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准球形硅微粉的制备方法、应用领域及市场前景
来源:中国粉体技术网    更新时间:2017-04-21 09:21:24    浏览次数:
 
  准球形硅微粉是由天然微结晶石英岩经过自然界长期风化,呈细分散状产出的粉石英资源加工而成,其纯度高、色泽白、颗粒级配合理,具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、低膨胀、硬度大、物化性质稳定等优良的性能,被广泛用于化工、电子、集成电路、电器、塑料、涂料、油漆、橡胶等领域。
  准球形硅微粉由于受地表长期风化淋滤作用,颗粒表面具有许多溶蚀凹坑,形成粗糙表面,且颗粒边缘棱角多被磨蚀钝化,从而使颗粒具有球度高(三轴近相等)、圆度低(有钝化棱边)的“准球形”特点。

  1、准球形硅微粉的制备方法
  专利CN201010000299.2公开了一种采用天然粉石英矿制备高纯超细准球形硅微粉方法。以天然粉石英矿为原料,在超细磨机内加入起助磨剂作用的无机稀酸配成矿浆,调节矿浆pH为2-3,以氧化锆球为球磨介质,在超细磨机内研磨2-4h,待矿浆中-2μm达到60%-90%时,再加入用量为矿粉质量1-2%的还原剂连二亚硫酸钠和0.5-1.5%的络合剂草酸,继续研磨一段时间后,进行洗涤过滤,烘干,即可得到高纯超细准球形硅微粉。

  2、准球形硅微粉在环氧建筑结构胶中的应用
  以环氧建筑结构胶为例,与用普通角型硅微粉相比,相同加入量时用准球形硅微粉所制胶液的黏度低得多,达到相同黏度时准球形结构的硅微粉的加入量高得多。也就是说具有准球形结构的硅微粉比具有多角形的硅微粉在环氧粘钢胶体系中相容性(填充性)要好得多,这对增大环氧建筑结构胶的应用范围与降低生产成本是很有实用意义的。

准球形硅微粉的制备方法、应用领域及市场前景

  在建筑结构胶力学性能方面,与用普通角型硅微粉相比,相同加入量时用准球形硅微粉所制胶的剪切强度、拉伸强度都有明显的提高,而压缩强度变化不大。原因是准球形硅微粉比多角形硅微粉更具密实性、内部缺陷更少,以致应力损耗小,粘接强度高。另外,准球形硅微粉使环氧粘钢胶黏度低、浸润性高,也有利于提高黏附力。

  3、准球形硅微粉在重防腐型粉末涂料中的应用
  准球型硅微粉在防腐粉末涂料中占有重要地位,它对防腐蚀性能起到一定的功效,可以充实到涂层的组织结构中,形成质地致密而坚固的涂膜,起到化学钝化和物理封闭作用。

准球形硅微粉的制备方法、应用领域及市场前景
 
  一般颜料和填料,从防腐蚀作用方面的观点来衡量,阻蚀性颜料和填料用量越多越好,但它会给制造上和成本上带来一些困难,如涂料熔融粘度变大,不利于挤出和流平,同时涂膜日久后会变脆,只有以中性的准球型硅微粉填料混合应用最佳。

重防腐粉末涂料参考配方
原材料 规格 配方1 配方2
改性环氧树脂 E-12 100  
酚醛环氧树脂     100
01固化剂   25-30  
08固化剂     20
钛白粉 金红石型 5 5
准球形硅微粉 400-600目 30 30
云母粉或硫酸钡   20 20
流平剂 PV88 1 1
促进剂   0.2 0.3
颜料   适量 适量

  应用耐化学性的酚醛改性环氧加上准球型硅微粉的耐腐蚀性和抗化学性,使重防腐型粉末涂料的各种性能指标完全满足了SY/T 0315-2005的标准。

  4、准球形硅微粉在耐高温型粉末涂料中的应用
  耐高温型粉末涂料的配制主要从两方面入手,一是利用有机硅树脂的耐热稳定性;二是利用准球型硅微粉的耐热性。耐高温型粉末涂料靠单一树脂或填料是不能达到耐高温要求的,准球型硅微粉、滑石粉填料是耐热涂层的骨架,可大大提高涂层的许多性能。


耐高温型粉末涂料的参考配方
材料名称 配方1 配方2 说明
硅树脂 50 10 苯基聚硅氧烷
改性树脂   40  
交联固化剂   2  
云母粉 10 10 片状结构,可提高粉末涂膜的致密性
滑石粉 14 14 细颗粒,可提高粉末涂膜的耐候性、耐腐蚀性
准球形硅微粉 15 15 耐热可达1000℃以上
安息香 0.5 0.5  
流平剂 1 1  
高温颜料 11 11 如耐温炭黑
助剂1 1.5 1.5 如异氰酸酯,可除水分
助剂2 0.5 0.5 如抗氧剂,提高抗黄变性能
 
  5、准球形硅微粉在绝缘型粉末涂料中的应用
  绝缘型粉末涂料要求的技术指标是比较苛刻的,防潮性、阻燃性、击穿电压等指标都是应用准球型硅微粉的耐热性、质密性来完成的。


绝缘型粉末涂料的参考配方
原材料名称 配方 说明
环氧树脂 55 E-12环氧,无杂质
固化剂 4 胺类固化剂
流平剂 1  
光亮剂 1.5  
安息香 0.3  
颜料 5  
准球形硅微粉 20 可增加涂膜硬度、买热性、耐磨性等
云母粉 10 为涂膜提供优良的耐热性、耐水性、耐酸碱性及良好的电绝缘性
滑石粉 5 提高耐酸碱、耐热、绝缘性

  6、准球形硅微粉在阻燃型粉末涂料中的应用
  目前,阻燃型粉末涂料的主要品种是环氧粉末涂料,一般是通过加入阻燃剂(添加型)或在树脂基料高分子链中引入具有阻燃性的基团(反应型),再配合耐温颜料、填料等配置而成的。其中,填料的选择对于提高粉末涂料的阻燃效果起到很大作用。准球型硅微粉的耐热性最高,所以成为阻燃型粉末涂料的首选填料。

  7、准球形硅微粉在内墙乳胶漆中的应用
  与传统建筑涂料相比,准球形硅微粉复合内墙涂料,可显著改善内墙乳胶漆涂料的耐沾污性、触变性、耐洗刷性、耐水性、耐碱性和耐老化性等,内墙乳胶漆中使用准球形硅微粉目数为800目、质量分数为3%-4%时,涂料性能的改善最为明显。
 
  8、准球形硅微粉的市场前景
  准球形硅微粉与超细硅微粉、球形硅微粉的应用领域基本一致,主要用于大规模集成电路封装,在航空、航天、精细化工、可擦写光盘、大面积电子基板、特种陶瓷及日用化妆品等高新技术领域也有应用,市场前景广阔。
  目前,中国用于环氧模塑封料填料的电子级硅微粉的需求量达到8000-10000吨/年,其中高纯熔融硅微粉约2000-3000吨/年、结晶型高纯硅微粉约5000-7000吨/年,用于集成电路基板材料的电子级硅微粉则有更大的需求量。众所周知,目前国内采购的球形氧化硅主要来自于日本、韩国,进口的球形氧化硅价格高,且运输周期长。
  随着我国石英选矿提纯技术和超细粉磨设备的不断创新与发展,目前国内已拥有生产电子级硅微粉、准球形硅微粉和球形硅微粉的技术及相关生产厂家。国内硅微粉产品具有本土化优势,完全可以替代进口,具有非常广阔的市场前景。


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