Кремниевый микропорошок — это разновидность кремниевого порошка, изготовленного из кристаллический кварц, плавленый кварц и другие виды сырья. Процесс заключается в измельчении, точной классификации, удалении примесей и других процессах. Он широко используется в различных областях, включая ламинаты с медным покрытием, эпоксидную пластиковую упаковку, электроизоляционные материалы, резину, пластмассы, покрытия, клеи, искусственные камни, сотовую керамику, косметику и многое другое.
1. Ламинаты с медным покрытием
В настоящее время кремниевый микропорошок, используемый в ламинатах с медным покрытием, можно разделить на кристаллический кремниевый микропорошок, расплавленный кремниевый микропорошок, сферический кремниевый микропорошок и композитный кремниевый микропорошок. Содержание смолы в ламинатах с медным покрытием составляет около 50%, а типичная скорость заполнения смолы кремниевым микропорошком составляет около 30%. Это означает, что весовая доля заполнения кремниевым микропорошком в ламинатах с медным покрытием составляет приблизительно 15%.
Как неорганический наполнитель, кремниевый микропорошок повышает термическую стабильность, жесткость, коэффициент теплового расширения и теплопроводность медных ламинатов, улучшая надежность и рассеивание тепла электронных изделий. Он также обладает хорошими диэлектрическими свойствами, что может повысить скорость передачи сигнала и качество в электронных изделиях. Кристаллический кремниевый микропорошок, будучи более экономически эффективным, используется в отраслях с более низкими производственными требованиями, такими как кондиционеры, холодильники, стиральные машины и настольные компьютеры. Медные ламинаты для смартфонов, планшетов, автомобилей, сетевой связи и промышленного оборудования обычно используют расплавленный кремниевый микропорошок из-за особых требований к диэлектрической проницаемости и коэффициенту линейного расширения. Для высокочастотных и высокоскоростных приложений, таких как суперкомпьютеры и связь 5G, в качестве ключевого функционального наполнителя требуется сферический кремниевый микропорошок с низкой диэлектрической проницаемостью и малыми потерями., с низким содержанием примесей и высокой скоростью заполнения.
2. Эпоксидный пластиковый уплотнительный материал
Кремниевый микропорошок является важнейшим наполнителем в эпоксидных герметиках (ЭМС), составляя около 60%–90% состава. Улучшение характеристик эпоксидных герметиков зависит от повышения качества кремниевого микропорошка, что предъявляет более высокие требования к размеру его частиц, чистоте и сферичности. Эпоксидные пластиковые герметики среднего и низкого класса часто используют угловой кремниевый микропорошок, в то время как высококачественные герметики в основном используют сферический кремниевый микропорошок. Пластиковые уплотнительные материалы для дискретных устройств и небольших интегрированных электроприборов обычно содержат кристаллические и расплавленные кремниевые микропорошки. Высокотеплопроводная упаковка для силовых устройств в основном использует кристаллический кремниевый микропорошок вместе с другими материалами с высокой теплопроводностью. Для упаковки с низким расширением и низкой короблением крупномасштабных интегральных схем предпочтителен сферический кремниевый микропорошок. Наконец, в низкомодульных упакованных запоминающих устройствах в качестве наполнителя обычно используется сферический кремниевый микропорошок с низким излучением.
По оценкам, спрос Китая на сферический кремниевый порошок для корпусирования полупроводников в 2022 году составит 71 000 тонн. Поскольку доля усовершенствованной упаковки продолжает расти, ожидается, что она достигнет 93 000 тонн в 2025 году, с CAGR 9.25%. На основе цены сферического кремниевого порошка 15 000 юаней/тонна, размер рынка в 2025 году составит почти 1,5 млрд юаней.
3. Электроизоляционные материалы
Кремниевый микропорошок используется в качестве эпоксидного смоляного изоляционного наполнителя для электроизоляционных изделий, эффективно снижая коэффициент линейного расширения отвержденного материала и скорость усадки в процессе отверждения. Это снижает внутреннее напряжение и улучшает механическую прочность изоляционного материала, тем самым улучшая механические и электрические свойства изоляционного материала.
Поэтому клиенты в этой области предъявляют особые функциональные требования к кремниевому микропорошку, такие как низкий коэффициент линейного расширения, высокая изоляция и высокая механическая прочность, в то время как их спрос на диэлектрические свойства и теплопроводность относительно ниже. В области электроизоляционных материалов односпецификационные продукты из кремниевого микропорошка с Обычно выбирают средний размер частиц от 5 до 25 микрон. на основе характеристик электроизоляционных изделий и требований к процессам их производства. Также существуют высокие стандарты по белизне продукции и распределению размеров частиц.
4. Резина
Кремниевый микропорошок обладает такими преимуществами, как малый размер частиц, большая удельная площадь поверхности, хорошая термостойкость и износостойкость, что может улучшить износостойкость, прочность на разрыв, модуль и высокое сопротивление разрыву резиновых композитных материалов. Однако поверхность кремниевого микропорошка содержит много кислотных силанольных групп. Если их не модифицировать, эти группы могут вызвать неравномерное распределение кремниевого микропорошка в резине и могут реагировать со щелочными ускорителями, продлевая время вулканизации резиновых композитных материалов.
В настоящее время, Модификация кремниевого микропорошка в основном применяется в исследованиях резины, при этом основным методом является модификация с использованием силанового связующего агента.. Примеры включают фенилтриметоксисилан, этилентриметоксисилан, гексаметилдисилазан, 3-меркаптопропилтриэтоксисилан и (3-аминопропил)триметоксисилан.
5. Пластик
Кремниевый микропорошок может использоваться в качестве наполнителя при производстве пластмасс, включая полиэтилен (ПЭ), поливинилхлорид (ПВХ), полипропилен (ПП), полифениленоксид (ППО) и другие материалы. Он широко используется в различных областях, таких как строительство, автомобилестроение, электронная связь, изоляционные материалы, сельское хозяйство, предметы первой необходимости, а также национальная оборона и военная промышленность.
Порошкообразный кварц модифицируется с помощью KH-550, и модифицированный порошкообразный кварц равномерно смешивается с ПЭ для приготовления полиэтиленовой пластиковой пленки, которая может использоваться в сельскохозяйственной тепличной пленке. Результаты показали, что при массовой доле наполнения порошкообразного кварца 8%–12% механические свойства сельскохозяйственной пленки превышают свойства чистой смоляной пленки и соответствуют требованиям национального стандарта. Использование силанового связующего агента для модификации кремниевого микропорошка и смешивание модифицированного кремниевого микропорошка с полифениленовым эфиром для приготовления полифениленового эфирного автомобильного пластикового материала. Результаты показали, что приготовленный материал обладает такими свойствами, как высокая твердость, износостойкость, устойчивость к высоким температурам и коррозионная стойкость, что делает его пригодным для автомобильных пластиковых изделий.
6. Краска
Кремниевый микропорошок может использоваться в качестве наполнителя в лакокрасочной промышленности, что не только снижает стоимость подготовки покрытий, но и улучшает такие свойства, как устойчивость к высоким температурам, кислотам и щелочам, износостойкость и атмосферостойкость. Он широко используется в строительных материалах, автомобилях, трубопроводах, оборудовании, бытовой технике и других областях.
В архитектурные покрытия, Бай Вэнькуй и др. использовали порошок кремния в качестве наполнителя для приготовления красок для наружных стен, которые продемонстрировали хорошие декоративные эффекты, высокую стабильность и низкую стоимость. Юань Жуй и др. использовали ультратонкий порошок кремния в качестве наполнителя в фенилпропаноидных покрытиях. Результаты показали, что когда массовая доля микропорошка кремния достигала 35% или более, щелочестойкость покрытия, его моемость, водопоглощение и отражательная способность значительно улучшались.
Для латексные покрытия, диоксид титана обычно используется в качестве основного пигмента и наполнителя, но он дорогой, а процесс его приготовления сложен. Поэтому использование наполнителей, таких как карбонат кальция, безводный сульфат кальция и микропорошок кремния в сочетании с диоксидом титана, стало предметом исследований. Ван Пэнчжу и его коллеги использовали модифицированный микропорошок кремния в качестве наполнителя для частичной замены диоксида титана в латексных покрытиях. Их результаты показали, что когда массовое соотношение диоксида титана и микропорошка кремния составляло 1:3, твердость, ударная вязкость и гибкость латексного покрытия значительно улучшались.
В эпоксидные напольные покрытия, кремниевый микропорошок в качестве наполнителя повышает износостойкость, кислото- и щелочестойкость, устойчивость к высоким температурам и механическую прочность. Ху Гаопин и др. смешали кремниевый микропорошок с различными размерами частиц с эпоксидной смолой, отвердителями и другим сырьем для приготовления прочных кислотостойких эпоксидных напольных покрытий. Эти покрытия использовались в цехах дистилляции уксусной кислоты для предотвращения локального порошкообразования, вызванного коррозией уксусной кислоты.
В огнестойких изоляционных покрытиях Лю Тунванг и др. добавили активированный микропорошок кремния к ненасыщенной полиэфирной смоле для приготовления полиэфирной изоляционной краски. Результаты показали, что когда массовая доля активированного микропорошка кремния составляла 35%, объемная проводимость, водопоглощение и механическая прочность изоляционной краски значительно улучшались.
7. Клеи
Кремниевый микропорошок, как неорганический функциональный наполнитель, эффективно снижает коэффициент линейного расширения и скорость усадки отвержденной клеевой смолы. Он улучшает механическую прочность, термостойкость, сопротивление проницаемости и теплоотдачу клеев, тем самым повышая эффективность склеивания и герметизации.
Распределение размера частиц кремнеземного порошка будет влиять на вязкость и седиментацию клея, тем самым влияя на технологичность клея и коэффициент линейного расширения после отверждения. Поэтому область клея уделяет внимание функции кремнеземного порошка в снижении коэффициента линейного расширения и улучшении механической прочности. Она предъявляет высокие требования к внешнему виду и распределению размера частиц кремнеземного порошка и обычно использует продукты с различным размером частиц со средним размером частиц 0,1 мкм - 30 мкм для использования в составе.
Порошок кремнезема модифицируется, а затем наносится на винилсиликон. С увеличением срока хранения вязкость винилсиликона стабильна, продукт обладает хорошей стабильностью и высокой прочностью и может использоваться в теплопроводящем силиконе, теплопроводящих прокладках, материалах для зубных слепков и других областях.
8. Искусственный кварцевый камень
Кремниевый микропорошок, используемый в качестве наполнителя в искусственных кварцевых плитах, может снизить расход ненасыщенной смолы и улучшить износостойкость, кислото- и щелочестойкость, а также механическую прочность. Коэффициент заполнения кремниевого микропорошка в искусственном мраморе обычно составляет около 30%. Например, Лю Хуэйчэнь и др. предложили использовать кремниевый микропорошок, модифицированный силановым связующим агентом, в искусственных кварцевых плитах. Такой подход может снизить расход ненасыщенной смолы и снизить стоимость обработки искусственных кварцевых плит.
9. Автомобильная сотовая керамика
Фильтр твердых частиц дизельного двигателя (DPF), изготовленный из сотовых керамических носителей для очистки выхлопных газов автомобилей и кордиеритового материала для очистки выхлопных газов дизельных двигателей, включает смешивание, экструзию, сушку и спекание материалов, таких как оксид алюминия и микропорошок кремния. Основным компонентом расплавленного кремниевого микропорошка является SiO2, который имеет аморфную структуру, сверхтонкие частицы и большую удельную площадь поверхности. Он действует как минерализатор для твердофазных реакций и спекания силикатных материалов. Кремниевый микропорошок повышает прочность сотовых керамических носителей, снижает коэффициент теплового расширения кордиерита и улучшает его срок службы. Сферический кремниевый микропорошок может повысить скорость формования и стабильность сотовых керамических изделий с весовым соотношением около 13% в сотовом керамическом носителе.
10. Косметика
Сферический кремниевый микропорошок используется в косметике, такой как губная помада, пудра и тональный крем, благодаря своей хорошей текучести и большой удельной площади поверхности. Его характеристики включают:
- Улучшенная текучесть и стабильность при хранении порошкообразных продуктов, предотвращение слеживания.
- Меньший средний размер частиц обеспечивает хорошую гладкость и текучесть.
- Большая удельная площадь поверхности для лучшей адсорбции пота, ароматизаторов и питательных веществ, что делает рецептуры более экономичными.
- Сферическая форма обеспечивает хорошее прилегание к коже и тактильные ощущения.
Кроме того, сферический кремниевый микропорошок легко смешивается с другими косметическими компонентами, он нетоксичен, не имеет запаха и имеет естественный белый цвет. Его примечательные особенности включают сильную способность отражать ультрафиолетовые лучи, хорошую стабильность и отсутствие разложения или обесцвечивания при воздействии УФ-излучения. Кроме того, он не реагирует с другими компонентами в формуле, что делает его отличным выбором для солнцезащитных косметических ингредиентов.
Требования к спецификации сферического кремниевого микропорошка, используемого в косметике, обычно включают:
- Содержание кремния 99,9%
- Контролируемый размер частиц от 0,2 до 2 микрон
- Сферичность выше 95%
Низкий уровень радиации (содержание урана < 0,5 ppb)
Заключение
Различные области применения предъявляют различные требования к качеству кремниевого микропорошка. Поэтому при выборе кремниевого микропорошка для конкретного применения важно учитывать потребности отраслей, входящих в цепочку поставок, а также такие факторы, как стоимость, эффективность и производительность. Выбор подходящего типа кремниевого микропорошка, а также правильного процесса модификации и формулы имеет решающее значение.
С непрерывным развитием экономики и общества Китая исследования в области применения кремниевого микропорошка будут все больше фокусироваться на высокотехнологичных областях, таких как высококачественные ламинаты с медным покрытием, высококачественные покрытия, высокоэффективные клеи и изоляционные материалы из сферического кремниевого микропорошка. Ожидается, что основными тенденциями в будущем применении кремниевого микропорошка станут усовершенствование и функциональная специализация.
Если вас интересуют струйные мельницы, которые могут производить кремниевый порошок, свяжитесь с технической группой Эпический чтобы иметь больше информации.