отфильтровывают горячей водой (1,5-2 л), П9сле чего высушивают в сушильном шкафу лри 90-110 С.. После сушки продукт гртов к употреблению. Выход продукта при содержании основного вещества 99,8% составляет 49 г. Удельное сопротивление нагревательных элементов (пленочных .покрытий) , изготовлейных на основе полученного серебра, больше требуемого и составляет ,; 0,061 Ом,. Примерз. В реакционном сосуде, содержащем 250 мл воды, .paoi воряют при нагревании 50-7Q C и перемешивании AgNOj (О,46 моль)i соторое содержит 0,46 моль в пёрёг ;чете на серебро металлическое. (Сонцентрадия jiacTBOpa составляв 200 г/л Ag, К полученйому раствору добавляют 5 мл тетраэтоксисйлаиа 5( (0,024 моль) и. приливают прк перемешивании раствор гидрохино на, пблученный растворением 50 г (0,46 моль) гидрохинона в 1 л води. Таким образом, мольное отнсшенИ е серебра к тетраэтоксисилану состав ляет 1:0,05, Реакционную смесь пере мешивают в 1 ч. Выпавший осадок серебра отфильтровывгиот, промывают го рячей водой (2 л), после чего высушивают в сушильном шкафу прк 90-1ГОс,Выход продукта при содержа нии Основного вещества 99,8% состав ляет. 49,8 г, Удельное сопротивление наг{зевательных элементов (пленочных покрытий), изготовленных на основе полученного порошка серебра, ,состав ляет 0,044 Ом.. П р- и м е р 4, В реакционном сосуде, содержащем 250 мл воды, растворяют при нагревании (50-70 0 и перемешивании 78 г AffNOj (0,46 моль) которое содержит 0,4б моль,в пересчете на серебро металлическое. Концентрация раствора составляет 200 гул Atf. К полученному раствору добавляют 6 мл тетраэтоксисилана (0,028 моль) и при перемешивании засыпают 50 г гидрохинона (0,46 моль). Таким образом, мольное отнсниениё серебра к тетраэтоксисилану составляет 1:0,06. Реакционную смесь перемешивают 1 ч. Выпавший осадок серебра отфильтровывают и промывают горячей водой (1,5 л-2 л) после чего высушивают при 80-110°С. Выход продукта при содержании основ ного вещества 99,8% составляет , 49,9 г (99,8%). Удельное сопротивление нагревательных элементов. Изготовленных на основе полученного порошка серебра, также не превышает заданных технических требований и составляет 0,052 Ом.. П р и м е р 5. В реакционней сосуде, содержащем 250 мл воды, раст воряют при нагревании (50-70С) и перемешивании 78 .rAjfWOj .6 моль) что в пересчете на серебро металлическое составляет 0,46 моль.Концентрация раствора составляет 200 г/Л AjT. К получен«1ся«у раствору добавляется 7 Мл тетр а:этоксисилаиа (Of033 моль) и при перемешивании засыпают 50 г гидрохинона (О,46 моль). Таким , мольное отиошенйе к тетраэтоксйсил ну составляет Is 0,07. Реакционную смесь перемешиватот v-l ч Выпавший осадок серебра отфильтровывают и проливают горячей водой (1,.5-2 л), после чего высушивают при 90-110 С, Выход продукта при содерЖ шии основного вещества 99,8% составляет г (99,8%), Удельное сопротивление натревательных элементов (плёночных покрытий), изготовленных на основе полученного серебра, превышает технические требования и составляет 0/065 OM,. Согласно примерам реализации способа необходимым и достаточным условием достижения поставленной цели - получение продукта, обеспечидакяцего производство покрытий (нагревательн1 Х элементов) с удельным сопротивлением не более 0/055 Ом., является использование гидрохинона и -Тетраэтоксисилана и соблюдение следующего мольного соотношения Ag: 9i (ОС,Н$)4 1:0,05-0,06. В случае использования тетраэтоксисилана в количестве меньше указанного понижается выход продукта и он не позволяет получать пленочные нагревательные элементы с удельным сопротивлением 0,055 Ом,ммVM, При увеличении количества тетраэтоксисилана больше указанного конечный продукт также не позволяет получать нагревательные элементы с j А 0,055 Ом. . Нагревательные пленочные покрытия (элементы) получают нанесением паст на поверхность стеклянного образца размером 115x115 мм при помощи специального печатного устройства с послеДукицим обжигом в печи при 450-бОО С. йасту усредняют пои помощи валковой мельиицы и миксера до достижения значения вязкости 30000 сП при ,(Вискозиметр Врукфельд ) . Состав паст во всех случаях следующий, %: Порошок серебра 70 Стеклофритта 8 Органическое связующее22

Масло печатное 1331 15 Масло 13564

Эмерсол1

Байканол1

КоОасил V

Основным показатели нспытуемых серебряных по рошков является удельное сопротивление пленочных нагревательных элементов (покрытий), выполненных на их основе, которое опре; деляется. по формуле

it - величина сопротивления, Ом

где t - длина нагревателя (пленочного покрытия), м; 6 г площадь поперечного сечеиия нагревателя, мм. Сопротивление определяется с помощью омметра с точностью до второго знака, при этом из общей цепи

нагревательной схемы (пленочного покрытия на стекле выбирается участок, с равномерным сечением длиной 10 см. При определении величины поперечного сечения ширину нагревателя измеряют при помощи оптического компаратора, а толщину - оптическим прибором типа ИЗВ-2.

Испытания порошков серебра на их пригодность для получения токопроводящих покрытий (нагревательных элементов) с. требуемой величииой удельного сопротивления (не.более 0,055 Ом.) проводят по описанной методике. При виедрении технологии производства порошка серебра для токообогреваемых стекол суммарный экономический эффект составляет ориентировочно 1 млн.р.