Silizium-Mikropulver ist eine Art Siliciumdioxidpulver aus kristalliner Quarz, Quarzglas und andere Rohstoffe. Der Prozess umfasst Mahlen, Präzisionsklassifizierung, Entfernung von Verunreinigungen und andere Prozesse. Es wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt, darunter kupferkaschierte Laminate, Verpackungen aus Epoxidkunststoff, elektrische Isoliermaterialien, Gummi, Kunststoffe, Beschichtungen, Klebstoffe, Kunststeine, Wabenkeramik, Kosmetika und mehr.
1. Kupferkaschierte Laminate
Derzeit kann Silizium-Mikropulver, das in kupferkaschierten Laminaten verwendet wird, in kristallines Silizium-Mikropulver, geschmolzenes Silizium-Mikropulver, sphärisches Silizium-Mikropulver und zusammengesetztes Silizium-Mikropulver eingeteilt werden. Der Harzgehalt in kupferkaschierten Laminaten beträgt etwa 50%, und die typische Füllrate von Silizium-Mikropulver im Harz beträgt etwa 30%. Dies bedeutet, dass der Füllgewichtsanteil von Silizium-Mikropulver in kupferkaschierten Laminaten ungefähr 15% beträgt.
Als anorganischer Füllstoff verbessert Siliziummikropulver die thermische Stabilität, Steifigkeit, den Wärmeausdehnungskoeffizienten und die Wärmeleitfähigkeit von kupferkaschierten Laminaten und verbessert so die Zuverlässigkeit und Wärmeableitung elektronischer Produkte. Es verfügt außerdem über gute dielektrische Eigenschaften, die die Signalübertragungsgeschwindigkeit und -qualität in elektronischen Produkten verbessern können. Kristallines Siliziummikropulver ist kostengünstiger und wird in Branchen mit geringerem Produktionsbedarf verwendet, beispielsweise bei Klimaanlagen, Kühlschränken, Waschmaschinen und Desktop-Computern. Kupferkaschierte Laminate für Smartphones, Tablets, Autos, Netzwerkkommunikation und Industrieanlagen verwenden aufgrund spezifischer Anforderungen an Dielektrizitätskonstante und linearen Ausdehnungskoeffizienten im Allgemeinen geschmolzenes Siliziummikropulver. Für Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeitsanwendungen wie Supercomputer und 5G-Kommunikation wird sphärisches Silizium-Mikropulver mit niedriger Dielektrizität und geringen Verlusten als wichtigster funktionaler Füllstoff benötigt., mit geringem Verunreinigungsgehalt und hoher Füllrate.
2. Epoxid-Kunststoff-Dichtungsmaterial
Siliziummikropulver ist ein wichtiger Füllstoff in Epoxiddichtungsmassen (EMC) und macht etwa 60%–90% der Zusammensetzung aus. Die Verbesserung der Leistung von Epoxiddichtungsmassen hängt von der Verbesserung der Qualität des Siliziummikropulvers ab, wodurch höhere Anforderungen an dessen Partikelgröße, Reinheit und Kugelform gestellt werden. Epoxidkunststoffdichtungsmassen der mittleren und unteren Preisklasse verwenden oft eckiges Siliziummikropulver, während Dichtungsmassen der oberen Preisklasse hauptsächlich sphärisches Siliziummikropulver verwenden. Kunststoffdichtungsmaterialien für diskrete Geräte und kleine integrierte Elektrogeräte enthalten typischerweise kristallines und geschmolzenes Siliziummikropulver. Verpackungen mit hoher Wärmeleitfähigkeit für Leistungsgeräte verwenden hauptsächlich kristallines Siliziummikropulver zusammen mit anderen Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit. Für Verpackungen mit geringer Ausdehnung und geringer Verformung von großflächig integrierten Schaltkreisen wird sphärisches Siliziummikropulver bevorzugt. Schließlich verwenden verpackte Speichergeräte mit niedrigem Modul häufig sphärisches Siliziummikropulver mit geringer Strahlung als Füllstoff.
Es wird geschätzt, dass Chinas Nachfrage nach sphärischem Siliziumpulver für Halbleiterverpackungen im Jahr 2022 71.000 Tonnen. Da der Anteil moderner Verpackungen weiter zunimmt, wird erwartet, dass er 93.000 Tonnen im Jahr 2025, mit einer CAGR von 9,25%. Basierend auf dem Preis für sphärisches Siliziumpulver von 15.000 Yuan/Tonne, wird die Marktgröße im Jahr 2025 fast 1,5 Milliarden Yuan.
3. Elektrische Isoliermaterialien
Siliziummikropulver wird als Epoxidharz-Isolierfüllstoff für elektrische Isolierprodukte verwendet und reduziert effektiv den linearen Ausdehnungskoeffizienten des ausgehärteten Materials und die Schrumpfungsrate während des Aushärtungsprozesses. Dies reduziert die innere Spannung und verbessert die mechanische Festigkeit des Isoliermaterials, wodurch die mechanischen und elektrischen Eigenschaften des Isoliermaterials verbessert werden.
Daher haben Kunden in diesem Bereich spezifische funktionale Anforderungen an Silizium-Mikropulver, wie einen niedrigen linearen Ausdehnungskoeffizienten, eine hohe Isolierung und eine hohe mechanische Festigkeit, während ihre Anforderungen an dielektrische und thermische Leitfähigkeitseigenschaften relativ gering sind. Im Bereich der elektrischen Isoliermaterialien sind Silizium-Mikropulverprodukte mit einer Spezifikation und einem Die durchschnittliche Partikelgröße liegt üblicherweise zwischen 5 und 25 Mikrometer. basierend auf den Eigenschaften elektrischer Isolierprodukte und den Anforderungen ihrer Produktionsprozesse. Es gibt auch hohe Standards für die Weiße der Produkte und die Partikelgrößenverteilung.
4. Gummi
Silizium-Mikropulver bietet Vorteile wie eine geringe Partikelgröße, eine große spezifische Oberfläche, gute Hitzebeständigkeit und Verschleißfestigkeit, wodurch die Verschleißfestigkeit, Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul und hohe Reißfestigkeit von Gummiverbundwerkstoffen verbessert werden können. Die Oberfläche von Silizium-Mikropulver enthält jedoch viele saure Silanolgruppen. Wenn diese Gruppen nicht modifiziert werden, können sie eine ungleichmäßige Dispersion des Silizium-Mikropulvers im Gummi verursachen und mit alkalischen Beschleunigern reagieren, wodurch die Vulkanisationszeit von Gummiverbundwerkstoffen verlängert wird.
Momentan, Die Modifizierung von Silizium-Mikropulver wird vor allem in der Gummiforschung eingesetzt, wobei die Modifizierung von Silan-Haftvermittlern die wichtigste Methode ist.Beispiele hierfür sind Phenyltrimethoxysilan, Ethylentrimethoxysilan, Hexamethyldisilazan, 3-Mercaptopropyltriethoxysilan und (3-Aminopropyl)trimethoxysilan.
5. Kunststoffe
Silizium-Mikropulver kann als Füllstoff bei der Herstellung von Kunststoffen verwendet werden, darunter Polyethylen (PE), Polyvinylchlorid (PVC), Polypropylen (PP), Polyphenylenoxid (PPO) und andere Materialien. Es wird in verschiedenen Bereichen wie Bauwesen, Automobilbau, elektronische Kommunikation, Isoliermaterialien, Landwirtschaft, Alltagsbedarf sowie in der nationalen Verteidigungs- und Militärindustrie eingesetzt.
Quarzpulver wird mit KH-550 modifiziert und das modifizierte Quarzpulver wird gleichmäßig mit PE vermischt, um PE-Kunststofffolie herzustellen, die in landwirtschaftlichen Gewächshausfolien verwendet werden kann. Die Ergebnisse zeigten, dass die mechanischen Eigenschaften der landwirtschaftlichen Folie bei einem Füllmassenanteil von Quarzpulver von 8%–12% die von reinen Harzfolien übertrafen und die nationalen Standardanforderungen erfüllten. Siliziummikropulver wurde mit einem Silan-Kopplungsmittel modifiziert und das modifizierte Siliziummikropulver mit Polyphenylenether vermischt, um Polyphenylenether-Kunststoffmaterial für die Automobilindustrie herzustellen. Die Ergebnisse zeigten, dass das hergestellte Material Eigenschaften wie hohe Härte, Verschleißfestigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufwies, wodurch es für Kunststoffprodukte für die Automobilindustrie geeignet war.
6. Malen
Siliziummikropulver kann als Füllstoff in der Beschichtungsindustrie verwendet werden, was nicht nur die Kosten für die Herstellung von Beschichtungen senkt, sondern auch Eigenschaften wie Hochtemperaturbeständigkeit, Säure- und Alkalibeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Witterungsbeständigkeit verbessert. Es wird häufig in Baumaterialien, Automobilen, Rohrleitungen, Hardware, Haushaltsgeräten und anderen Bereichen verwendet.
In BautenanstricheBai Wenkui et al. verwendeten Siliciumdioxidpulver als Füllstoff zur Herstellung von Außenwandfarben, die gute dekorative Effekte, hohe Stabilität und niedrige Kosten aufwiesen. Yuan Rui et al. verwendeten ultrafeines Siliciumdioxidpulver als Füllstoff in Phenylpropanoid-Beschichtungen. Die Ergebnisse zeigten, dass sich die Alkalibeständigkeit, Waschbarkeit, Wasseraufnahme und Reflektivität der Beschichtung deutlich verbesserten, wenn der Massenanteil des Siliziummikropulvers 35% oder mehr erreichte.
Für LatexbeschichtungenTitandioxid wird häufig als Hauptpigment und Füllstoff verwendet, ist jedoch teuer und sein Herstellungsprozess ist komplex. Daher ist die Verwendung von Füllstoffen wie Calciumcarbonat, wasserfreiem Calciumsulfat und Siliziummikropulver in Kombination mit Titandioxid zu einem Forschungsschwerpunkt geworden. Wang Pengzhu und Kollegen verwendeten modifiziertes Siliziummikropulver als Füllstoff, um Titandioxid in Latexbeschichtungen teilweise zu ersetzen. Ihre Ergebnisse zeigten, dass bei einem Massenverhältnis von Titandioxid zu Siliziummikropulver von 1:3 die Härte, Schlagfestigkeit und Flexibilität der Latexbeschichtung erheblich verbessert wurden.
In Epoxid-BodenbeschichtungenSiliziummikropulver als Füllstoff verbessert die Verschleißfestigkeit, Säure- und Laugenbeständigkeit, Hochtemperaturbeständigkeit und mechanische Festigkeit. Hu Gaoping et al. mischten Siliziummikropulver unterschiedlicher Partikelgröße mit Epoxidharz, Härtemitteln und anderen Rohstoffen, um stark säurebeständige Epoxid-Bodenbeschichtungen herzustellen. Diese Beschichtungen wurden in Essigsäuredestillationswerkstätten verwendet, um lokale Pulverisierung durch Essigsäurekorrosion zu verhindern.
In flammhemmenden Isolierbeschichtungen fügten Liu Tongwang et al. aktiviertes Siliziummikropulver zu ungesättigtem Polyesterharz hinzu, um Polyester-Isolierfarbe herzustellen. Die Ergebnisse zeigten, dass bei einem Massenanteil des aktivierten Siliziummikropulvers von 35% die Volumenleitfähigkeit, die Wasseraufnahme und die mechanische Festigkeit der Isolierfarbe deutlich verbessert wurden.
7. Klebstoffe
Siliziummikropulver reduziert als anorganischer Funktionsfüllstoff effektiv den linearen Ausdehnungskoeffizienten und die Schrumpfrate von ausgehärtetem Klebeharz. Es verbessert die mechanische Festigkeit, Hitzebeständigkeit, Durchlässigkeitsbeständigkeit und Wärmeableitungsleistung von Klebstoffen und verbessert so die Klebe- und Versiegelungswirksamkeit.
Die Partikelgrößenverteilung von Siliciumdioxidpulver beeinflusst die Viskosität und Sedimentation des Klebstoffs und damit die Verarbeitbarkeit des Klebstoffs und den linearen Ausdehnungskoeffizienten nach dem Aushärten. Daher wird im Klebstoffbereich auf die Funktion von Siliciumdioxidpulver bei der Reduzierung des linearen Ausdehnungskoeffizienten und der Verbesserung der mechanischen Festigkeit geachtet. Es werden hohe Anforderungen an das Aussehen und die Partikelgrößenverteilung von Siliciumdioxidpulver gestellt und für die Verwendung in Verbindungen werden normalerweise Produkte mit unterschiedlichen Partikelgrößen mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 0,1 Mikrometer bis 30 Mikrometer verwendet.
Das Silicapulver wird modifiziert und dann auf Vinylsilikon aufgetragen. Mit der Verlängerung der Lagerzeit bleibt die Viskosität von Vinylsilikon stabil, das Produkt weist eine gute Stabilität und hohe Festigkeit auf und kann in wärmeleitendem Silikon, wärmeleitenden Dichtungen, Zahnabdruckmaterialien und anderen Bereichen verwendet werden.
8. Künstlicher Quarzstein
Silizium-Mikropulver als Füllstoff in Kunstquarzplatten kann den Verbrauch von ungesättigtem Harz reduzieren und die Verschleißfestigkeit, Säure- und Laugenbeständigkeit sowie mechanische Festigkeit verbessern. Der Füllgrad von Silizium-Mikropulver in Kunstmarmor liegt im Allgemeinen bei etwa 30%. Liu Huichen et al. schlugen beispielsweise vor, mit einem Silan-Kopplungsmittel modifiziertes Silizium-Mikropulver in Kunstquarzplatten zu verwenden. Dieser Ansatz kann den Verbrauch von ungesättigtem Harz reduzieren und die Verarbeitungskosten von Kunstquarzplatten senken.
9. Automobil-Wabenkeramik
Der Dieselpartikelfilter (DPF), der aus wabenförmigen Keramikträgern zur Abgasreinigung von Autos und Cordieritmaterial zur Abgasreinigung von Dieselmotoren hergestellt wird, umfasst das Mischen, Extrudieren, Trocknen und Sintern von Materialien wie Aluminiumoxid und Siliziummikropulver. Der Hauptbestandteil des geschmolzenen Siliziummikropulvers ist SiO2, das eine amorphe Struktur, ultrafeine Partikel und eine große spezifische Oberfläche aufweist. Es fungiert als Mineralisator für Festkörperreaktionen und das Sintern von Silikatmaterialien. Siliziummikropulver erhöht die Festigkeit von wabenförmigen Keramikträgern, verringert den Wärmeausdehnungskoeffizienten von Cordierit und verbessert seine Lebensdauer. Sphärisches Siliziummikropulver kann die Formungsrate und Stabilität von wabenförmigen Keramikprodukten verbessern, mit einem Gewichtsverhältnis von etwa 13% im wabenförmigen Keramikträger.
10. Kosmetik
Sphärisches Silica-Mikropulver wird aufgrund seiner guten Fließfähigkeit und großen spezifischen Oberfläche in Kosmetika wie Lippenstift, Puder und Grundierungscreme verwendet. Zu seinen Eigenschaften gehören:
- Verbesserte Fließfähigkeit und Lagerstabilität bei Pulverprodukten und verhindert so ein Verklumpen.
- Kleinere durchschnittliche Partikelgröße sorgt für gute Glätte und Fließfähigkeit.
- Größere spezifische Oberfläche für eine bessere Aufnahme von Schweiß, Duftstoffen und Nährstoffen, wodurch die Formulierungen wirtschaftlicher werden.
- Kugelförmige Form für gute Hauthaftung und gutes Tastgefühl.
Darüber hinaus lässt sich sphärisches Silica-Mikropulver leicht mit anderen kosmetischen Bestandteilen mischen, ist ungiftig, geruchlos und natürlich weiß. Zu seinen bemerkenswerten Eigenschaften gehören eine starke Fähigkeit, ultraviolette Strahlen zu reflektieren, eine gute Stabilität und keine Zersetzung oder Verfärbung bei Einwirkung von UV-Strahlung. Darüber hinaus reagiert es nicht mit anderen Bestandteilen der Formel, was es zu einer ausgezeichneten Wahl für kosmetische Sonnenschutzbestandteile macht.
Die Spezifikationsanforderungen für sphärisches Silica-Mikropulver zur Verwendung in Kosmetika umfassen im Allgemeinen:
- Siliziumgehalt von 99,9%
- Kontrollierbare Partikelgröße im Bereich von 0,2 bis 2 Mikrometer
- Sphärizität über 95%
Geringe Strahlung (Urangehalt < 0,5 ppb)
Abschluss
Verschiedene Anwendungsbereiche stellen unterschiedliche Qualitätsanforderungen an Silizium-Mikropulver. Daher ist es bei der Auswahl von Silizium-Mikropulver für eine bestimmte Anwendung wichtig, die Anforderungen der nachgelagerten Industrien sowie Faktoren wie Kosten, Effizienz und Leistung zu berücksichtigen. Die Wahl des geeigneten Silizium-Mikropulvertyps sowie des richtigen Modifizierungsprozesses und der richtigen Formel ist entscheidend.
Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der chinesischen Wirtschaft und Gesellschaft wird sich die Forschung zur Anwendung von Silizium-Mikropulver zunehmend auf Hightech-Bereiche wie hochwertige kupferkaschierte Laminate, hochwertige Beschichtungen, Hochleistungsklebstoffe und Isoliermaterialien aus sphärischem Silizium-Mikropulver konzentrieren. Verfeinerung und funktionale Spezialisierung werden voraussichtlich die Haupttrends bei der zukünftigen Anwendung von Silizium-Mikropulver sein.
Wenn Sie an Strahlmühlen interessiert sind, die Siliziumpulver produzieren können, wenden Sie sich bitte an das technische Team von Epos um weitere Informationen zu erhalten.