硅微粉知識及用途

定義：

 

        硅微粉是由天然石英（SiO2）或熔融石英（天然石英經(jīng)高溫熔融、冷卻后的非晶態(tài)SiO2）經(jīng)破碎、球磨（或振動、氣流磨）、浮選、酸洗提純、高純水處理等多道技能加工而成的微粉。硅微粉是一種無毒、無味、無污染的無機非金屬材料。

 

特性

兩耐：耐酸堿腐蝕性，耐磨；

三高：高絕緣性，高熱傳導(dǎo)性，高熱穩(wěn)定性；

三低：低膨脹系數(shù)、低介電系數(shù)。

用途 

硅微粉具備耐溫性好、耐酸堿腐蝕、導(dǎo)熱性差、高絕緣、低膨脹、化學(xué)性能穩(wěn)定、硬度大等優(yōu)良的性能，被廣泛用于化工、電子、集成電路（IC）、電器、塑料、涂料、高級油漆、橡膠、國防等領(lǐng)域。

分類

一、按級別分類

1、普通硅微粉 

主要用途：用于環(huán)氧樹脂澆注料、灌封料、電焊條保護層、金屬鑄造、陶瓷、硅橡膠、涂料及其它化工行業(yè)。

2、電工級硅微粉

主要用途：用于普通電器件的絕緣澆注，高壓電器的絕緣澆注，APG工藝注射料，環(huán)氧灌封料，高檔陶瓷釉料等。

3、電子級硅微粉　

主要用途：主要用于集成電路、電子元件的塑封料和包裝料。

4、超細硅微粉

主要用途：主要用于涂料，油漆，工程塑料，粘合劑，硅橡膠，精密鑄造高級陶瓷。

5、熔融硅微粉

熔融石英微粉（WG）所用原料是天然石英經(jīng)經(jīng)高溫熔煉，冷卻后的非晶態(tài)SiO2，經(jīng)多道工藝加工而成的微粉。該產(chǎn)品純度高，具有熱膨脹系數(shù)小，內(nèi)應(yīng)力低，高耐濕性，低放射性等優(yōu)良特性。

主要用途：用于大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路用塑封料，環(huán)氧澆注料，灌封料，及其它化工領(lǐng)域。

6、球形硅微粉

“球粒”硅微粉選用高品質(zhì)石英原礦，經(jīng)獨特工藝加工而成的一種高強度、高硬度、惰性的球型顆粒。

高品質(zhì)“球粒”硅微粉。具有極低的吸油率、混合粘度和摩擦系數(shù)。其獨特的球粒結(jié)構(gòu)，與其他棱角形石英粉（硅微粉）相比，粉體流動性好，粉體堆積形成的休止角小，因而在與有機高分子材料混合時分密實，增強機體的強度。易分散、混料均勻、可明顯增加材料的流動性。

主要用途：用于涂料、環(huán)氧地坪、硅橡膠等，大幅度降低成本，顯著提高混合材料的加工工藝性能。

二、按用途分類

1、油漆涂料用硅微粉 

目數(shù):600-2500目、SiO2:>99.5％、白度:70-94度之間、硬度:7(莫氏硬度)、吸油量、混合粘度低、分散性和流動性好，堆積形成的休止角小、耐摩擦。

2、環(huán)氧地坪用硅微粉

目數(shù):600-1250目、SiO2:>99％、白度:70-94度之間、硬度:7(莫氏硬度)、粘度低、流動性好、堆積性好、易壓實，與環(huán)氧樹脂類易結(jié)合。與傳統(tǒng)硅微粉比較可節(jié)約環(huán)氧樹脂用量。

3、橡膠用硅微粉 

目數(shù):1250-5000目、SiO2:>99.5％、白度:>70-94度、硬度:7(莫氏硬度)

4、密封膠用硅微粉

目數(shù):600-1250目、SiO2:>99％、白度:70-94度之間、硬度:7(莫氏硬度)、粘度低、流動性好、堆積性好、易壓實，與環(huán)氧樹脂類易結(jié)合。與傳統(tǒng)硅微粉比較可節(jié)約環(huán)氧樹脂用量。

5、電子級和電工級塑封料用硅微粉

目數(shù):300-5000目、SiO2:>99.5％、白度:>90度、硬度:7(莫氏硬度)。

準(zhǔn)球形硅微粉用于環(huán)氧樹脂絕緣封裝材料中，可大幅度增加填充量，降低混合材料體系的粘度，改善加工工藝性能，提高混合料的滲透能力，降低固化物的膨脹系數(shù)和固化過程的收縮率，減小熱漲差。

三、按生產(chǎn)工藝分類

1、結(jié)晶硅微粉 

結(jié)晶硅微粉是利用高品位的天然石英，通過獨特的無鐵研磨工藝生產(chǎn)加工而成，其色白、質(zhì)純。因其工藝成熟而具有穩(wěn)定的物理、化學(xué)特性及合理、可控的粒度分布。

}結(jié)晶硅微粉可分為高純度結(jié)晶硅微粉、電子級結(jié)晶硅微粉及一般填料級結(jié)晶硅微粉。結(jié)晶硅微粉使用范圍十分廣泛。

2、方石英硅微粉 

方石英硅微粉是選用優(yōu)質(zhì)天然石英，運用獨特工藝特殊處理加工而成的粉末。經(jīng)過高溫煅燒后獲得的高純度硅石，通過快速冷卻，可以穩(wěn)定改變后的晶體結(jié)構(gòu)，由于其穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)，合理有序、可控的粒度分布。而被廣泛的應(yīng)用。

3、熔融硅微粉

熔融硅微粉是選用優(yōu)質(zhì)的天然石英，通過獨特處理工藝加工而形成的粉末，通過高溫處理，其分子結(jié)構(gòu)排列由有序排列轉(zhuǎn)為無序排列。其色白，純度較高并具有以下特性：極低的線膨脹系數(shù)；良好的電磁輻射性；耐化學(xué)腐蝕等穩(wěn)定的化學(xué)特性；合理有序、可控的粒度分布。熔融硅微粉使用范圍十分廣泛。

4、活性硅微粉

活性硅微粉通過其獨特的工藝，采用硅烷等材料對硅微粉顆粒表面進行改性處理，增強了硅微粉的憎水性能，提高了混合料及填充系統(tǒng)的機械、電子和化學(xué)特性。對硅微粉顆粒表面處理主要是提高填充系統(tǒng)的性能。

四、在涂料中的應(yīng)用

 

1、硅微粉在涂料中的應(yīng)用

在涂料行業(yè)中，硅微粉的粒度、白度、硬度、懸浮性、分散性、吸油率低、電阻率高等特性均能提高涂料的抗腐蝕性、耐磨性、絕緣性、耐高溫性能。用于涂料中硅微粉，由于具有良好的穩(wěn)定性，一直在涂料填料中扮演重要的角色。特別對外墻涂料來說，SiO2原料對耐候性起著舉足輕重的作用。

（1）作為涂料用填料都應(yīng)具有以下幾點共同性能：

①白度高：特別是在對涂膜顏色要求高的涂料中，白度要求在９０以上，這就要求填料中雜質(zhì)含量低、粒度細且粒度分布要均勻等。

②分散性好：這樣有利于涂料生產(chǎn)商降低研磨分散過程的能耗和時間，更有利于涂料性能的發(fā)揮（涂料分散性能的好壞對涂膜的性能有著直接的影響）。

③吸油量低：只有較低的吸油量才能提高涂料的體積濃度，從而降低樹脂基料的投入，達到產(chǎn)商降低成本提高利潤的目的。

④流變性好：（流動性、流平性、懸浮性、增稠性等），涂料在儲存時不沉降，便于施工及效果。

⑤顆粒形狀好、比表面積大：保證填料在涂料中功能性的發(fā)揮，達到涂膜均勻分布的效果。

（2）硅微粉在涂料中作功能填料 

作為涂料行業(yè)用填料主要起增量作用，降低涂料生產(chǎn)商原材料的成本以提高利潤，目前碳酸鈣、滑石粉等粉體是作為涂料行業(yè)最大的填料，不僅白度高且價格廉易得到，硅微粉以其自身的特點作為功能性涂料用填料有絕對的優(yōu)勢（碳酸鈣在耐酸性方面較差、滑石粉吸油量偏高而耐磨性不高）但用量較少，作為普通涂料用填料在白度及價格方面沒有太大的優(yōu)勢。

（3） 硅微粉在涂料中的優(yōu)勢 

①優(yōu)異的光學(xué)性能，聚乙烯，聚丙烯和混合樹脂等透明樹脂的折射率的折射率接近，但不包括較輕的顏料，填料和其他原因造成色彩失真。屏蔽消光劑，石英（二氧化硅），可以取代部分昂貴的鈦白粉用于涂料，油漆，并降低生產(chǎn)成本。在產(chǎn)品價格的大幅減少。

②填充增容，滅絕的增厚，涂料，油漆和薄，染色性能，防水，防腐蝕，抗細菌，抗結(jié)塊，防止流柱，觸變性，紫外線輻射，耐老化，硬度膜，耐腐蝕，耐高溫，得分高，耐洗刷性，耐電弧絕緣表面光潔度。

③不含有有機物污染，金屬含量低�？梢蕴岣咄繉拥目棺贤饩�，并具有良好的保溫。油漆，涂料，貯存穩(wěn)定性的提高和降低生產(chǎn)成本的重要性。

④減少研磨時間。用于油漆，涂料公司硅微粉，不僅可以縮短研磨時間，顏料的分散性，油漆，涂層的硬度，貯存穩(wěn)定性好，可以減少樹脂用量，從而降低生產(chǎn)成本。在防腐蝕涂料，耐酸，耐堿，附著力強，抗沖擊強度和良好的使用。

⑤附著力強，干燥快，用于建筑涂料。

五、在橡膠中的應(yīng)用

1 、硅微粉在橡膠中的應(yīng)用 

為了提高橡膠制品的物理機械性能，延長橡膠制品的使用壽命，一般采用兩條途徑：一種是在橡膠制品中埋入骨架材料，如纖維紡織材料或金屬材料；另一種是在橡膠中添加各種填料。

2 、硅微粉作為橡膠補強材料有以下幾種形式

①粉石英。主要以天然硅藻土為原料，經(jīng)粉碎、高溫煅燒、除去有機雜質(zhì)而成，用于橡膠中能使像膠堅挺，并可降低膠料密度，增加絕熱性能，適用于制造絕緣膠料、模型制品和泡沫制品，用于硬質(zhì)橡膠可提高軟化溫度。

②硅土粉。二氧化硅含量75％~79％,天然礦物經(jīng)開采、烘干、粉碎、篩分而成，可用于膠管、膠帶和其它橡膠制品，填充膠料混練容易，分散性好，可高用量填充，其壓延制品表面光滑，其硫化膠強伸性能近于陶土，和輕鈣相當(dāng)；粘附強度和扯斷永久變形優(yōu)于陶土，耐磨性和彈性優(yōu)于陶土和輕鈣；老化性能好，價格低于陶土和輕鈣。

③石英粉。石英粉有無定形、微晶狀等不同類型，由天然礦物粉碎加工而成。 

在擦貼橡膠制品中，填充粉石英的混練膠，膠料稀，滲透性好，粘連性強，有利于混練膠在帆布上的擦涂，增強了膠片與帆布之間的粘著強度，制品的扯斷強度、永久變形等機械性能均有明顯改善。

六、在塑料中的應(yīng)用

1 、硅微粉在聚氯乙烯（PVC）地板的應(yīng)用 

填充硅微粉的聚氯乙烯地板磚可增強制品的耐磨性，在PVC地板中，細度320目的石英粉，填充量為160~180份時制得的地板完全符合GB4085-83標(biāo)準(zhǔn)的要求，地板表面光滑度好，耐刻劃度好。

在PVC耐酸板管中，400目石英粉的填充量為10％~15％時，與其它填充料比，粘度低，流動性好，改善了加工性能，有利于制品的擠出和成型，制得的耐酸板管的耐酸性有顯著提高。

2、硅微粉在聚乙烯（PE）中的應(yīng)用 

比表面積大（600目以上）和活性高的硅微粉填充聚乙烯（PE）農(nóng)用薄膜能改善制品的物理化學(xué)性能和光學(xué)性能，填充聚丙烯可改善制品的力學(xué)性能。

將粉石英礦經(jīng)過超細、分級、提純、表面改性后填充于PE薄膜中，利用石英具有阻隔紅外線的功能，減緩塑料大棚的熱散失，提高其保溫性能。

3 、硅微粉在環(huán)氧模塑封料中的應(yīng)用 

在環(huán)氧模塑封料中，高純硅微粉是其主要原料，由于SiO2具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性能、良好的透光性及線膨脹性能和優(yōu)良的高溫性能，因此SiO2是目前最理想的環(huán)氧塑封料的填充材料，也是半導(dǎo)體集成電路最理想的基板材料。

4 、硅微粉在絕緣材料方面的應(yīng)用

在環(huán)氧模塑料中用硅微粉作填料，制品具有優(yōu)異電性能、耐高壓、耐電弧性能優(yōu)、表面電阻率高、耐候性好的SIEC特種耐高壓環(huán)氧模塑料，該塑料是高壓絕緣子、高壓開關(guān)的首選材料。

七、在油墨中的應(yīng)用

1 、硅微粉在油墨中的應(yīng)用 

硅微粉是一種調(diào)節(jié)油墨濃度的助劑，還能增加油墨膜層的厚度，改善其耐磨性，它不具著色力和遮蓋力。

硅微粉是油墨良好的連接料

也是油墨的主要成分之一，起分散色料和輔助料的媒介作用，是由少量天然樹脂、合成樹脂、纖維素、橡膠衍生物等溶于干性油或溶劑中制得。有一定的流動性，使油墨在印刷后形成均勻的薄層，干燥后形成有一定強度的膜層，并對顏料起保護作用，使其難以脫落。

連結(jié)料對油墨的傳遞性、亮度、固著速度等印刷適性和印刷效果有很大影響，因此，選擇合適的連接料是保證印刷良好的關(guān)鍵之一，要能根據(jù)包裝材料、印刷要求等的不同，隨時 調(diào)整連結(jié)料的組成與配比。

八、精密鑄造

1 、精密鑄造用硅微粉概述： 

精密鑄造用超細硅微粉具有優(yōu)越的比表面積，決定了其良好的填充性，其次超細硅微粉具有優(yōu)良的抗熱震性，可以有效的保護鑄造產(chǎn)品的使用壽命。另外，超細硅微粉在受熱時發(fā)生一定程度的熱膨脹，正好補償環(huán)氧樹脂、石膏等在此溫度下固化反應(yīng)時的收縮，使?jié)沧Ⅲw不變形。

2 、精密鑄造用硅微粉的優(yōu)良特性： 

精密鑄造用超細硅微粉是高純度的天然石英，通過獨特的清洗及無鐵研磨工藝生產(chǎn)加工而成，其色白、質(zhì)純。具有化學(xué)穩(wěn)定性、耐酸堿，比表面積大、空隙發(fā)達，表面活性大，吸油率低，增稠性強，耐高溫，電絕緣性好，抗紫外線等特性。本公司集多年生產(chǎn)應(yīng)用經(jīng)驗，工藝成熟而具有穩(wěn)定的物理、化學(xué)特性及合理、可控的粒度分布�，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于橡膠、涂料油漆、電子封裝材料、硅基基板材料功能化學(xué)纖維、功能塑料、高級陶瓷、特種耐火材料、密封膠、粘結(jié)劑以及化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥等領(lǐng)域。

九、在覆銅板中的應(yīng)用

1 、硅微粉在覆銅板中的應(yīng)用 

硅微粉具備兩耐、三高、三低的優(yōu)良性能，因此在覆銅板行業(yè)的應(yīng)用日趨廣泛。

隨著硅微粉表面處理條件的改進，改善了它與樹脂體系的相容性，所以硅微粉作為一種填料應(yīng)用到覆銅板中，不但可降低成本，還能改進覆銅板的某些性能（如熱膨脹系數(shù)、彎曲強度、尺寸穩(wěn)定性等），是真正的功能性填料。

十、發(fā)展趨勢

⑴ 、大有可為的超細結(jié)晶型硅微粉 

目前應(yīng)用在覆銅板上的超細硅微粉平均粒徑在2-3微米，隨著基板材料向超薄化方向發(fā)展，將要求填料具有更小的粒度，更好的散熱性。未來覆銅板將采用平均粒徑在0.5-1微米左右的超微細填料，結(jié)晶型硅微粉因具有良好的導(dǎo)熱作用將被廣泛應(yīng)用，考慮到填料在樹脂中的分散性和保證上膠工藝的順利開展，結(jié)晶型硅微粉很可能會和球形粉配合使用。盡管有不少導(dǎo)熱性比結(jié)晶型硅微粉更好的填料，如氧化鋁球形粉等，但它們價格非常高，未來很難被覆銅板廠家大規(guī)模使用。

⑵ 、快速發(fā)展的熔融硅微粉市場

隨著各類先進通信技術(shù)的發(fā)展，多種高頻設(shè)備都已被廣泛應(yīng)用，其市場每年都以15-20％的速度增長，這必將在一定程度上帶動熔融硅微粉市場的快速發(fā)展。

⑶ 、穩(wěn)定的復(fù)合型硅微粉市場 

目前國內(nèi)大多數(shù)覆銅板廠家已開始使用復(fù)合型硅微粉來代替結(jié)晶型硅微粉，并逐步提高使用比例，復(fù)合型硅微粉的市場將在未來2年內(nèi)達到飽和。硅微粉廠家在提高產(chǎn)量的同時，也在不斷優(yōu)化產(chǎn)品指標(biāo)，為進一步降低鉆頭磨損，開發(fā)更低硬度的填料將非常必要。

⑷ 、樂觀的高端球形粉市場 

基板材料正在迅速的向著薄形化方向發(fā)展，特別是HDI多層板當(dāng)前實現(xiàn)基板材料的薄形化表現(xiàn)得更為突出。許多便攜式電子產(chǎn)品在不斷推進它薄、輕、小和多功能的情況下，需要PCB的層數(shù)更多、厚度更薄。隨著電子產(chǎn)品向小型化、集成化方向的發(fā)展，未來HDI板的比重將明顯提高，與此同時，國內(nèi)IC載板項目也在全國多地展開。在良好的市場環(huán)境下更要求國內(nèi)硅微粉廠商能夠推出具有高純度、高流動性，低膨脹系數(shù)，良好粒度分布的高端球形硅微粉產(chǎn)品，因此球形硅微粉在覆銅板行業(yè)的應(yīng)用前景非常值得期待。

⑸ 、可期待的活性硅微粉市場 

采用活性硅微粉作填料可以使覆銅板的一些性能得到明顯改善，目前市場上已經(jīng)有硅微粉廠家在推出活性硅微粉產(chǎn)品，但使用效果較差。國外通常用十幾種偶聯(lián)劑對硅微粉進行改性，國內(nèi)往往只用一種或幾種，且粉體往往產(chǎn)生團聚，改性劑對粉體包裹布均勻，很難達到理想的改性效果。若想在覆銅板領(lǐng)域大量推廣使用活性粉，硅微粉廠家的任重道遠，不僅需要上游偶聯(lián)劑廠家的密切配合，更需要下游覆銅板廠家的通力合作。只要解決改性的技術(shù)難題，活性硅微粉的市場將非常值得期待。