シリコンマイクロパウダーは、 水晶、溶融シリカ、およびその他の原材料。プロセスは、粉砕、精密分類、不純物除去などのプロセスを経て、銅張積層板、エポキシプラスチック包装、電気絶縁材料、ゴム、プラスチック、コーティング、接着剤、人造石、ハニカムセラミック、化粧品など、さまざまな分野で広く使用されています。
1. 銅張積層板
現在、銅張積層板に使用されるシリコンマイクロパウダーは、結晶シリコンマイクロパウダー、溶融シリコンマイクロパウダー、球状シリコンマイクロパウダー、複合シリコンマイクロパウダーに分類できます。銅張積層板中の樹脂含有量は約50%で、樹脂中のシリコンマイクロパウダーの典型的な充填率は約30%です。 これは、銅張積層板におけるシリコンマイクロパウダーの充填重量比が約15%であることを意味します。
無機充填剤として、シリコンマイクロパウダーは銅張積層板の熱安定性、剛性、熱膨張係数、熱伝導性を高め、電子製品の信頼性と放熱性を向上させます。また、誘電特性も優れているため、電子製品の信号伝送速度と品質を向上させることができます。結晶シリコンマイクロパウダーはコスト効率が高く、エアコン、冷蔵庫、洗濯機、デスクトップコンピューターなど、生産要件が低い業界で使用されています。スマートフォン、タブレット、自動車、ネットワーク通信、産業機器用の銅張積層板では、誘電率と線膨張係数の特定の要件があるため、一般的に溶融シリカマイクロパウダーが使用されます。 スーパーコンピュータや5G通信などの高周波・高速アプリケーションでは、低誘電率・低損失の球状シリコンマイクロパウダーが重要な機能性フィラーとして求められています。不純物含有量が少なく、充填率が高い。
2. エポキシ樹脂シーリング材
シリコンマイクロパウダーはエポキシシーラント（EMC）の重要なフィラーであり、組成物の約60%〜90%を占めています。エポキシシーラントの性能を向上させるには、シリコンマイクロパウダーの品質を向上させる必要があり、そのため、その粒子サイズ、純度、球形度に対する要件が高くなります。中低価格のエポキシプラスチックシーラントでは、角張ったシリコンマイクロパウダーがよく使用され、高級シーラントでは主に球形のシリコンマイクロパウダーが使用されます。ディスクリートデバイスや小型統合電気機器用のプラスチックシーリング材には、通常、結晶シリコンマイクロパウダーと溶融シリコンマイクロパウダーが含まれています。パワーデバイス用の高熱伝導性パッケージングでは、主に結晶シリコンマイクロパウダーと他の高熱伝導性材料が使用されます。大規模集積回路の低膨張および低反りパッケージングには、球形のシリコンマイクロパウダーが好まれます。最後に、低弾性率パッケージのメモリデバイスでは、低放射球形シリコンマイクロパウダーがフィラーとしてよく使用されます。
2022年の中国の半導体パッケージ用球状シリコン粉末の需要は 71,000トン先進的な包装の割合が増加し続けると、 93,000トン 2025年には9.25%のCAGRで成長すると予測されています。 15,000元/トン、2025年の市場規模はほぼ 15億元.
3. 電気絶縁材料
シリコンマイクロパウダーは、電気絶縁製品のエポキシ樹脂絶縁フィラーとして使用され、硬化物の線膨張係数と硬化プロセス中の収縮率を効果的に低減し、内部応力を軽減し、絶縁材料の機械的強度を向上させ、絶縁材料の機械的および電気的特性を向上させます。
そのため、この分野の顧客は、低線膨張係数、高絶縁性、高機械的強度など、シリコンマイクロパウダーに特定の機能要件を持っていますが、誘電特性や熱伝導性に対する要求は比較的低いです。電気絶縁材料の分野では、 平均粒子サイズは5ミクロンから25ミクロンが通常選択される。 電気絶縁製品の特性と製造工程の要件に基づいて、製品の白色度と粒度分布にも高い基準が設けられています。
4. ゴム
シリコンマイクロパウダーは、粒子サイズが小さく、比表面積が大きく、耐熱性、耐摩耗性に優れているなどの利点があり、ゴム複合材料の耐摩耗性、引張強度、弾性率、高引裂抵抗を向上させることができます。しかし、シリコンマイクロパウダーの表面には多くの酸性シラノール基が含まれています。これらの基が改質されていない場合、シリコンマイクロパウダーがゴム内で不均一に分散し、アルカリ性促進剤と反応してゴム複合材料の加硫時間が長くなる可能性があります。
現在、 シリコンマイクロパウダーの改質は主にゴム研究に応用されており、シランカップリング剤による改質が主な方法である。例としては、フェニルトリメトキシシラン、エチレントリメトキシシラン、ヘキサメチルジシラザン、3-メルカプトプロピルトリエトキシシラン、(3-アミノプロピル)トリメトキシシランなどが挙げられる。
5. プラスチック
シリコンマイクロパウダーは、ポリエチレン（PE）、ポリ塩化ビニル（PVC）、ポリプロピレン（PP）、ポリフェニレンオキシド（PPO）などのプラスチックの製造における充填剤として使用でき、建築、自動車、電子通信、断熱材、農業、日用品、国防・軍事産業などさまざまな分野で広く使用されています。
粉末石英をKH-550で改質し、改質した粉末石英をPEと均一に混合してPEプラスチックフィルムを製造し、農業用温室フィルムに使用できます。結果は、粉末石英の充填質量分率が8%〜12%の場合、農業用フィルムの機械的特性が純粋な樹脂フィルムの機械的特性を超え、国家標準要件を満たしていることを示しました。シランカップリング剤を使用してシリコンマイクロパウダーを改質し、改質シリコンマイクロパウダーをポリフェニレンエーテルと混合して、ポリフェニレンエーテル自動車用プラスチック材料を製造しました。結果は、調製された材料が高硬度、耐摩耗性、耐高温性、耐腐食性などの特性を持ち、自動車用プラスチック製品に適していることを示しました。
6. ペイント
シリコンマイクロパウダーはコーティング業界で充填剤として使用されており、コーティングの準備コストを削減するだけでなく、耐高温性、耐酸性、耐アルカリ性、耐摩耗性、耐候性などの特性も向上します。建材、自動車、パイプライン、ハードウェア、家電製品などの分野で広く使用されています。
で 建築用コーティング白文惠らはシリカ粉末を充填剤として外壁塗料を調製し、優れた装飾効果、強力な安定性、低コストを実証しました。袁瑞らは、フェニルプロパノイドコーティングの充填剤として超微細シリカ粉末を使用しました。結果は、シリコンマイクロパウダーの質量分率が35%以上に達すると、コーティングの耐アルカリ性、洗浄性、吸水性、反射率が大幅に向上することを示しました。
のために ラテックスコーティング二酸化チタンは、主な顔料や充填剤としてよく使用されていますが、高価で、製造プロセスが複雑です。そのため、炭酸カルシウム、無水硫酸カルシウム、シリコンマイクロパウダーなどの充填剤を二酸化チタンと組み合わせて使用することが研究の焦点となっています。王鵬珠氏らは、改質シリカマイクロパウダーを充填剤として使用し、ラテックスコーティング中の二酸化チタンを部分的に置き換えました。その結果、二酸化チタンとシリコンマイクロパウダーの質量比が1：3の場合、ラテックスコーティングの硬度、衝撃強度、柔軟性が大幅に向上することが示されました。
で エポキシ床コーティング充填剤としてのシリコンマイクロパウダーは、耐摩耗性、耐酸性および耐アルカリ性、耐高温性、および機械的強度を高めます。Hu Gaopingらは、異なる粒子サイズのシリコンマイクロパウダーをエポキシ樹脂、硬化剤、およびその他の原料と混合して、強力な耐酸性エポキシ床コーティングを調製しました。これらのコーティングは、酢酸蒸留ワークショップで酢酸腐食による局所的な粉末化を防ぐために使用されました。
難燃性絶縁塗料において、Liu Tongwangらは不飽和ポリエステル樹脂に活性シリカ微粉末を添加してポリエステル絶縁塗料を調製した。その結果、活性シリカ微粉末の質量分率が35%のとき、絶縁塗料の体積伝導率、吸水性、機械的強度が大幅に向上することが示された。
7. 接着剤
シリコンマイクロパウダーは無機機能性充填剤として、硬化接着樹脂の線膨張係数と収縮率を効果的に低減し、接着剤の機械的強度、耐熱性、耐浸透性、放熱性能を向上させ、接着およびシール効果を高めます。
シリカ粉末の粒度分布は接着剤の粘度と沈降に影響し、それによって接着剤の加工性と硬化後の線膨張係数に影響します。そのため、接着剤分野では線膨張係数を下げ、機械的強度を向上させるシリカ粉末の機能に注目しています。シリカ粉末の外観と粒度分布に対する要求は高く、通常、複合用途には平均粒子径が0.1ミクロン～30ミクロンの異なる粒子径の製品が使用されます。
シリカ粉末を改質してビニルシリコーンに塗布します。保管時間が長くなると、ビニルシリコーンの粘度が安定し、製品の安定性と強度が高まり、熱伝導性シリコーン、熱伝導性ガスケット、歯科用印象材などの分野で使用できます。
8. 人工石英石
人工石英板の充填材としてシリコンマイクロパウダーを使用すると、不飽和樹脂の消費量を削減し、耐摩耗性、耐酸性および耐アルカリ性、機械的強度を向上させることができます。人工大理石におけるシリコンマイクロパウダーの充填率は、通常約30%です。たとえば、Liu Huichenらは、シランカップリング剤で改質したシリコンマイクロパウダーを人工石英板に使用することを提案しました。このアプローチにより、不飽和樹脂の使用量を削減し、人工石英板の加工コストを削減できます。
9. 自動車用ハニカムセラミックス
自動車の排気ガス浄化用ハニカムセラミック担体とディーゼルエンジンの排気ガス浄化用コージェライト材料から作られたディーゼル微粒子フィルター（DPF）は、アルミナやシリカ微粉末などの材料を混合、押し出し、乾燥、焼結する工程を含む。溶融シリコン微粉末の主成分はSiO2で、非晶質構造、超微粒子、大きな比表面積を持ち、ケイ酸塩材料の固体反応と焼結の鉱化剤として機能します。シリコン微粉末はハニカムセラミック担体の強度を高め、コージェライトの熱膨張係数を下げ、その耐用年数を向上させます。球状シリコン微粉末はハニカムセラミック製品の成形速度と安定性を高め、ハニカムセラミック担体中の重量比は約13%です。
10. 化粧品
球状シリカ微粉末は、流動性が良く比表面積が大きいため、口紅、パウダー、ファンデーションクリームなどの化粧品に使用されています。その特徴は次のとおりです。
- 粉末製品の流動性と保存安定性が向上し、固まりを防止します。
- 平均粒子サイズが小さいため、滑らかさと流動性が良好です。
- 比表面積が大きいため、汗、芳香剤、栄養素の吸着性が向上し、配合がより経済的になります。
- 肌なじみがよく、触り心地の良い球形形状。
また、球状シリカ微粉末は他の化粧品成分と混合しやすく、無毒、無臭、自然な白色です。紫外線反射能力が強く、安定性が良く、紫外線にさらされても分解や変色がないなどの優れた特徴があります。さらに、配合中の他の成分と反応しないため、日焼け止め化粧品成分として最適です。
化粧品に使用される球状シリカマイクロパウダーの仕様要件には、一般的に次のものが含まれます。
- 99.9%のシリコン含有量
- 0.2～2ミクロンの範囲で粒子サイズを制御可能
- 95%以上の球形度
放射線量が低い（ウラン含有量 < 0.5 ppb）
結論
シリコンマイクロパウダーに対する品質要件は、アプリケーション分野によって異なります。したがって、特定のアプリケーションにシリコンマイクロパウダーを選択する際には、下流産業のニーズ、コスト、効率、パフォーマンスなどの要素を考慮することが重要です。適切なタイプのシリコンマイクロパウダーを選択し、正しい改質プロセスと配合を選択することが重要です。
中国の経済と社会の継続的な発展に伴い、シリコンマイクロパウダーの応用に関する研究は、球状シリコンマイクロパウダーから作られた高級銅張積層板、高級コーティング、高性能接着剤、絶縁材料などのハイテク分野にますます重点を置くようになるでしょう。精製と機能の特化は、将来のシリコンマイクロパウダーの応用における主な傾向になると予想されます。
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