硅微粉是以結(jié)晶石英、熔融石英等為原料,經(jīng)研磨、精密分級(jí)、除雜、高溫球化等工藝加工而成的一種無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)污染二氧化硅粉體,是具有高耐熱、高絕緣、低線性膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱性好等優(yōu)異性能的無(wú)機(jī)非金屬材料。
硅微粉分類(lèi)和品種較為復(fù)雜。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)SJ/T10675—2002和多行業(yè)共識(shí)可做以下分類(lèi)。
根據(jù)制作工藝分類(lèi)
01結(jié)晶硅微粉
結(jié)晶硅微粉是利用高品位的天然石英,通過(guò)獨(dú)特的無(wú)鐵研磨工藝生產(chǎn)加工而成,其色白、質(zhì)純。
02熔融硅微粉
熔融硅微粉是選用優(yōu)質(zhì)的天然石英,通過(guò)獨(dú)特處理工藝加工而形成的粉末,通過(guò)高溫處理,其分子結(jié)構(gòu)排列由有序排列轉(zhuǎn)為無(wú)序排列。
03活性硅微粉
是經(jīng)過(guò)其獨(dú)特的工藝流程,選用硅烷等材料來(lái)對(duì)硅微粉顆粒進(jìn)行表面改性處理,從而增強(qiáng)了硅微粉的憎水性能、提高了混合料以及填充系統(tǒng)的機(jī)械和化學(xué)特性。
04方石英硅微粉
方石英硅微粉是選用優(yōu)質(zhì)天然石英,運(yùn)用獨(dú)特工藝特殊處理加工而成的粉末。
05復(fù)合硅微粉
是以天然石英和其他無(wú)機(jī)非金屬礦物(如氧化鈣、氧化硼、氧化鎂等)為原料,經(jīng)過(guò)復(fù)配、熔融、冷卻、破碎、研磨、分級(jí)等工序加工而成的玻璃相二氧化硅粉體材料。
根據(jù)形貌分類(lèi)
01球形硅微粉
“球粒”硅微粉選用高品質(zhì)石英原礦,經(jīng)獨(dú)特工藝加工而成的一種高強(qiáng)度、高硬度、惰性的球型顆粒。高品質(zhì)“球粒”硅微粉,具有極低的吸油率、混合粘度和摩擦系數(shù)。
02角形硅微粉
根據(jù)原材料的不同又可以將角形硅微粉分為角形結(jié)晶硅微粉和角形熔融硅微粉。
應(yīng)用
01覆銅板
覆銅板是將玻璃纖維或其他增強(qiáng)材料浸以樹(shù)脂基體,添加不同的填料,通過(guò)調(diào)膠、浸潤(rùn)等工藝將一面或雙面覆以銅箔并經(jīng)熱壓而制成的一種電子基礎(chǔ)材料。硅微粉的加入可以降低覆銅板的生產(chǎn)成本,提高其耐熱、導(dǎo)電性以及機(jī)械性能。
02橡膠橡膠是具有可逆形變的高彈性聚合物材料,可廣泛應(yīng)用于電子、汽車(chē)、土木建筑、國(guó)防軍工、醫(yī)療衛(wèi)生以及生活用品等多個(gè)領(lǐng)域。在橡膠制備過(guò)程中,加入一定量的無(wú)機(jī)填料,不僅可以降低橡膠的生產(chǎn)成本,而且可顯著提高橡膠復(fù)合材料的綜合物理性能與動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。
03塑料
硅微粉作為填料在制作塑料的過(guò)程中可用于聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚苯醚(PPO)等材料中,廣泛應(yīng)用于建筑、汽車(chē)、電子通信絕緣材料、農(nóng)業(yè)、日常生活用品、國(guó)防軍工等多個(gè)領(lǐng)域。
04涂料
在涂料行業(yè)中,硅微粉的粒度、白度、硬度、懸浮性、分散性、吸油率低、電阻率高等特性均能提高涂料的抗腐蝕性、耐磨性、絕緣性、耐高溫性能。
05油漆
填料添加量對(duì)油漆粘度的影響至關(guān)重要,在油漆中使用球形硅微粉作功能性填料能有效提高油漆質(zhì)量,使油漆達(dá)到低收縮率、低粘度、高添加量、高耐磨性和良好貯存性的目的。
06環(huán)氧塑封料
環(huán)氧塑封料是由多種助劑混配而成的塑封料,是電子封裝的關(guān)鍵材料,占微電子封裝97%以上的市場(chǎng),可廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體、消費(fèi)電子、集成電路、航空、軍事等各封裝領(lǐng)域。
07電工絕緣材料
電工絕緣材料是使電器元件之間以及元件和地面之間絕緣的一種復(fù)合材料,廣泛應(yīng)用于電力輸送、軌道交通、航空航天、風(fēng)能、核能以及其他電機(jī)領(lǐng)域。硅微粉作為填料制備絕緣材料可使其機(jī)械性能和電學(xué)性能得到有效改善。高純球形硅微粉用于生產(chǎn)光纖光纜、電纜絕緣填充油膏。
08人造石英石
硅微粉作為填料應(yīng)用于人造石英石,不僅可以降低不飽和樹(shù)脂消耗量,而且對(duì)人造石英板的耐磨、耐酸堿、機(jī)械強(qiáng)度等性能有一定的改善。
09膠黏劑
膠黏劑能將2種或2種以上同質(zhì)或異質(zhì)材料結(jié)合在一起,在人們?nèi)粘I钪邪l(fā)揮著重要的作用,廣泛應(yīng)用于制鞋與皮革、家具、建筑材料、家用電器、木材加工、生物醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域。
10油墨
硅微粉是一種調(diào)節(jié)油墨濃度的助劑,能增加油墨膜層的厚度,改善其耐磨性,它不具著色力和遮蓋力。
11精密鑄造
精密鑄造用超細(xì)硅微粉具有優(yōu)越的比表面積,決定了其良好的填充性,其次超細(xì)硅微粉具有優(yōu)良的抗熱震性,可以有效的保護(hù)鑄造產(chǎn)品的使用壽命。
12化妝品
球形二氧化硅可應(yīng)用于口紅、粉餅、粉底霜等配方中具有如下特性:良好的分散性和油相中的相溶性;對(duì)皮膚有良好的親和性;良好的疏水性,可增強(qiáng)化妝持久性。?
13建材
硅微粉主要用于砂漿與混凝土中,以增強(qiáng)其強(qiáng)度和耐久性。在高層建筑物、海港碼頭、水庫(kù)大壩等工程中,硅微粉的應(yīng)用能夠有效提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和耐久性。
14*陶瓷
硅微粉可用于制備氧化物結(jié)合碳化硅制品、剛玉及陶瓷制品等,提高陶瓷產(chǎn)品的質(zhì)量和性能。此外,硅微粉還用于制備硅酸鹽磚原料,為陶瓷產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了豐富的原材料。
15肥料
硅微粉與氫氧化鉀或碳酸鉀混合加熱可制成緩農(nóng)肥硅酸鉀,具有不易揮發(fā)流失的特性,能保護(hù)土壤,促進(jìn)作物根部發(fā)育,抑制病蟲(chóng)害,此外硅微粉還可以防止肥料結(jié)塊。
16抗粘連劑、抗結(jié)劑
也稱(chēng)為爽滑劑、開(kāi)口劑等,生產(chǎn)時(shí)添加到塑料粒子中,可有效提高薄膜的開(kāi)口性能。目前合成二氧化硅作開(kāi)口劑在薄膜中的應(yīng)用也較為廣泛,而球形二氧化硅用作開(kāi)口劑效果更好。
17其他應(yīng)用
此外硅微粉還廣泛應(yīng)用于環(huán)氧樹(shù)脂澆注料、灌封料、電焊條保護(hù)層、普通電器件的絕緣澆注,高壓電器的絕緣澆注,APG工藝注射料,環(huán)氧地坪等領(lǐng)域,大幅度降低成本,顯著提高混合材料的加工工藝性能。
總結(jié)
硅微粉不同的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ζ滟|(zhì)量要求存在差異,因此在選擇硅微粉應(yīng)用時(shí),應(yīng)結(jié)合下游行業(yè)的需求,綜合成本、效能、性能等多方面因素進(jìn)行考慮,選擇合適的硅微粉類(lèi)型。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷提高,硅微粉的應(yīng)用研究將主要集中在以球形硅微粉為原料生產(chǎn)的高端覆銅板、高端涂料、高性能膠黏劑、絕緣材料等高技術(shù)領(lǐng)域,精細(xì)化和功能專(zhuān)業(yè)化將是未來(lái)硅微粉應(yīng)用的主流方向。
參考來(lái)源:[1]盧英常等;硅微粉的用途及生產(chǎn)技術(shù)
[2] 錢(qián)晨光等;硅微粉表面改性及其應(yīng)用研究進(jìn)展
[3]徐國(guó)正等;硅烷改性聚苯醚在覆銅板中的應(yīng)用
[4]中國(guó)粉體網(wǎng);硅微粉的生產(chǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀