Bột vi silicon là bột silica. Nó được làm từ thạch anh tinh thể, silica nóng chảy và các nguyên liệu thô khác. Quá trình này bao gồm nghiền, phân loại chính xác, loại bỏ tạp chất và các quá trình khác. Nó có nhiều công dụng. Bao gồm các tấm phủ đồng, nhựa epoxy và vật liệu cách điện. Nó có trong cao su, nhựa, lớp phủ, chất kết dính, đá nhân tạo, gốm tổ ong và mỹ phẩm.
1. Tấm Laminate Đồng
Hiện nay, bột silicon được sử dụng trong các tấm phủ đồng có thể được phân loại thành bột silicon tinh thể, bột silicon vi mô nóng chảy, bột silicon hình cầu và bột silicon tổng hợp. Hàm lượng nhựa trong các tấm phủ đồng là khoảng 50% và tỷ lệ lấp đầy bột silicon điển hình trong nhựa là khoảng 30%. Điều này có nghĩa là tỷ lệ trọng lượng làm đầy của bột silicon siêu nhỏ trong các tấm phủ đồng là khoảng 15%.
Là một chất độn vô cơ, bột silicon tăng cường độ ổn định nhiệt, độ cứng, hệ số giãn nở nhiệt và độ dẫn nhiệt của các tấm ép đồng, cải thiện độ tin cậy và khả năng tản nhiệt của các sản phẩm điện tử. Nó cũng có đặc tính điện môi tốt. Chúng có thể cải thiện tốc độ và chất lượng tín hiệu trong thiết bị điện tử. Bột silicon tinh thể rẻ hơn. Vì vậy, nó được sử dụng trong các ngành công nghiệp có nhu cầu thấp. Bao gồm máy điều hòa không khí, tủ lạnh, máy giặt và máy tính để bàn. Các tấm ép đồng cho điện thoại thông minh, máy tính bảng, ô tô, truyền thông mạng và thiết bị công nghiệp thường sử dụng bột micro silica nóng chảy do các yêu cầu cụ thể về hằng số điện môi và hệ số giãn nở tuyến tính. Đối với các mục đích sử dụng như siêu máy tính và 5G, chúng ta cần bột micro silicon hình cầu có điện môi thấp, tổn thất thấp. Chúng có tần số cao và tốc độ cao. Đây là chất độn chính. Nó phải có ít tạp chất và tỷ lệ lấp đầy cao.
2. Vật liệu niêm phong nhựa Epoxy
Bột vi silicon là chất độn quan trọng trong chất trám epoxy (EMC), chiếm khoảng 60%–90% trong thành phần. Việc cải thiện hiệu suất của chất trám epoxy phụ thuộc vào việc nâng cao chất lượng bột silicon, do đó đặt ra các yêu cầu cao hơn về kích thước hạt, độ tinh khiết và tính hình cầu của nó. Chất trám nhựa epoxy tầm trung và thấp thường sử dụng bột silicon góc cạnh, trong khi chất trám cao cấp chủ yếu sử dụng bột silicon hình cầu. Vật liệu trám nhựa cho các thiết bị rời rạc và các thiết bị điện tích hợp nhỏ thường chứa bột vi silicon tinh thể và nóng chảy. Bao bì có độ dẫn nhiệt cao cho các thiết bị điện chủ yếu sử dụng bột silicon tinh thể cùng với các vật liệu có độ dẫn nhiệt cao khác. Đối với bao bì có độ giãn nở thấp và độ cong vênh thấp của các mạch tích hợp quy mô lớn, bột silicon hình cầu được ưu tiên. Cuối cùng, các thiết bị bộ nhớ đóng gói mô đun thấp thường sử dụng bột silicon hình cầu có bức xạ thấp làm chất độn.
Người ta ước tính nhu cầu bột silicon hình cầu của Trung Quốc cho bao bì bán dẫn vào năm 2022 sẽ là 71.000 tấn. Khi tỷ lệ bao bì tiên tiến tiếp tục tăng, dự kiến sẽ đạt 93.000 tấn vào năm 2025, với CAGR là 9.25%. Dựa trên giá bột silic hình cầu của 15.000 nhân dân tệ/tấn, quy mô thị trường vào năm 2025 sẽ gần như 1,5 tỷ nhân dân tệ.
3. Vật liệu cách điện
Bột silicon micro là chất độn cách điện bằng nhựa epoxy cho các sản phẩm điện. Nó làm giảm hệ số giãn nở tuyến tính và độ co ngót của vật liệu đã lưu hóa trong quá trình lưu hóa. Điều này làm giảm ứng suất và cải thiện độ bền của vật liệu cách điện. Nó tăng cường các tính chất cơ học và điện của vật liệu.
Do đó, khách hàng trong lĩnh vực này có các yêu cầu chức năng cụ thể đối với bột silicon micro, chẳng hạn như hệ số giãn nở tuyến tính thấp, cách điện cao và độ bền cơ học cao, trong khi nhu cầu của họ về các đặc tính điện môi và dẫn nhiệt tương đối thấp. Trong lĩnh vực vật liệu cách điện, các sản phẩm bột silicon có thông số kỹ thuật đơn lẻ với kích thước hạt trung bình thường được chọn từ 5 micron đến 25 micron dựa trên đặc điểm của sản phẩm cách điện và yêu cầu của quy trình sản xuất. Ngoài ra còn có tiêu chuẩn cao về độ trắng của sản phẩm và phân bố kích thước hạt.
4. Cao su
Bột silicon siêu nhỏ có những ưu điểm như kích thước hạt nhỏ, diện tích bề mặt riêng lớn, khả năng chịu nhiệt và chống mài mòn tốt, có thể cải thiện khả năng chống mài mòn, độ bền kéo, mô đun và khả năng chống rách cao của vật liệu composite cao su. Tuy nhiên, bề mặt bột silicon chứa nhiều nhóm silanol có tính axit. Nếu không được biến tính, các nhóm này có thể khiến bột silicon phân tán không đều trong cao su và có thể phản ứng với chất tăng tốc kiềm, kéo dài thời gian lưu hóa của vật liệu composite cao su.
Hiện nay, biến tính bột silicon vi mô chủ yếu được ứng dụng trong nghiên cứu cao su, với biến tính tác nhân liên kết silan là phương pháp chính. Ví dụ bao gồm phenyltrimethoxysilane, ethylenetrimethoxysilane, hexamethyldisilazane, 3-mercaptopropyl triethoxysilane và (3-aminopropyl) trimethoxysilane.
5. Nhựa
Bột micro silic có thể được sử dụng làm chất độn trong nhựa. Bao gồm polyethylene (PE), polyvinyl clorua (PVC), polypropylene (PP) và polyphenylene oxide (PPO). Nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm xây dựng, ô tô và điện tử. Nó cũng được sử dụng trong cách nhiệt, nông nghiệp, hàng hóa hàng ngày và quân sự.
KH-550 biến tính thạch anh dạng bột. Sau đó, nó được trộn với PE để tạo thành màng nhựa cho nhà kính nông nghiệp. Kết quả cho thấy, với thạch anh dạng bột 8%-12%, các tính chất của màng vượt trội hơn so với nhựa nguyên chất và đạt tiêu chuẩn quốc gia. Tôi đã sử dụng tác nhân liên kết silan để biến tính bột silicon micro. Tôi đã trộn bột silicon đã biến tính với polyphenylene ether. Điều này tạo ra vật liệu nhựa ô tô polyphenylene ether. Kết quả cho thấy vật liệu rất cứng. Nó có khả năng chống mài mòn, nhiệt độ cao và chống ăn mòn. Vì vậy, nó phù hợp cho các sản phẩm nhựa ô tô.
6. Sơn
Các nhà sản xuất có thể sử dụng bột silicon siêu nhỏ làm chất độn trong lớp phủ. Nó làm giảm chi phí lớp phủ và cải thiện các đặc tính. Chúng phải chịu được nhiệt độ cao, axit, kiềm, mài mòn và thời tiết. Nó thường được sử dụng trong vật liệu xây dựng, ô tô, đường ống, phần cứng và thiết bị.
TRONG lớp phủ kiến trúc
Bai Wenkui và cộng sự. Tôi đã sử dụng bột silica làm chất độn trong sơn tường ngoại thất. Chúng có vẻ ngoài đẹp, độ ổn định cao và chi phí thấp. Yuan Rui và cộng sự đã sử dụng bột silica siêu mịn làm chất độn trong lớp phủ phenylpropanoid. Kết quả cho thấy, với bột micro silicon 35% trở lên, khả năng chống kiềm, khả năng rửa trôi, khả năng hấp thụ nước và khả năng phản xạ của lớp phủ tốt hơn nhiều.
Đối với lớp phủ latex
Titanium dioxide là chất tạo màu và chất độn chính. Nhưng nó đắt và khó sản xuất. Do đó, nghiên cứu hiện tập trung vào việc sử dụng chất độn với titanium dioxide. Các chất độn này là canxi cacbonat, canxi sulfat khan và bột silicon. Wang Pengzhu và các đồng nghiệp đã sử dụng bột micro silica biến tính làm chất độn. Nó đóng vai trò thay thế một phần titanium dioxide trong lớp phủ latex. Tỷ lệ khối lượng 1:3 của titanium dioxide so với bột micro silicon đã cải thiện đáng kể độ cứng, độ bền va đập và độ linh hoạt của lớp phủ latex.
TRONG lớp phủ sàn epoxy,
Bột silicon siêu nhỏ làm chất độn tăng cường khả năng chống mài mòn, chống axit và kiềm, chịu nhiệt độ cao và độ bền cơ học. Hu Gaoping và cộng sự đã trộn bột silicon có kích thước hạt khác nhau với nhựa epoxy, chất đóng rắn và các nguyên liệu thô khác để tạo ra lớp phủ sàn epoxy chống axit mạnh. Các lớp phủ này được sử dụng trong các xưởng chưng cất axit axetic để ngăn ngừa hiện tượng bột cục bộ do ăn mòn axit axetic.
Trong lớp phủ cách nhiệt chống cháy, Liu Tongwang và cộng sự đã thêm bột silica hoạt tính vào nhựa polyester không bão hòa. Tôi đã sử dụng nó để tạo ra sơn cách nhiệt polyester. Kết quả cho thấy, ở bột silica hoạt tính 35%, sơn được cải thiện. Độ dẫn thể tích, khả năng hấp thụ nước và độ bền cơ học của nó đều tăng lên.
7. Chất kết dính
Bột vi silicon, là chất độn chức năng vô cơ, có tác dụng làm giảm hiệu quả hệ số giãn nở tuyến tính và tỷ lệ co ngót của nhựa kết dính đã lưu hóa, cải thiện độ bền cơ học, khả năng chịu nhiệt, khả năng chống thấm và hiệu suất tản nhiệt của chất kết dính, do đó tăng cường hiệu quả liên kết và bịt kín.
Phân bố kích thước hạt của bột silica sẽ ảnh hưởng đến độ nhớt và độ lắng của chất kết dính, do đó ảnh hưởng đến khả năng xử lý của chất kết dính và hệ số giãn nở tuyến tính sau khi đóng rắn. Do đó, lĩnh vực chất kết dính chú ý đến chức năng của bột silica trong việc giảm hệ số giãn nở tuyến tính và cải thiện độ bền cơ học. Nó có yêu cầu cao về hình thức và phân bố kích thước hạt của bột silica, và thường sử dụng các sản phẩm có kích thước hạt khác nhau với kích thước hạt trung bình từ 0,1 micron-30 micron để sử dụng hợp chất.
Họ thay đổi bột silica và sau đó áp dụng nó vào vinyl silicone. Khi thời gian lưu trữ tăng lên, độ nhớt của vinyl silicone vẫn ổn định. Sản phẩm có độ bền cao và độ ổn định tốt. Các nhà sản xuất có thể sử dụng nó trong silicone dẫn nhiệt, miếng đệm và vật liệu nha khoa để lấy dấu.
8. Đá thạch anh nhân tạo
Bột vi silicon được sử dụng làm chất độn trong ván thạch anh nhân tạo có thể làm giảm lượng nhựa không bão hòa tiêu thụ và cải thiện khả năng chống mài mòn, khả năng chống axit và kiềm, và độ bền cơ học. Tỷ lệ lấp đầy bột silicon trong đá cẩm thạch nhân tạo thường vào khoảng 30%. Ví dụ, Liu Huichen và cộng sự đề xuất sử dụng bột silicon được biến tính bằng chất kết dính silan trong ván thạch anh nhân tạo. Phương pháp này có thể làm giảm lượng nhựa không bão hòa sử dụng và giảm chi phí gia công ván thạch anh nhân tạo.
9. Gốm tổ ong ô tô
Bộ lọc hạt diesel (DPF), được làm từ vật liệu gốm tổ ong để lọc khí thải ô tô và vật liệu cordierite để lọc khí thải động cơ diesel, bao gồm trộn, đùn, sấy và thiêu kết các vật liệu như alumina và bột vi silica. Thành phần chính của bột vi silicon nóng chảy là SiO2, có cấu trúc vô định hình, các hạt siêu mịn và diện tích bề mặt riêng lớn. Nó hoạt động như một chất khoáng hóa cho các phản ứng trạng thái rắn và thiêu kết các vật liệu silicat. Bột silicon tăng cường độ bền của vật liệu gốm tổ ong, giảm hệ số giãn nở nhiệt của cordierite và cải thiện tuổi thọ của nó. Bột silicon hình cầu có thể tăng cường tốc độ tạo hình và độ ổn định của các sản phẩm gốm tổ ong, với tỷ lệ trọng lượng khoảng 13% trong vật liệu gốm tổ ong.
10. Mỹ phẩm
Bột micro silica hình cầu có trong mỹ phẩm như son môi và phấn. Nó có độ lưu động tốt và diện tích bề mặt lớn. Các đặc điểm của nó bao gồm:
- Cải thiện tính lưu động và độ ổn định khi lưu trữ của các sản phẩm dạng bột, ngăn ngừa tình trạng vón cục.
- Kích thước hạt trung bình nhỏ hơn mang lại độ mịn và độ chảy tốt.
- Diện tích bề mặt riêng lớn hơn giúp hấp thụ mồ hôi, nước hoa và chất dinh dưỡng tốt hơn, giúp công thức trở nên kinh tế hơn.
- Hình cầu mang lại độ tương thích với da và cảm giác xúc giác tốt.
Ngoài ra, bột silica dạng cầu dễ trộn với các thành phần mỹ phẩm khác, không độc hại, không mùi và có màu trắng tự nhiên. Các đặc điểm đáng chú ý của nó bao gồm khả năng phản xạ tia cực tím mạnh, độ ổn định tốt và không bị phân hủy hoặc đổi màu khi tiếp xúc với bức xạ UV. Hơn nữa, nó không phản ứng với các thành phần khác trong công thức, khiến nó trở thành lựa chọn tuyệt vời cho các thành phần mỹ phẩm chống nắng.
Các yêu cầu về thông số kỹ thuật đối với bột micro silica hình cầu được sử dụng trong mỹ phẩm nói chung bao gồm:
- Hàm lượng silic 99,9%
- Kích thước hạt có thể kiểm soát được từ 0,2 đến 2 micron
- Độ cầu trên 95%
Bức xạ thấp (hàm lượng urani < 0,5 ppb)
Phần kết luận
Các lĩnh vực ứng dụng khác nhau có yêu cầu chất lượng khác nhau đối với bột silicon. Do đó, khi lựa chọn bột silicon cho một ứng dụng cụ thể, điều cần thiết là phải xem xét nhu cầu của các ngành công nghiệp hạ nguồn, cũng như các yếu tố như chi phí, hiệu quả và hiệu suất. Việc lựa chọn loại bột silicon micro phù hợp, cùng với quy trình và công thức biến tính chính xác, là rất quan trọng.
Với sự tiến bộ không ngừng của nền kinh tế và xã hội Trung Quốc, nghiên cứu về ứng dụng bột silicon sẽ ngày càng tập trung vào các lĩnh vực công nghệ cao như tấm phủ đồng cao cấp, lớp phủ cao cấp, chất kết dính hiệu suất cao và vật liệu cách nhiệt làm từ bột silicon hình cầu. Sự tinh tế và chuyên môn hóa chức năng dự kiến sẽ là xu hướng chính trong ứng dụng bột silicon micro trong tương lai.
Nếu bạn quan tâm đến máy nghiền phản lực để làm bột silicon, xin vui lòng liên hệ Epicđội ngũ kỹ thuật của để biết thêm thông tin.