一种金属浆料在制备真空玻璃的金属化层中的应用的制作方法

本发明涉及真空玻璃封接，具体涉及一种金属浆料在制备真空玻璃的金属化层中的应用。

背景技术：

1、真空玻璃是继中空玻璃后的一种新兴的绿色环保、节能建筑材料，随着全球对低碳排放指标日益严格的要求，真空玻璃迎来了良好的发展机遇。在真空玻璃封接前需要在玻璃基板周边待封接区域的表面上涂覆金属浆料以形成金属化层，然而目前常用的金属浆料，如ag金属浆料、cu-ag合金属浆料、ni金属浆料、ni-ag合金金属浆料、au金属浆料、au合金金属浆料、zn金属浆料、zn合金金属浆料、pd金属浆料、pd合金金属浆料等，或是因为合金的烧结温度较高，使得涂覆金属浆料后的玻璃基板进入钢化炉高温处理时，为了达到合金的烧结温度而提升钢化炉内处理温度，从而导致其超过玻璃基板的熔化温度而使得玻璃基板软化，出现拱起、变形甚至炸裂的情况。而使用较低烧结温度的合金，当其合金浆料的原料选择及用量不合适时，则会出现金属浆料性能较差导致金属浆料的涂覆效果差、附着力低等现象，从而使得金属化层在真空玻璃封接后易脱落，无法形成附着力好的金属化层，进而降低封接质量。

2、现有技术专利cn114171237a公布了一种真空玻璃用导电浆料及其制备方法，导电浆料包括以下重量份组分：银铋合金粉75～85份，超细玻璃粉2～5份，高分子树脂1～5份，有机溶剂10～25份，无机添加剂0～1份；通过备料、载体的配制、浆料的配制、浆料的生产等步骤制备得到真空玻璃用导电浆料。与现有技术相比，本发明制备得到的真空玻璃用导电浆料提高了真空玻璃的印刷性、附着力、致密性，所用原材料均能满足国内外环保的技术要求。然而现有技术仍然存在如下问题：

3、1)现有技术中采用银铋混合粉，主体原料银原子(108)与铋原子(208)的原子质量偏差较大，形成的合金浆料层易出现分层现象，同时铋粉质脆易粉碎，导致在烧结时金属层易出现开裂情况；

4、2)现有技术中采用银铋混合粉，银铋粉体的微观形貌存在较大的差异，导致丝网印刷时浆液中的粉体(如片状、棒状等)部分被网板阻挡，使丝网印刷得到的金属化层的均匀性较差，从而易使合金浆料与焊料之间焊接强度不一致造成真空玻璃的焊接质量下降；

5、3)现有技术中采用银铋混合粉，其银铋混合粉的粒度配比单一，无法控制其粒度分布；而粒度的大小将严重影响金属层与玻璃基体、焊料之间的结合力；

6、4)现有技术中采用银铋混合粉制备所得合金浆料的均匀性未检测，无法保障合金浆料涂覆形成金属化层以及后续焊接的均匀性。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种真空玻璃用封接材料及其制备方法，以解决现有技术采用不同金属混合粉时因两者原子质量存在偏差而使得封接材料易分层且烧结后易开裂的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种真空玻璃用封接材料，包括由混合银粉制备的金属浆料；所述混合银粉的粒度d50为1μm～2μm；所述金属浆料随机取样检测所得电导率的最大差值小于±0.2*105m/s。

3、本方案的原理及优点是：

4、1、相比于现有技术采用银铋混合粉时因两者原子质量偏差较大而易出现金属浆料分层的现象，本方案采用粒度d50为1μm～2μm、形貌为类球形的混合银粉作为主体原料，无其他杂质金属影响，保证形成的浆料成分均一性及整体性较好，烧结后的金属层不会出现分层及开裂现象。同时类球形银粉的流动性较好，可保证丝网印刷时银粉极易穿过网板附着在玻璃上，保证丝网印刷时的均匀性，从而提升金属化层与玻璃基板的结合力，进而提升真空玻璃的焊接质量。

5、2、相比于现有技术采用银铋混合粉而无法控制其粒度分布，本方案选取不同粒度d50的银粉组合形成混合银粉，使得混合银粉中大粒径银粉之间形成的空隙由小粒径银粉去填充而形成致密紧实的银粉结构，有效缓解中银铋混合粉或单一银粉中银粉粒度分布过于集中的问题；本方案中致密紧实的银粉结构有助于提升金属浆料的均匀性，均匀金属浆料的涂覆性更佳、附着力更好，从而提升烧结后的金属层与玻璃基体、焊料之间的结合力。

6、3、与现有技术中浆料的均匀性未检测而无法保障焊接的均匀性相比，本方案采用电导率测试仪测试浆液的电导率判断浆液混合的均匀性，从而使焊接时各部位的焊接效果更趋于一致，从而提升焊接质量。

7、优选的，所述混合银粉包括如下质量比例的银粉原料：0.5±0.1μm:1±0.1μm:2±0.2μm＝5％～15％:35％～40％:45％～60％。本方案采用三种粒度d50的银粉组合形成混合银粉，此三种银粉原料的粒度d50分别为：0.5±0.1μm、1±0.1μm和2±0.2μm；并通过优化此三种粒度银粉的混合比例以调整混合银粉的粒度分布；采用上述方案，便于形成粒度d50为1～2μm的混合银粉，这类混合银粉在与其他原料制备为金属浆料时更为均匀。申请人实验发现，当混合其他粒度银粉而获得较低粒度d50的混合银粉时，此时浆料中的银粉粒度处于过细状态，易导致银粉的堆积密度过大，从而金属浆料在烧结后与玻璃基体的结合力差而降低金属化层的附着力，使得焊接质量下降；当混合其他粒度银粉而获得较高粒度d50的混合银粉时，此时浆料中的银粉粒度过粗导致银颗粒的比表面积减小，从而使得浆料在烧结后与焊料的结合力差，进而显著降低焊接效果，使得焊接质量下降。

8、优选的，包括如下质量份数的原料：混合银粉65％～80％、玻璃粉2％～6％、有机溶剂15％～25％、增稠剂1.5％～3％、触变剂0.2％～1％、表面活性剂0.5％～2％；所述玻璃粉的粒度d50为1μm～2μm，玻璃软化温度600℃～700℃。采用上述方案，便于制备获得均匀、细度和粘度均较好的金属浆料，其形成的金属化层在完成真空封接后的垂直附着力为33～42n，其检测u值范围为0.42～0.53w/(m2·k)。申请人研究表明，增稠剂和有机溶剂均对金属浆料的粘度造成影响，用量过少时金属浆料流动性差，用量过多时导致金属浆料粘度太小而难以固化，从而影响金属化层的性能，进而降低真空玻璃的封接质量；而表面活性剂则影响金属浆料的流平性，用量过少则浆料中的颗粒发生团聚，用量过多对金属浆料的分散性并无改善效果，反而会造成成本增加。

9、优选的，所述有机溶剂为松节油、硬脂酸钠、十八烷基硫酸钠、卵磷脂中的一种或多种。采用上述方案，便于有机溶剂对混合银粉和玻璃粉进行稀释，形成均匀的金属浆料。

10、优选的，所述增稠剂为丙烯酸树脂、聚氨酯、乙基纤维素、酚醛树脂中的一种或多种。采用上述方案，制备的金属浆料粘度适中，便于金属浆料在玻璃基板上涂覆形成均匀的金属化层。

11、优选的，所述触变剂为有机膨润土、蓖麻油、聚酰胺中的一种或多种。采用上述方案，均能提高金属浆料的触变性能，使金属浆料在丝网印刷后能保持良好的形态。

12、优选的，所述表面活性剂为硬脂酸钠、十八烷基硫酸钠、卵磷脂中的一种或多种。采用上述方案，便于降低颗粒相互聚集的趋势，从而改善金属浆料流平性，从而提升其涂覆性能。

13、优选的，一种真空玻璃用封接材料的制备方法，包括如下步骤：

14、s1：称取原料并混合形成混合浆料ⅰ，取样检测混合浆料ⅰ的电导率,电导率的差值小于±0.2*105m/s即表明混合浆料ⅰ已混合均匀；

15、s2：研磨s1所得混合浆料ⅰ形成混合浆料ⅱ，取样检测混合浆料ⅱ的细度及粘度，即得真空玻璃用金属浆料。

16、采用上述方案，通过对每个步骤下制备的混合浆料进行性能检测(如检测混合浆料ⅰ的电导率、检测混合浆料ⅱ的细度及粘度)，从而严格把控制备过程中的每到工序，从而保证制备所得金属浆料和均匀性、细度和粘度，从而保证金属浆料的致密性、涂覆性以及涂覆后与玻璃基板的附着力，进而保证后续金属化层的性能及真空玻璃的封接质量。

17、优选的，在s1中，所述混合为在转速小于等于15转/min的条件下混合30～60min。采用上述方案，便于原料的充分混合，从而获得均匀性高的混合浆料；申请人研究表明，若混合时间低于30min，则混合浆料的混合均匀性变差，电导率的差值将增大超过±0.2*105m/s范围，使得涂覆形成的金属化层在可能出现分层、脱落的情况；而混合超过60min不会继续降低取样检测时的电导率差值，因此此时混合浆料已足够均匀，继续混合反而会增加能耗、提升成本，还可能影响金属浆料的性能。

18、优选的，在s2中，所述混合浆料ⅰ研磨时研磨辊与混合浆料ⅰ之间的研磨高度小于10μm，研磨流量为0.5-3l/h；取样检测时所述混合浆料ⅱ的细度小于9μm，粘度为20～50pa.s。采用上述方案，便于使得金属浆料的细度小于9μm，粘度为20～50pa.s；申请人研究表明，若是金属浆料的细度偏高(如超过9μm)，则表明金属浆料中颗粒的粒度偏大，从而造成金属浆料在丝网印刷时堵塞网板，影响浆料层的均匀性，从而造成封接时的结合力差异性较大，具体表现为：某些地方封接不牢，而某些地方则出现过封现象(烧结后的金属化层撕裂基体玻璃)；而当金属浆料的粘度超过此范围，将对浆料的流动性造成影响；如粘度低于20pa.s，金属浆料流动性过大，丝网印刷形成的浆料层难以固化成型；而粘度高于50pa.s时，金属浆料流动性差，丝网印刷缓慢甚至堵塞网板。