ผงซิลิกอนไมโคร คือ ผงซิลิก้าชนิดหนึ่งที่ทำจาก ควอตซ์ผลึกซิลิกาหลอมเหลว และวัตถุดิบอื่นๆ กระบวนการนี้ใช้การบด การจำแนกประเภทอย่างแม่นยำ การกำจัดสิ่งเจือปน และกระบวนการอื่นๆ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลากหลายสาขา รวมถึงแผ่นลามิเนตเคลือบทองแดง บรรจุภัณฑ์พลาสติกอีพอกซี วัสดุฉนวนไฟฟ้า ยาง พลาสติก สารเคลือบ กาว หินเทียม เซรามิกรังผึ้ง เครื่องสำอาง และอื่นๆ อีกมากมาย
1. แผ่นลามิเนตเคลือบทองแดง
ปัจจุบันผงไมโครซิลิคอนที่ใช้ในแผ่นลามิเนตหุ้มทองแดงสามารถแบ่งประเภทได้เป็นผงไมโครซิลิคอนแบบผลึก ผงไมโครซิลิคอนแบบหลอมเหลว ผงไมโครซิลิคอนทรงกลม และผงไมโครซิลิคอนแบบผสม ปริมาณเรซินในแผ่นลามิเนตหุ้มทองแดงอยู่ที่ประมาณ 50% และอัตราการเติมผงไมโครซิลิคอนทั่วไปในเรซินอยู่ที่ประมาณ 30% ซึ่งหมายความว่าอัตราส่วนน้ำหนักการบรรจุของผงไมโครซิลิกอนในแผ่นลามิเนตเคลือบทองแดงอยู่ที่ประมาณ 15%
ผงไมโครซิลิกอนเป็นสารตัวเติมอนินทรีย์ซึ่งช่วยเพิ่มเสถียรภาพทางความร้อน ความแข็ง ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน และการนำความร้อนของแผ่นลามิเนตหุ้มทองแดง ทำให้ความน่าเชื่อถือและการกระจายความร้อนของผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ดีขึ้น นอกจากนี้ ยังมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดี ซึ่งสามารถเพิ่มความเร็วและคุณภาพการส่งสัญญาณในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ ผงไมโครซิลิกอนผลึกซึ่งคุ้มทุนกว่านั้นใช้ในอุตสาหกรรมที่มีความต้องการการผลิตต่ำกว่า เช่น เครื่องปรับอากาศ ตู้เย็น เครื่องซักผ้า และคอมพิวเตอร์ตั้งโต๊ะ แผ่นลามิเนตหุ้มทองแดงสำหรับสมาร์ทโฟน แท็บเล็ต รถยนต์ การสื่อสารเครือข่าย และอุปกรณ์อุตสาหกรรมโดยทั่วไปจะใช้ผงไมโครซิลิกาหลอมเหลว เนื่องจากข้อกำหนดเฉพาะสำหรับค่าคงที่ทางไฟฟ้าและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้น สำหรับแอปพลิเคชั่นความถี่สูงและความเร็วสูง เช่น ซูเปอร์คอมพิวเตอร์และการสื่อสาร 5G จำเป็นต้องใช้ผงไมโครซิลิกอนทรงกลมที่มีค่าไดอิเล็กตริกต่ำและการสูญเสียต่ำเป็นสารตัวเติมฟังก์ชันหลักที่มีปริมาณสิ่งเจือปนต่ำ และอัตราการบรรจุสูง
2. วัสดุปิดผนึกพลาสติกอีพอกซี
ผงไมโครซิลิกอนเป็นสารตัวเติมที่สำคัญในสารซีลแลนท์อีพอกซี (EMC) โดยคิดเป็นประมาณ 60%–90% ขององค์ประกอบ การปรับปรุงประสิทธิภาพของสารซีลแลนท์อีพอกซีขึ้นอยู่กับการเพิ่มคุณภาพของผงไมโครซิลิกอน จึงทำให้มีข้อกำหนดที่สูงขึ้นเกี่ยวกับขนาดอนุภาค ความบริสุทธิ์ และความเป็นทรงกลมของผง ซีลแลนท์พลาสติกอีพอกซีระดับกลางและระดับล่างมักใช้ผงไมโครซิลิกอนแบบเหลี่ยมมุม ในขณะที่สารซีลแลนท์ระดับไฮเอนด์ส่วนใหญ่ใช้ผงไมโครซิลิกอนทรงกลม วัสดุซีลพลาสติกสำหรับอุปกรณ์แยกส่วนและเครื่องใช้ไฟฟ้าแบบบูรณาการขนาดเล็กมักประกอบด้วยผงไมโครซิลิกอนแบบผลึกและแบบหลอมเหลว บรรจุภัณฑ์ที่มีการนำความร้อนสูงสำหรับอุปกรณ์กำลังไฟฟ้าส่วนใหญ่ใช้ผงไมโครซิลิกอนแบบผลึกร่วมกับวัสดุที่มีการนำความร้อนสูงอื่นๆ สำหรับบรรจุภัณฑ์วงจรรวมขนาดใหญ่ที่มีการขยายตัวต่ำและบิดเบี้ยวต่ำ ผงไมโครซิลิกอนทรงกลมจึงเป็นที่นิยม ในที่สุด อุปกรณ์หน่วยความจำแบบโมดูลัสต่ำมักใช้ผงไมโครซิลิกอนทรงกลมที่มีรังสีต่ำเป็นสารตัวเติม
คาดว่าความต้องการผงซิลิคอนทรงกลมสำหรับบรรจุภัณฑ์เซมิคอนดักเตอร์ของจีนในปี 2022 จะเป็น 71,000 ตัน. เนื่องจากสัดส่วนของบรรจุภัณฑ์ขั้นสูงยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง คาดว่าจะถึง 93,000 ตัน ในปี 2025 ด้วย CAGR 9.25% โดยอ้างอิงจากราคาผงซิลิคอนทรงกลมของ 15,000 หยวน/ตัน,ขนาดตลาดในปี 2025 จะเกือบ 1.5 พันล้านหยวน.
3. วัสดุฉนวนไฟฟ้า
ผงไมโครซิลิกอนใช้เป็นสารตัวเติมฉนวนเรซินอีพอกซีสำหรับผลิตภัณฑ์ฉนวนไฟฟ้า โดยลดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นของวัสดุที่บ่มและอัตราการหดตัวระหว่างกระบวนการบ่มได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งจะช่วยลดความเครียดภายในและปรับปรุงความแข็งแรงเชิงกลของวัสดุฉนวน จึงช่วยเพิ่มคุณสมบัติเชิงกลและทางไฟฟ้าของวัสดุฉนวน
ดังนั้น ลูกค้าในสาขานี้จึงมีความต้องการฟังก์ชันเฉพาะสำหรับผงไมโครซิลิกอน เช่น ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นต่ำ ฉนวนสูง และความแข็งแรงเชิงกลสูง ในขณะที่ความต้องการคุณสมบัติทางไฟฟ้าและการนำความร้อนค่อนข้างต่ำ ในด้านวัสดุฉนวนไฟฟ้า ผลิตภัณฑ์ผงไมโครซิลิกอนที่มีคุณสมบัติเฉพาะ โดยทั่วไปจะเลือกขนาดอนุภาคเฉลี่ยระหว่าง 5 ไมครอนถึง 25 ไมครอน โดยพิจารณาจากคุณลักษณะของผลิตภัณฑ์ฉนวนไฟฟ้าและข้อกำหนดของกระบวนการผลิต นอกจากนี้ยังมีมาตรฐานสูงสำหรับความขาวของผลิตภัณฑ์และการกระจายขนาดอนุภาค
4. ยาง
ผงไมโครซิลิกอนมีข้อดีหลายประการ เช่น ขนาดอนุภาคเล็ก พื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ ทนความร้อนได้ดี และทนต่อการสึกหรอ ซึ่งสามารถปรับปรุงความทนทานต่อการสึกหรอ ความแข็งแรงในการดึง โมดูลัส และความต้านทานการฉีกขาดสูงของวัสดุคอมโพสิตยางได้ อย่างไรก็ตาม พื้นผิวของผงไมโครซิลิกอนมีกลุ่มไซลานอลที่เป็นกรดจำนวนมาก หากไม่ได้ปรับเปลี่ยน กลุ่มเหล่านี้อาจทำให้ผงไมโครซิลิกอนกระจายตัวไม่สม่ำเสมอในยาง และอาจทำปฏิกิริยากับสารเร่งปฏิกิริยาที่มีฤทธิ์เป็นด่าง ทำให้เวลาการวัลคาไนเซชันของวัสดุคอมโพสิตยางยาวนานขึ้น
ตอนนี้, การดัดแปลงผงไมโครซิลิกอนส่วนใหญ่ใช้ในการวิจัยเกี่ยวกับยาง โดยมีการดัดแปลงตัวแทนจับคู่ไซเลนเป็นวิธีหลักตัวอย่าง ได้แก่ ฟีนิลไตรเมทอกซีซิเลน, เอทิลีนไตรเมทอกซีซิเลน, เฮกซาเมทิลไดซิลาเซน, 3-เมอร์แคปโตโพรพิล ไตรเอทอกซีซิเลน และ (3-อะมิโนโพรพิล) ไตรเมทอกซีซิเลน
5. พลาสติก
ผงไมโครซิลิกอนสามารถใช้เป็นสารตัวเติมในการผลิตพลาสติก รวมถึงโพลีเอทิลีน (PE) โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) โพลีโพรพิลีน (PP) โพลีฟีนิลีนออกไซด์ (PPO) และวัสดุอื่นๆ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในหลากหลายสาขา เช่น การก่อสร้าง ยานยนต์ การสื่อสารอิเล็กทรอนิกส์ วัสดุฉนวน การเกษตร สินค้าอุปโภคบริโภคในชีวิตประจำวัน อุตสาหกรรมการป้องกันประเทศและการทหาร
ควอตซ์ผงถูกดัดแปลงด้วย KH-550 และควอตซ์ผงที่ดัดแปลงจะถูกผสมกับ PE อย่างสม่ำเสมอเพื่อเตรียมฟิล์มพลาสติก PE ซึ่งสามารถใช้ในฟิล์มเรือนกระจกทางการเกษตร ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อเศษส่วนมวลของควอตซ์ผงอยู่ที่ 8%–12% คุณสมบัติเชิงกลของฟิล์มทางการเกษตรจะเกินกว่าฟิล์มเรซินบริสุทธิ์และเป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐานแห่งชาติ การใช้ตัวแทนการจับคู่ไซเลนเพื่อดัดแปลงผงไมโครซิลิกอนและผสมผงไมโครซิลิกอนที่ดัดแปลงกับโพลีฟีนิลีนอีเธอร์เพื่อเตรียมวัสดุพลาสติกยานยนต์โพลีฟีนิลีนอีเธอร์ ผลการทดลองระบุว่าวัสดุที่เตรียมไว้มีคุณสมบัติ เช่น ความแข็งสูง ทนทานต่อการสึกหรอ ทนต่ออุณหภูมิสูง และทนต่อการกัดกร่อน ทำให้เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์พลาสติกยานยนต์
6. สี
ผงไมโครซิลิกอนสามารถใช้เป็นสารตัวเติมในอุตสาหกรรมการเคลือบ ซึ่งไม่เพียงแต่ช่วยลดต้นทุนการเตรียมการเคลือบเท่านั้น แต่ยังเพิ่มคุณสมบัติ เช่น ทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อกรดและด่าง ทนต่อการสึกหรอ และทนต่อสภาพอากาศ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุก่อสร้าง รถยนต์ ท่อส่ง ฮาร์ดแวร์ เครื่องใช้ในครัวเรือน และสาขาอื่นๆ
ใน การเคลือบสถาปัตยกรรมBai Wenkui และคณะใช้ผงซิลิกาเป็นสารตัวเติมในการเตรียมสีทาผนังภายนอก ซึ่งแสดงให้เห็นถึงเอฟเฟกต์การตกแต่งที่ดี ความเสถียรสูง และต้นทุนต่ำ Yuan Rui และคณะใช้ผงซิลิกาละเอียดมากเป็นสารตัวเติมในสารเคลือบฟีนิลโพรพานอยด์ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อเศษส่วนมวลของผงซิลิกอนไมโครถึง 35% หรือมากกว่านั้น ความต้านทานต่อด่าง ความสามารถในการซักล้าง การดูดซับน้ำ และการสะท้อนแสงของสารเคลือบจะดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
สำหรับ สารเคลือบลาเท็กซ์ไททาเนียมไดออกไซด์มักใช้เป็นเม็ดสีและสารตัวเติมหลัก แต่มีราคาแพงและกระบวนการเตรียมมีความซับซ้อน ดังนั้น การใช้สารตัวเติม เช่น แคลเซียมคาร์บอเนต แคลเซียมซัลเฟตแบบไม่มีน้ำ และผงไมโครซิลิกอนร่วมกับไททาเนียมไดออกไซด์จึงกลายเป็นจุดสนใจในการวิจัย Wang Pengzhu และเพื่อนร่วมงานใช้ผงไมโครซิลิกาที่ดัดแปลงเป็นสารตัวเติมเพื่อทดแทนไททาเนียมไดออกไซด์บางส่วนในสารเคลือบลาเท็กซ์ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่ออัตราส่วนมวลของไททาเนียมไดออกไซด์ต่อผงไมโครซิลิกอนเป็น 1:3 ความแข็ง ความแข็งแรงในการรับแรงกระแทก และความยืดหยุ่นของสารเคลือบลาเท็กซ์ก็ได้รับการปรับปรุงอย่างมาก
ใน การเคลือบพื้นด้วยอีพ็อกซี่ผงไมโครซิลิกอนเป็นสารตัวเติมที่ช่วยเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอ ทนกรดและด่าง ทนอุณหภูมิสูง และความแข็งแรงเชิงกล Hu Gaoping และคณะ ผสมผงไมโครซิลิกอนที่มีขนาดอนุภาคต่างกันกับเรซินอีพอกซี ตัวเร่งการบ่ม และวัตถุดิบอื่นๆ เพื่อเตรียมสารเคลือบพื้นอีพอกซีที่ทนกรดได้ดี สารเคลือบเหล่านี้ใช้ในโรงงานกลั่นกรดอะซิติกเพื่อป้องกันการตกเป็นผงในบริเวณที่เกิดจากการกัดกร่อนของกรดอะซิติก
ในการเคลือบฉนวนกันไฟ Liu Tongwang และคณะได้เติมผงไมโครซิลิกาที่เปิดใช้งานแล้วลงในเรซินโพลีเอสเตอร์ที่ไม่อิ่มตัวเพื่อเตรียมสีฉนวนโพลีเอสเตอร์ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าเมื่อเศษส่วนมวลของผงไมโครซิลิกาที่เปิดใช้งานแล้วคือ 35% การนำไฟฟ้าโดยปริมาตร การดูดซับน้ำ และความแข็งแรงเชิงกลของสีฉนวนจะดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ
7. กาว
ผงไมโครซิลิกอนเป็นสารตัวเติมฟังก์ชันอนินทรีย์ ช่วยลดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นและอัตราการหดตัวของเรซินกาวที่บ่มแล้วได้อย่างมีประสิทธิภาพ ช่วยปรับปรุงความแข็งแรงเชิงกล ทนความร้อน ทนต่อการซึมผ่าน และประสิทธิภาพการระบายความร้อนของกาว จึงเพิ่มประสิทธิภาพในการยึดติดและปิดผนึก
การกระจายขนาดอนุภาคของผงซิลิกาจะส่งผลต่อความหนืดและการตกตะกอนของกาว จึงส่งผลต่อความสามารถในการแปรรูปของกาวและค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นหลังจากการบ่ม ดังนั้น สาขากาวจึงให้ความสำคัญกับหน้าที่ของผงซิลิกาในการลดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นและปรับปรุงความแข็งแรงเชิงกล มีข้อกำหนดสูงสำหรับลักษณะที่ปรากฏและการกระจายขนาดอนุภาคของผงซิลิกา และโดยปกติแล้วจะใช้ผลิตภัณฑ์ที่มีขนาดอนุภาคต่างกัน โดยมีขนาดอนุภาคเฉลี่ย 0.1 ไมครอนถึง 30 ไมครอนสำหรับการใช้สารประกอบ
ผงซิลิกาถูกดัดแปลงแล้วจึงนำไปใช้กับไวนิลซิลิโคน เมื่อระยะเวลาการเก็บรักษาขยายออกไป ความหนืดของไวนิลซิลิโคนจะคงที่ ผลิตภัณฑ์มีเสถียรภาพดีและมีความแข็งแรงสูง และสามารถใช้ในซิลิโคนนำความร้อน ปะเก็นนำความร้อน วัสดุพิมพ์ฟัน และสาขาอื่นๆ
8. หินควอตซ์เทียม
ผงไมโครซิลิกอนที่ใช้เป็นสารตัวเติมในแผ่นควอตซ์เทียมสามารถลดการใช้เรซินที่ไม่อิ่มตัว และปรับปรุงความทนทานต่อการสึกหรอ ความต้านทานต่อกรดและด่าง และความแข็งแรงเชิงกล อัตราส่วนการเติมของผงไมโครซิลิกอนในหินอ่อนเทียมโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 30% ตัวอย่างเช่น Liu Huichen และคณะเสนอให้ใช้ผงไมโครซิลิกอนที่ดัดแปลงด้วยตัวแทนจับคู่ไซเลนในแผ่นควอตซ์เทียม แนวทางนี้สามารถลดการใช้เรซินที่ไม่อิ่มตัวและลดต้นทุนการประมวลผลของแผ่นควอตซ์เทียมได้
9. เซรามิกรังผึ้งยานยนต์
ตัวกรองอนุภาคดีเซล (DPF) ผลิตจากวัสดุเซรามิกรังผึ้งสำหรับการฟอกไอเสียรถยนต์และวัสดุคอร์เดียไรต์สำหรับการฟอกไอเสียเครื่องยนต์ดีเซล เกี่ยวข้องกับการผสม การอัดรีด การทำให้แห้ง และการเผาผนึกวัสดุ เช่น ผงไมโครอะลูมินาและซิลิกา ส่วนประกอบหลักของผงไมโครซิลิคอนหลอมเหลวคือ SiO2 ซึ่งมีโครงสร้างอสัณฐาน อนุภาคละเอียดมาก และพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ ทำหน้าที่เป็นแร่ธาตุสำหรับปฏิกิริยาของแข็งและการเผาผนึกของวัสดุซิลิเกต ผงไมโครซิลิคอนช่วยเพิ่มความแข็งแรงของวัสดุเซรามิกรังผึ้ง ลดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนของคอร์เดียไรต์ และปรับปรุงอายุการใช้งาน ผงไมโครซิลิคอนทรงกลมสามารถเพิ่มอัตราการก่อตัวและความเสถียรของผลิตภัณฑ์เซรามิกรังผึ้ง โดยมีอัตราส่วนน้ำหนักประมาณ 13% ในตัวพาเซรามิกรังผึ้ง
10. เครื่องสำอาง
ผงไมโครซิลิกาทรงกลมใช้ในเครื่องสำอาง เช่น ลิปสติก แป้งฝุ่น และครีมรองพื้น เนื่องจากมีเนื้อเหลวดีและมีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ ลักษณะเด่นของผงไมโครซิลิกาทรงกลม ได้แก่:
- ปรับปรุงความเป็นของเหลวและเสถียรภาพในการจัดเก็บในผลิตภัณฑ์ผง ป้องกันการเกาะตัวเป็นก้อน
- ขนาดอนุภาคเฉลี่ยที่เล็กกว่า ส่งผลให้มีความเรียบเนียนและไหลลื่นดี
- พื้นผิวที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นเพื่อการดูดซับเหงื่อ น้ำหอม และสารอาหารที่ดีขึ้น ทำให้การใช้สูตรต่างๆ ประหยัดมากขึ้น
- รูปทรงทรงกลมให้ความรู้สึกสัมผัสสบายต่อผิวหนัง
นอกจากนี้ ผงไมโครซิลิกาทรงกลมยังสามารถผสมกับส่วนประกอบเครื่องสำอางอื่นๆ ได้ง่าย ไม่เป็นพิษ ไม่มีกลิ่น และมีสีขาวเป็นธรรมชาติ คุณสมบัติที่โดดเด่น ได้แก่ ความสามารถในการสะท้อนรังสีอัลตราไวโอเลตได้ดี มีความเสถียรดี และไม่สลายตัวหรือเปลี่ยนสีเมื่อสัมผัสกับรังสี UV นอกจากนี้ ยังไม่ทำปฏิกิริยากับส่วนประกอบอื่นๆ ในสูตร ทำให้เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับส่วนผสมเครื่องสำอางกันแดด
ข้อกำหนดด้านคุณลักษณะสำหรับผงไมโครซิลิกาทรงกลมที่ใช้ในเครื่องสำอางโดยทั่วไปมีดังนี้:
- ปริมาณซิลิกอน 99.9%
- ขนาดอนุภาคที่ควบคุมได้ตั้งแต่ 0.2 ถึง 2 ไมครอน
- ความกลมเหนือ 95%
รังสีต่ำ (ปริมาณยูเรเนียม < 0.5 ppb)
บทสรุป
ความต้องการด้านคุณภาพของผงไมโครซิลิคอนนั้นแตกต่างกันไปตามสาขาการใช้งาน ดังนั้น เมื่อเลือกผงไมโครซิลิคอนสำหรับการใช้งานเฉพาะ จึงจำเป็นต้องพิจารณาความต้องการของอุตสาหกรรมปลายน้ำ ตลอดจนปัจจัยต่างๆ เช่น ต้นทุน ประสิทธิภาพ และประสิทธิผล การเลือกผงไมโครซิลิคอนประเภทที่เหมาะสม รวมถึงกระบวนการปรับเปลี่ยนและสูตรที่ถูกต้องจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง
ด้วยความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่องของเศรษฐกิจและสังคมของจีน การวิจัยเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ผงไมโครซิลิคอนจะมุ่งเน้นไปที่สาขาเทคโนโลยีขั้นสูง เช่น แผ่นลามิเนตเคลือบทองแดงคุณภาพสูง สารเคลือบคุณภาพสูง กาวประสิทธิภาพสูง และวัสดุฉนวนที่ทำจากผงไมโครซิลิคอนทรงกลม คาดว่าการปรับปรุงและการทำให้เฉพาะทางตามฟังก์ชันจะเป็นแนวโน้มหลักในการประยุกต์ใช้ผงไมโครซิลิคอนในอนาคต
หากคุณสนใจเครื่องบดเจ็ทที่สามารถผลิตผงซิลิกอนได้ โปรดติดต่อทีมงานด้านเทคนิคของ มหากาพย์ เพื่อมีข้อมูลเพิ่มเติม