硅微粉是以結晶石英、熔融石英等為原料,經(jīng)研磨、精密分級、除雜、高溫球化等工藝加工而成的一種無毒、無味、無污染二氧化硅粉體,是具有高耐熱、高絕緣、低線性膨脹系數(shù)和導熱性好等優(yōu)異性能的無機非金屬材料。
硅微粉分類和品種較為復雜。根據(jù)國家標準SJ/T10675—2002和多行業(yè)共識可做以下分類。
根據(jù)制作工藝分類
01結晶硅微粉
結晶硅微粉是利用高品位的天然石英,通過獨特的無鐵研磨工藝生產(chǎn)加工而成,其色白、質純。
02熔融硅微粉
熔融硅微粉是選用優(yōu)質的天然石英,通過獨特處理工藝加工而形成的粉末,通過高溫處理,其分子結構排列由有序排列轉為無序排列。
03活性硅微粉
是經(jīng)過其獨特的工藝流程,選用硅烷等材料來對硅微粉顆粒進行表面改性處理,從而增強了硅微粉的憎水性能、提高了混合料以及填充系統(tǒng)的機械和化學特性。
04方石英硅微粉
方石英硅微粉是選用優(yōu)質天然石英,運用獨特工藝特殊處理加工而成的粉末。
05復合硅微粉
是以天然石英和其他無機非金屬礦物(如氧化鈣、氧化硼、氧化鎂等)為原料,經(jīng)過復配、熔融、冷卻、破碎、研磨、分級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
01球形硅微粉
“球!惫栉⒎圻x用高品質石英原礦,經(jīng)獨特工藝加工而成的一種高強度、高硬度、惰性的球型顆粒。高品質“球!惫栉⒎,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晶硅微粉和角形熔融硅微粉。
應用
01覆銅板
覆銅板是將玻璃纖維或其他增強材料浸以樹脂基體,添加不同的填料,通過調膠、浸潤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、導電性以及機械性能。
02橡膠橡膠是具有可逆形變的高彈性聚合物材料,可廣泛應用于電子、汽車、土木建筑、國防軍工、醫(yī)療衛(wèi)生以及生活用品等多個領域。在橡膠制備過程中,加入一定量的無機填料,不僅可以降低橡膠的生產(chǎn)成本,而且可顯著提高橡膠復合材料的綜合物理性能與動態(tài)力學性能。
03塑料
硅微粉作為填料在制作塑料的過程中可用于聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)、聚苯醚(PPO)等材料中,廣泛應用于建筑、汽車、電子通信絕緣材料、農(nóng)業(yè)、日常生活用品、國防軍工等多個領域。
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
填料添加量對油漆粘度的影響至關重要,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量,使油漆達到低收縮率、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,是電子封裝的關鍵材料,占微電子封裝97%以上的市場,可廣泛應用于半導體、消費電子、集成電路、航空、軍事等各封裝領域。
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合材料,廣泛應用于電力輸送、軌道交通、航空航天、風能、核能以及其他電機領域。硅微粉作為填料制備絕緣材料可使其機械性能和電學性能得到有效改善。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
硅微粉作為填料應用于人造石英石,不僅可以降低不飽和樹脂消耗量,而且對人造石英板的耐磨、耐酸堿、機械強度等性能有一定的改善。
09膠黏劑
膠黏劑能將2種或2種以上同質或異質材料結合在一起,在人們日常生活中發(fā)揮著重要的作用,廣泛應用于制鞋與皮革、家具、建筑材料、家用電器、木材加工、生物醫(yī)療等多個領域。
10油墨
硅微粉是一種調節(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,其次超細硅微粉具有優(yōu)良的抗熱震性,可以有效的保護鑄造產(chǎn)品的使用壽命。
12化妝品
球形二氧化硅可應用于口紅、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;對皮膚有良好的親和性;良好的疏水性,可增強化妝持久性。?
13建材
硅微粉主要用于砂漿與混凝土中,以增強其強度和耐久性。在高層建筑物、海港碼頭、水庫大壩等工程中,硅微粉的應用能夠有效提高結構的穩(wěn)定性和耐久性。
14*陶瓷
硅微粉可用于制備氧化物結合碳化硅制品、剛玉及陶瓷制品等,提高陶瓷產(chǎn)品的質量和性能。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,能保護土壤,促進作物根部發(fā)育,抑制病蟲害,此外硅微粉還可以防止肥料結塊。
16抗粘連劑、抗結劑
也稱為爽滑劑、開口劑等,生產(chǎn)時添加到塑料粒子中,可有效提高薄膜的開口性能。目前合成二氧化硅作開口劑在薄膜中的應用也較為廣泛,而球形二氧化硅用作開口劑效果更好。
17其他應用
此外硅微粉還廣泛應用于環(huán)氧樹脂澆注料、灌封料、電焊條保護層、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
硅微粉不同的應用領域對其質量要求存在差異,因此在選擇硅微粉應用時,應結合下游行業(yè)的需求,綜合成本、效能、性能等多方面因素進行考慮,選擇合適的硅微粉類型。隨著我國經(jīng)濟社會的不斷提高,硅微粉的應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、絕緣材料等高技術領域,精細化和功能專業(yè)化將是未來硅微粉應用的主流方向。
參考來源:[1]盧英常等;硅微粉的用途及生產(chǎn)技術
[2] 錢晨光等;硅微粉表面改性及其應用研究進展
[3]徐國正等;硅烷改性聚苯醚在覆銅板中的應用
[4]中國粉體網(wǎng);硅微粉的生產(chǎn)及應用現(xiàn)狀