Siliciummicropoeder is een soort silicapoeder dat wordt gemaakt van kristallijn kwarts, gesmolten silica en andere grondstoffen. Het proces verloopt via slijpen, precisieclassificatie, verwijdering van onzuiverheden en andere processen. Het wordt veel gebruikt in verschillende velden, waaronder koperbeklede laminaten, epoxy plastic verpakkingen, elektrische isolatiematerialen, rubber, kunststoffen, coatings, kleefstoffen, kunstmatige stenen, honingraatkeramiek, cosmetica en meer.
1. Koper-beklede laminaten
Momenteel kan silicium micropoeder dat wordt gebruikt in koper-gecoate laminaten worden gecategoriseerd in kristallijn silicium micropoeder, gesmolten silicium micropoeder, bolvormig silicium micropoeder en samengesteld silicium micropoeder. Het harsgehalte in koper-gecoate laminaten is ongeveer 50% en de typische vulgraad van silicium micropoeder in de hars is ongeveer 30%. Dit betekent dat de vulgewichtverhouding van siliciummicropoeder in koperbeklede laminaten ongeveer 15% bedraagt.
Als anorganische vulstof verbetert siliciummicropoeder de thermische stabiliteit, stijfheid, thermische uitzettingscoëfficiënt en thermische geleidbaarheid van koperbeklede laminaten, waardoor de betrouwbaarheid en warmteafvoer van elektronische producten wordt verbeterd. Het heeft ook goede diëlektrische eigenschappen, die de signaaloverdrachtsnelheid en -kwaliteit in elektronische producten kunnen verbeteren. Kristallijn siliciummicropoeder, dat kosteneffectiever is, wordt gebruikt in industrieën met lagere productievereisten, zoals airconditioners, koelkasten, wasmachines en desktopcomputers. Koperbeklede laminaten voor smartphones, tablets, auto's, netwerkcommunicatie en industriële apparatuur gebruiken over het algemeen gesmolten silicamicropoeder vanwege specifieke vereisten voor diëlektrische constante en lineaire uitzettingscoëfficiënt. Voor toepassingen met hoge frequenties en hoge snelheden, zoals supercomputers en 5G-communicatie, is bolvormig siliciummicropoeder met een lage diëlektrische waarde en een laag verlies vereist als de belangrijkste functionele vulstof, met een laag gehalte aan onzuiverheden en een hoge vulgraad.
2. Epoxy kunststof afdichtingsmateriaal
Silicium micropoeder is een cruciale vulstof in epoxykitten (EMC), goed voor ongeveer 60%–90% van de samenstelling. Het verbeteren van de prestaties van epoxykitten hangt af van het verbeteren van de kwaliteit van silicium micropoeder, waardoor hogere eisen worden gesteld aan de deeltjesgrootte, zuiverheid en bolvormigheid. Middelmatige en goedkope epoxy plastic kitten gebruiken vaak hoekig silicium micropoeder, terwijl hoogwaardige kitten voornamelijk bolvormig silicium micropoeder gebruiken. Kunststof afdichtingsmaterialen voor discrete apparaten en kleine geïntegreerde elektrische apparaten bevatten doorgaans kristallijne en gesmolten silicium micropoeders. Verpakkingen met een hoge thermische geleidbaarheid voor elektrische apparaten gebruiken voornamelijk kristallijn silicium micropoeder samen met andere materialen met een hoge thermische geleidbaarheid. Voor verpakkingen met een lage uitzetting en lage kromtrekking van grootschalige geïntegreerde schakelingen wordt bolvormig silicium micropoeder gebruikt. Tot slot gebruiken geheugenapparaten met een lage modulus doorgaans bolvormig silicium micropoeder met lage straling als vulstof.
Naar verwachting zal de vraag in China naar bolvormig siliciumpoeder voor halfgeleiderverpakkingen in 2022 toenemen. 71.000 tonNaarmate het aandeel geavanceerde verpakkingen blijft toenemen, wordt verwacht dat dit de komende jaren zal toenemen. 93.000 ton in 2025, met een CAGR van 9,25%. Gebaseerd op de prijs van bolvormig siliciumpoeder van 15.000 yuan/tonde omvang van de markt in 2025 zal bijna 1,5 miljard yuan.
3. Elektrische isolatiematerialen
Silicium micropoeder wordt gebruikt als epoxyhars isolatievuller voor elektrische isolatieproducten, waardoor de lineaire uitzettingscoëfficiënt van het uitgeharde materiaal en de krimpsnelheid tijdens het uithardingsproces effectief worden verlaagd. Dit vermindert interne spanning en verbetert de mechanische sterkte van het isolatiemateriaal, waardoor de mechanische en elektrische eigenschappen van het isolatiemateriaal worden verbeterd.
Daarom hebben klanten in dit veld specifieke functionele vereisten voor silicium micropoeder, zoals een lage lineaire uitzettingscoëfficiënt, hoge isolatie en hoge mechanische sterkte, terwijl hun vraag naar diëlektrische en thermische geleidbaarheidseigenschappen relatief lager is. Op het gebied van elektrische isolatiematerialen zijn silicium micropoederproducten met één specificatie met een Gemiddelde deeltjesgroottes tussen 5 micron en 25 micron worden doorgaans geselecteerd gebaseerd op de kenmerken van elektrische isolatieproducten en de vereisten van hun productieprocessen. Er zijn ook hoge normen voor productwitheid en deeltjesgrootteverdeling.
4. Rubber
Silicium micropoeder biedt voordelen zoals een kleine deeltjesgrootte, groot specifiek oppervlak, goede hittebestendigheid en slijtvastheid, wat de slijtvastheid, treksterkte, modulus en hoge scheurweerstand van rubbercomposietmaterialen kan verbeteren. Het oppervlak van silicium micropoeder bevat echter veel zure silanolgroepen. Als deze groepen niet worden gewijzigd, kunnen ze een ongelijkmatige dispersie van het silicium micropoeder in rubber veroorzaken en kunnen ze reageren met alkalische versnellers, waardoor de vulkanisatietijd van rubbercomposietmaterialen wordt verlengd.
Momenteel, Modificatie van siliciummicropoeder wordt voornamelijk toegepast in rubberonderzoek, waarbij modificatie met silaankoppelingsmiddelen de primaire methode isVoorbeelden zijn onder meer fenyltrimethoxysilaan, ethyleentrimethoxysilaan, hexamethyldisilazaan, 3-mercaptopropyltriethoxysilaan en (3-aminopropyl)trimethoxysilaan.
5. Kunststoffen
Silicium micropoeder kan worden gebruikt als vulmiddel bij de productie van kunststoffen, waaronder polyethyleen (PE), polyvinylchloride (PVC), polypropyleen (PP), polyfenyleenoxide (PPO) en andere materialen. Het wordt veel gebruikt in verschillende sectoren, zoals de bouw, de automobielindustrie, elektronische communicatie, isolatiematerialen, landbouw, dagelijkse benodigdheden en de nationale defensie- en militaire industrie.
Gepoederd kwarts wordt gemodificeerd met KH-550 en het gemodificeerde gepoederde kwarts wordt gelijkmatig gemengd met PE om PE-kunststoffolie te bereiden, die kan worden gebruikt in landbouwkasfolie. De resultaten toonden aan dat wanneer de vulmassafractie van gepoederd kwarts 8%–12% was, de mechanische eigenschappen van de landbouwfolie die van zuivere harsfolie overtroffen en voldeden aan de nationale standaardvereisten. Gebruik van een silaankoppelingsmiddel om siliciummicropoeder te modificeren en het gemodificeerde siliciummicropoeder te mengen met polyfenyleenether om polyfenyleenether automobielkunststofmateriaal te bereiden. De resultaten gaven aan dat het bereide materiaal eigenschappen had zoals hoge hardheid, slijtvastheid, hoge temperatuurbestendigheid en corrosiebestendigheid, waardoor het geschikt is voor automobielkunststofproducten.
6. Verf
Silicium micropoeder kan worden gebruikt als vulmiddel in de coatingindustrie, wat niet alleen de kosten van het voorbereiden van coatings verlaagt, maar ook eigenschappen zoals hoge temperatuurbestendigheid, zuur- en alkalibestendigheid, slijtvastheid en weersbestendigheid verbetert. Het wordt veel gebruikt in bouwmaterialen, auto's, pijpleidingen, hardware, huishoudelijke apparaten en andere gebieden.
In architectonische coatings, Bai Wenkui et al. gebruikten silicapoeder als vulmiddel om buitenmuurverven te bereiden, wat goede decoratieve effecten, sterke stabiliteit en lage kosten liet zien. Yuan Rui et al. gebruikten ultrafijn silicapoeder als vulmiddel in fenylpropanoïde coatings. De resultaten toonden aan dat wanneer de massafractie van siliciummicropoeder 35% of meer bereikte, de alkalibestendigheid, wasbaarheid, waterabsorptie en reflectiviteit van de coating aanzienlijk werden verbeterd.
Voor latexcoatings, titaandioxide wordt vaak gebruikt als het belangrijkste pigment en vulmiddel, maar het is duur en het bereidingsproces is complex. Daarom is het gebruik van vulmiddelen zoals calciumcarbonaat, watervrij calciumsulfaat en siliciummicropoeder in combinatie met titaandioxide een onderzoeksfocus geworden. Wang Pengzhu en collega's gebruikten gemodificeerd silicamicropoeder als vulmiddel om titaandioxide gedeeltelijk te vervangen in latexcoatings. Hun resultaten toonden aan dat wanneer de massaverhouding van titaandioxide tot siliciummicropoeder 1:3 was, de hardheid, slagvastheid en flexibiliteit van de latexcoating aanzienlijk werden verbeterd.
In epoxy vloercoatings, silicium micropoeder als vulmiddel verbetert slijtvastheid, zuur- en alkalibestendigheid, hoge temperatuurbestendigheid en mechanische sterkte. Hu Gaoping et al. mengden silicium micropoeder van verschillende deeltjesgroottes met epoxyhars, uithardingsmiddelen en andere grondstoffen om sterke zuurbestendige epoxyvloercoatings te bereiden. Deze coatings werden gebruikt in azijnzuurdestillatiewerkplaatsen om lokale poedervorming door azijnzuurcorrosie te voorkomen.
In vlamvertragende isolatiecoatings voegden Liu Tongwang et al. geactiveerde silica micropoeder toe aan onverzadigde polyesterhars om polyester isolatieverf te bereiden. De resultaten toonden aan dat wanneer de massafractie van geactiveerde silica micropoeder 35% was, de volumegeleidbaarheid, waterabsorptie en mechanische sterkte van de isolatieverf aanzienlijk werden verbeterd.
7. Lijmen
Silicium micropoeder, als anorganische functionele vulstof, vermindert effectief de lineaire uitzettingscoëfficiënt en krimpsnelheid van uitgeharde lijmhars. Het verbetert de mechanische sterkte, hittebestendigheid, permeabiliteitsweerstand en warmteafvoerprestaties van lijmen, waardoor de effectiviteit van hechting en afdichting wordt verbeterd.
De deeltjesgrootteverdeling van silicapoeder heeft invloed op de viscositeit en sedimentatie van de lijm, en beïnvloedt daarmee de verwerkbaarheid van de lijm en de lineaire expansiecoëfficiënt na uitharding. Daarom besteedt het lijmveld aandacht aan de functie van silicapoeder bij het verminderen van de lineaire expansiecoëfficiënt en het verbeteren van de mechanische sterkte. Het stelt hoge eisen aan het uiterlijk en de deeltjesgrootteverdeling van silicapoeder en gebruikt meestal producten met verschillende deeltjesgroottes met een gemiddelde deeltjesgrootte van 0,1 micron-30 micron voor gebruik als verbinding.
Het silicapoeder wordt gemodificeerd en vervolgens op vinylsilicone aangebracht. Met de verlenging van de opslagtijd is de viscositeit van vinylsilicone stabiel, heeft het product een goede stabiliteit en hoge sterkte en kan het worden gebruikt in thermisch geleidende siliconen, thermisch geleidende pakkingen, tandheelkundige afdrukmaterialen en andere gebieden.
8. Kunstmatige kwartssteen
Silicium micropoeder dat als vulmiddel in kunstmatige kwartsplaten wordt gebruikt, kan het verbruik van onverzadigde hars verminderen en de slijtvastheid, zuur- en alkalibestendigheid en mechanische sterkte verbeteren. De vulverhouding van silicium micropoeder in kunstmarmer ligt over het algemeen rond de 30%. Liu Huichen et al. stelden bijvoorbeeld voor om silicium micropoeder, gemodificeerd met een silaankoppelingsmiddel, te gebruiken in kunstmatige kwartsplaten. Deze aanpak kan het gebruik van onverzadigde hars verminderen en de verwerkingskosten van kunstmatige kwartsplaten verlagen.
9. Automotive honingraatkeramiek
Het dieselpartikelfilter (DPF), gemaakt van honingraatkeramische dragers voor de zuivering van uitlaatgassen van auto's en cordierietmateriaal voor de zuivering van uitlaatgassen van dieselmotoren, omvat het mengen, extruderen, drogen en sinteren van materialen zoals alumina en silica micropoeder. Het hoofdbestanddeel van gesmolten siliciummicropoeder is SiO2, dat een amorfe structuur, ultrafijne deeltjes en een groot specifiek oppervlak heeft. Het fungeert als een mineralisator voor vaste-toestandreacties en het sinteren van silicaatmaterialen. Siliciummicropoeder verbetert de sterkte van honingraatkeramische dragers, vermindert de thermische uitzettingscoëfficiënt van cordieriet en verbetert de levensduur. Bolvormig siliciummicropoeder kan de vormingssnelheid en stabiliteit van honingraatkeramische producten verbeteren, met een gewichtsverhouding van ongeveer 13% in de honingraatkeramische drager.
10. Cosmetica
Sferische silica micropoeder wordt gebruikt in cosmetica zoals lippenstift, poeder en foundationcrème vanwege de goede vloeibaarheid en het grote specifieke oppervlak. De kenmerken zijn onder andere:
- Verbeterde vloeibaarheid en opslagstabiliteit van poederproducten, waardoor klontering wordt voorkomen.
- Kleinere gemiddelde deeltjesgrootte, wat zorgt voor een goede gladheid en vloeibaarheid.
- Groter specifiek oppervlak voor betere absorptie van zweet, geuren en voedingsstoffen, waardoor formules zuiniger zijn.
- Bolvormige vorm die goed aansluit op de huid en een prettig tastgevoel biedt.
Bovendien is sferisch silica micropoeder eenvoudig te mengen met andere cosmetische componenten, is het niet-toxisch, geurloos en van nature wit. De opvallende kenmerken zijn onder andere een sterk vermogen om ultraviolette stralen te reflecteren, goede stabiliteit en geen ontleding of verkleuring bij blootstelling aan UV-straling. Bovendien reageert het niet met andere componenten in de formule, waardoor het een uitstekende keuze is voor cosmetische ingrediënten voor zonnebrandcrème.
De specificatievereisten voor bolvormig silica-micropoeder dat in cosmetica wordt gebruikt, omvatten over het algemeen:
- Siliciumgehalte van 99,9%
- Regelbare deeltjesgrootte variërend van 0,2 tot 2 micron
- Sfericiteit boven 95%
Lage straling (uraniumgehalte < 0,5 ppb)
Conclusie
Verschillende toepassingsgebieden hebben verschillende kwaliteitsvereisten voor silicium micropoeder. Daarom is het bij het selecteren van silicium micropoeder voor een specifieke toepassing essentieel om rekening te houden met de behoeften van downstream industrieën, evenals factoren zoals kosten, efficiëntie en prestaties. Het kiezen van het juiste type silicium micropoeder, samen met het juiste modificatieproces en de formule, is cruciaal.
Met de voortdurende vooruitgang van de Chinese economie en maatschappij zal onderzoek naar de toepassing van silicium micropoeder zich steeds meer richten op hightechgebieden zoals hoogwaardige koperbeklede laminaten, hoogwaardige coatings, hoogwaardige kleefstoffen en isolatiematerialen gemaakt van bolvormig silicium micropoeder. Verfijning en functionele specialisatie worden naar verwachting de belangrijkste trends in de toekomstige toepassing van silicium micropoeder.
Als u geïnteresseerd bent in straalmolens die siliciumpoeder kunnen produceren, neem dan contact op met het technische team van Episch voor meer informatie.