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硅微粉知識及用途

放大字體  縮小字體 http://www.nxsn.cn  發布日期:2017-08-26  來源:互聯網  瀏覽次數:817
中國新型涂料網訊:

       硅微粉(SiO2)是應用極為廣泛的無機非金屬材料,它具備耐溫性好、耐酸堿腐蝕、導熱性差、高絕緣、低膨脹、化學性能穩定、硬度大等優良的性能。
定義:
 
        硅微粉是由天然石英(SiO2)或熔融石英(天然石英經高溫熔融、冷卻后的非晶態SiO2)經破碎、球磨(或振動、氣流磨)、浮選、酸洗提純、高純水處理等多道技能加工而成的微粉。硅微粉是一種無毒、無味、無污染的無機非金屬材料。
 
特性
兩耐:耐酸堿腐蝕性,耐磨;
三高:高絕緣性,高熱傳導性,高熱穩定性;
三低:低膨脹系數、低介電系數。
用途 
硅微粉具備耐溫性好、耐酸堿腐蝕、導熱性差、高絕緣、低膨脹、化學性能穩定、硬度大等優良的性能,被廣泛用于化工、電子、集成電路(IC)、電器、塑料、涂料、高級油漆、橡膠、國防等領域。
分類
一、按級別分類
1、普通硅微粉 
主要用途:用于環氧樹脂澆注料、灌封料、電焊條保護層、金屬鑄造、陶瓷、硅橡膠、涂料及其它化工行業。
2、電工級硅微粉
主要用途:用于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,環氧灌封料,高檔陶瓷釉料等。
3、電子級硅微粉 
主要用途:主要用于集成電路、電子元件的塑封料和包裝料。
4、超細硅微粉
主要用途:主要用于涂料,油漆,工程塑料,粘合劑,硅橡膠,精密鑄造高級陶瓷。
5、熔融硅微粉
熔融石英微粉(WG)所用原料是天然石英經經高溫熔煉,冷卻后的非晶態SiO2,經多道工藝加工而成的微粉。該產品純度高,具有熱膨脹系數小,內應力低,高耐濕性,低放射性等優良特性。
主要用途:用于大規模及超大規模集成電路用塑封料,環氧澆注料,灌封料,及其它化工領域。
6、球形硅微粉
“球粒”硅微粉選用高品質石英原礦,經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“球粒”硅微粉。具有極低的吸油率、混合粘度和摩擦系數。其獨特的球粒結構,與其他棱角形石英粉(硅微粉)相比,粉體流動性好,粉體堆積形成的休止角小,因而在與有機高分子材料混合時分密實,增強機體的強度。易分散、混料均勻、可明顯增加材料的流動性。
主要用途:用于涂料、環氧地坪、硅橡膠等,大幅度降低成本,顯著提高混合材料的加工工藝性能。
二、按用途分類
1、油漆涂料用硅微粉 
目數:600-2500目、SiO2:>99.5%、白度:70-94度之間、硬度:7(莫氏硬度)、吸油量、混合粘度低、分散性和流動性好,堆積形成的休止角小、耐摩擦。
2、環氧地坪用硅微粉
目數:600-1250目、SiO2:>99%、白度:70-94度之間、硬度:7(莫氏硬度)、粘度低、流動性好、堆積性好、易壓實,與環氧樹脂類易結合。與傳統硅微粉比較可節約環氧樹脂用量。
3、橡膠用硅微粉 
目數:1250-5000目、SiO2:>99.5%、白度:>70-94度、硬度:7(莫氏硬度)
4、密封膠用硅微粉
目數:600-1250目、SiO2:>99%、白度:70-94度之間、硬度:7(莫氏硬度)、粘度低、流動性好、堆積性好、易壓實,與環氧樹脂類易結合。與傳統硅微粉比較可節約環氧樹脂用量。
5、電子級和電工級塑封料用硅微粉
目數:300-5000目、SiO2:>99.5%、白度:>90度、硬度:7(莫氏硬度)。
準球形硅微粉用于環氧樹脂絕緣封裝材料中,可大幅度增加填充量,降低混合材料體系的粘度,改善加工工藝性能,提高混合料的滲透能力,降低固化物的膨脹系數和固化過程的收縮率,減小熱漲差。
三、按生產工藝分類
1、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加工而成,其色白、質純。因其工藝成熟而具有穩定的物理、化學特性及合理、可控的粒度分布。
}結晶硅微粉可分為高純度結晶硅微粉、電子級結晶硅微粉及一般填料級結晶硅微粉。結晶硅微粉使用范圍十分廣泛。
2、方石英硅微粉 
方石英硅微粉是選用優質天然石英,運用獨特工藝特殊處理加工而成的粉末。經過高溫煅燒后獲得的高純度硅石,通過快速冷卻,可以穩定改變后的晶體結構,由于其穩定的化學性質,合理有序、可控的粒度分布。而被廣泛的應用。
3、熔融硅微粉
熔融硅微粉是選用優質的天然石英,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。其色白,純度較高并具有以下特性:極低的線膨脹系數;良好的電磁輻射性;耐化學腐蝕等穩定的化學特性;合理有序、可控的粒度分布。熔融硅微粉使用范圍十分廣泛。
4、活性硅微粉
活性硅微粉通過其獨特的工藝,采用硅烷等材料對硅微粉顆粒表面進行改性處理,增強了硅微粉的憎水性能,提高了混合料及填充系統的機械、電子和化學特性。對硅微粉顆粒表面處理主要是提高填充系統的性能。
四、在涂料中的應用
 
1、硅微粉在涂料中的應用
涂料行業中,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。用于涂料中硅微粉,由于具有良好的穩定性,一直在涂料填料中扮演重要的角色。特別對外墻涂料來說,SiO2原料對耐候性起著舉足輕重的作用。
(1)作為涂料用填料都應具有以下幾點共同性能:
①白度高:特別是在對涂膜顏色要求高的涂料中,白度要求在90以上,這就要求填料中雜質含量低、粒度細且粒度分布要均勻等。
②分散性好:這樣有利于涂料生產商降低研磨分散過程的能耗和時間,更有利于涂料性能的發揮(涂料分散性能的好壞對涂膜的性能有著直接的影響)。
③吸油量低:只有較低的吸油量才能提高涂料的體積濃度,從而降低樹脂基料的投入,達到產商降低成本提高利潤的目的。
④流變性好:(流動性、流平性、懸浮性、增稠性等),涂料在儲存時不沉降,便于施工及效果。
⑤顆粒形狀好、比表面積大:保證填料在涂料中功能性的發揮,達到涂膜均勻分布的效果。
(2)硅微粉在涂料中作功能填料 
作為涂料行業用填料主要起增量作用,降低涂料生產商原材料的成本以提高利潤,目前碳酸鈣、滑石粉等粉體是作為涂料行業最大的填料,不僅白度高且價格廉易得到,硅微粉以其自身的特點作為功能性涂料用填料有絕對的優勢(碳酸鈣在耐酸性方面較差、滑石粉吸油量偏高而耐磨性不高)但用量較少,作為普通涂料用填料在白度及價格方面沒有太大的優勢。
(3) 硅微粉在涂料中的優勢 
①優異的光學性能,聚乙烯,聚丙烯和混合樹脂等透明樹脂的折射率的折射率接近,但不包括較輕的顏料,填料和其他原因造成色彩失真。屏蔽消光劑,石英(二氧化硅),可以取代部分昂貴的鈦白粉用于涂料,油漆,并降低生產成本。在產品價格的大幅減少。
②填充增容,滅絕的增厚,涂料,油漆和薄,染色性能,防水,防腐蝕,抗細菌,抗結塊,防止流柱,觸變性,紫外線輻射,耐老化,硬度膜,耐腐蝕,耐高溫,得分高,耐洗刷性,耐電弧絕緣表面光潔度。
③不含有有機物污染,金屬含量低?梢蕴岣咄繉拥目棺贤饩,并具有良好的保溫。油漆,涂料,貯存穩定性的提高和降低生產成本的重要性。
④減少研磨時間。用于油漆,涂料公司硅微粉,不僅可以縮短研磨時間,顏料的分散性,油漆,涂層的硬度,貯存穩定性好,可以減少樹脂用量,從而降低生產成本。在防腐蝕涂料,耐酸,耐堿,附著力強,抗沖擊強度和良好的使用。
⑤附著力強,干燥快,用于建筑涂料。
五、在橡膠中的應用
1 、硅微粉在橡膠中的應用 
為了提高橡膠制品的物理機械性能,延長橡膠制品的使用壽命,一般采用兩條途徑:一種是在橡膠制品中埋入骨架材料,如纖維紡織材料或金屬材料;另一種是在橡膠中添加各種填料。
2 、硅微粉作為橡膠補強材料有以下幾種形式
①粉石英。主要以天然硅藻土為原料,經粉碎、高溫煅燒、除去有機雜質而成,用于橡膠中能使像膠堅挺,并可降低膠料密度,增加絕熱性能,適用于制造絕緣膠料、模型制品和泡沫制品,用于硬質橡膠可提高軟化溫度。
②硅土粉。二氧化硅含量75%~79%,天然礦物經開采、烘干、粉碎、篩分而成,可用于膠管、膠帶和其它橡膠制品,填充膠料混練容易,分散性好,可高用量填充,其壓延制品表面光滑,其硫化膠強伸性能近于陶土,和輕鈣相當;粘附強度和扯斷永久變形優于陶土,耐磨性和彈性優于陶土和輕鈣;老化性能好,價格低于陶土和輕鈣。
③石英粉。石英粉有無定形、微晶狀等不同類型,由天然礦物粉碎加工而成。 
在擦貼橡膠制品中,填充粉石英的混練膠,膠料稀,滲透性好,粘連性強,有利于混練膠在帆布上的擦涂,增強了膠片與帆布之間的粘著強度,制品的扯斷強度、永久變形等機械性能均有明顯改善。
六、在塑料中的應用
1 、硅微粉在聚氯乙烯(PVC)地板的應用 
填充硅微粉的聚氯乙烯地板磚可增強制品的耐磨性,在PVC地板中,細度320目的石英粉,填充量為160~180份時制得的地板完全符合GB4085-83標準的要求,地板表面光滑度好,耐刻劃度好。
在PVC耐酸板管中,400目石英粉的填充量為10%~15%時,與其它填充料比,粘度低,流動性好,改善了加工性能,有利于制品的擠出和成型,制得的耐酸板管的耐酸性有顯著提高。
2、硅微粉在聚乙烯(PE)中的應用 
比表面積大(600目以上)和活性高的硅微粉填充聚乙烯(PE)農用薄膜能改善制品的物理化學性能和光學性能,填充聚丙烯可改善制品的力學性能。
將粉石英礦經過超細、分級、提純、表面改性后填充于PE薄膜中,利用石英具有阻隔紅外線的功能,減緩塑料大棚的熱散失,提高其保溫性能。
3 、硅微粉在環氧模塑封料中的應用 
在環氧模塑封料中,高純硅微粉是其主要原料,由于SiO2具有穩定的物理化學性能、良好的透光性及線膨脹性能和優良的高溫性能,因此SiO2是目前最理想的環氧塑封料的填充材料,也是半導體集成電路最理想的基板材料。
4 、硅微粉在絕緣材料方面的應用
在環氧模塑料中用硅微粉作填料,制品具有優異電性能、耐高壓、耐電弧性能優、表面電阻率高、耐候性好的SIEC特種耐高壓環氧模塑料,該塑料是高壓絕緣子、高壓開關的首選材料。
七、在油墨中的應用
1 、硅微粉在油墨中的應用 
硅微粉是一種調節油墨濃度的助劑,還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。
硅微粉是油墨良好的連接料
也是油墨的主要成分之一,起分散色料和輔助料的媒介作用,是由少量天然樹脂、合成樹脂、纖維素、橡膠衍生物等溶于干性油或溶劑中制得。有一定的流動性,使油墨在印刷后形成均勻的薄層,干燥后形成有一定強度的膜層,并對顏料起保護作用,使其難以脫落。
連結料對油墨的傳遞性、亮度、固著速度等印刷適性和印刷效果有很大影響,因此,選擇合適的連接料是保證印刷良好的關鍵之一,要能根據包裝材料、印刷要求等的不同,隨時 調整連結料的組成與配比。
八、精密鑄造
1 、精密鑄造用硅微粉概述: 
精密鑄造用超細硅微粉具有優越的比表面積,決定了其良好的填充性,其次超細硅微粉具有優良的抗熱震性,可以有效的保護鑄造產品的使用壽命。另外,超細硅微粉在受熱時發生一定程度的熱膨脹,正好補償環氧樹脂、石膏等在此溫度下固化反應時的收縮,使澆注體不變形。
2 、精密鑄造用硅微粉的優良特性: 
精密鑄造用超細硅微粉是高純度的天然石英,通過獨特的清洗及無鐵研磨工藝生產加工而成,其色白、質純。具有化學穩定性、耐酸堿,比表面積大、空隙發達,表面活性大,吸油率低,增稠性強,耐高溫,電絕緣性好,抗紫外線等特性。本公司集多年生產應用經驗,工藝成熟而具有穩定的物理、化學特性及合理、可控的粒度分布。現已廣泛應用于橡膠、涂料油漆、電子封裝材料、硅基基板材料功能化學纖維、功能塑料、高級陶瓷、特種耐火材料、密封膠、粘結劑以及化工、醫藥、農藥等領域。
九、在覆銅板中的應用
1 、硅微粉在覆銅板中的應用 
硅微粉具備兩耐、三高、三低的優良性能,因此在覆銅板行業的應用日趨廣泛。
隨著硅微粉表面處理條件的改進,改善了它與樹脂體系的相容性,所以硅微粉作為一種填料應用到覆銅板中,不但可降低成本,還能改進覆銅板的某些性能(如熱膨脹系數、彎曲強度、尺寸穩定性等),是真正的功能性填料。
十、發展趨勢
⑴ 、大有可為的超細結晶型硅微粉 
目前應用在覆銅板上的超細硅微粉平均粒徑在2-3微米,隨著基板材料向超薄化方向發展,將要求填料具有更小的粒度,更好的散熱性。未來覆銅板將采用平均粒徑在0.5-1微米左右的超微細填料,結晶型硅微粉因具有良好的導熱作用將被廣泛應用,考慮到填料在樹脂中的分散性和保證上膠工藝的順利開展,結晶型硅微粉很可能會和球形粉配合使用。盡管有不少導熱性比結晶型硅微粉更好的填料,如氧化鋁球形粉等,但它們價格非常高,未來很難被覆銅板廠家大規模使用。
⑵ 、快速發展的熔融硅微粉市場
隨著各類先進通信技術的發展,多種高頻設備都已被廣泛應用,其市場每年都以15-20%的速度增長,這必將在一定程度上帶動熔融硅微粉市場的快速發展。
⑶ 、穩定的復合型硅微粉市場 
目前國內大多數覆銅板廠家已開始使用復合型硅微粉來代替結晶型硅微粉,并逐步提高使用比例,復合型硅微粉的市場將在未來2年內達到飽和。硅微粉廠家在提高產量的同時,也在不斷優化產品指標,為進一步降低鉆頭磨損,開發更低硬度的填料將非常必要。
⑷ 、樂觀的高端球形粉市場 
基板材料正在迅速的向著薄形化方向發展,特別是HDI多層板當前實現基板材料的薄形化表現得更為突出。許多便攜式電子產品在不斷推進它薄、輕、小和多功能的情況下,需要PCB的層數更多、厚度更薄。隨著電子產品向小型化、集成化方向的發展,未來HDI板的比重將明顯提高,與此同時,國內IC載板項目也在全國多地展開。在良好的市場環境下更要求國內硅微粉廠商能夠推出具有高純度、高流動性,低膨脹系數,良好粒度分布的高端球形硅微粉產品,因此球形硅微粉在覆銅板行業的應用前景非常值得期待。
⑸ 、可期待的活性硅微粉市場 
采用活性硅微粉作填料可以使覆銅板的一些性能得到明顯改善,目前市場上已經有硅微粉廠家在推出活性硅微粉產品,但使用效果較差。國外通常用十幾種偶聯劑對硅微粉進行改性,國內往往只用一種或幾種,且粉體往往產生團聚,改性劑對粉體包裹布均勻,很難達到理想的改性效果。若想在覆銅板領域大量推廣使用活性粉,硅微粉廠家的任重道遠,不僅需要上游偶聯劑廠家的密切配合,更需要下游覆銅板廠家的通力合作。只要解決改性的技術難題,活性硅微粉的市場將非常值得期待。
 
 
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