硅微粉知识及用途

硅微粉知识及用途
硅微粉（SiO2）是应用极为广泛的无机非金属材料，它具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能。

定义：
硅微粉是由天然石英（SiO2）或熔融石英（天然石英经高温熔融、冷却后的非晶态SiO2）经破碎、球磨（或振动、气流磨）、浮选、酸洗提纯、高纯水处理等多道技能加工而成的微粉。

硅微粉是一种无毒、无味、无污染的无机非金属材料。

特性
两耐：耐酸碱腐蚀性，耐磨；
三高：高绝缘性，高热传导性，高热稳定性；
三低：低膨胀系数、低介电系数。

用途
硅微粉具备耐温性好、耐酸碱腐蚀、导热性差、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良的性能，被广泛用于化工、电子、集成电路（IC）、电器、塑料、涂料、高级油漆、橡胶、国防等领域。

分类
一、按级别分类
1、普通硅微粉
主要用途：用于环氧树脂浇注料、灌封料、电焊条保护层、金属铸造、陶瓷、硅橡胶、涂料及其它化工行业。

2、电工级硅微粉
主要用途：用于普通电器件的绝缘浇注，高压电器的绝缘浇注，APG工艺注射料，环氧灌封料，高档陶瓷釉料等。

3、电子级硅微粉
主要用途：主要用于集成电路、电子元件的塑封料和包装料。

4、超细硅微粉
主要用途：主要用于涂料，油漆，工程塑料，粘合剂，硅橡胶，精密铸造高级陶瓷。

5、熔融硅微粉
熔融石英微粉（WG）所用原料是天然石英经经高温熔炼，冷却后的非晶态SiO2，经多道工艺加工而成的微粉。

该产品纯度高，具有热膨胀系数小，内应力低，高耐湿性，低放射性等优良特性。

主要用途：用于大规模及超大规模集成电路用塑封料，环氧浇注料，灌封料，及其它化工领域。

6、球形硅微粉
“球粒”硅微粉选用高品质石英原矿，经独特工艺加工而成的一种高强度、高硬度、惰性的球型颗粒。

高品质“球粒”硅微粉。

具有极低的吸油率、混合粘度和摩擦系数。

其独特的球粒结构，与其他棱角形石英粉（硅微粉）相比，粉体流动性好，粉体堆积形成的休止角小，因而在与有机高分子材料混合时分密实，增强机体的强度。

易分散、混料均匀、可明显增加材料的流动性。

主要用途：用于涂料、环氧地坪、硅橡胶等，大幅度降低成本，显著提高混合材料的加工工艺性能。

二、按用途分类
1、油漆涂料用硅微粉
目数:600-2500目、SiO2:>99.5％、白度:70-94度之间、硬度:7(莫氏硬度)、吸油量、混合粘度低、分散性和流动性好，堆积形成的休止角小、耐摩擦。

2、环氧地坪用硅微粉
目数:600-1250目、SiO2:>99％、白度:70-94度之间、硬度:7(莫氏硬度)、粘度低、流动性好、堆积性好、易压实，与环氧树脂类易结合。

与传统硅微粉比较可节约环氧树脂用量。

3、橡胶用硅微粉
目数:1250-5000目、SiO2:>99.5％、白度:>70-94度、硬度:7(莫氏硬度)
4、密封胶用硅微粉
目数:600-1250目、SiO2:>99％、白度:70-94度之间、硬度:7(莫氏硬度)、粘度低、流动性好、堆积性好、易压实，与环氧树脂类易结合。

与传统硅微粉比较可节约环氧树脂用量。

5、电子级和电工级塑封料用硅微粉
目数:300-5000目、SiO2:>99.5％、白度:>90度、硬度:7(莫氏硬度)。

准球形硅微粉用于环氧树脂绝缘封装材料中，可大幅度增加填充量，降低混合材料体系的粘度，改善加工工艺性能，提高混合料的渗透能力，降低固化物的膨胀系数和固化过程的收缩率，减小热涨差。

三、按生产工艺分类
1、结晶硅微粉
结晶硅微粉是利用高品位的天然石英，通过独特的无铁研磨工艺生产加工而成，其色白、质纯。

因其工艺成熟而具有稳定的物理、化学特性及合理、可控的粒度分布。

}结晶硅微粉可分为高纯度结晶硅微粉、电子级结晶硅微粉及一般填料级结晶硅微粉。

结晶硅微粉使用范围十分广泛。

2、方石英硅微粉
方石英硅微粉是选用优质天然石英，运用独特工艺特殊处理加工而成的粉末。

经过高温煅烧后获得的高纯度硅石，通过快速冷却，可以稳定改变后的晶体结构，由于其稳定的化学性质，合理有序、可控的粒度分布。

而被广泛的应用。

3、熔融硅微粉
熔融硅微粉是选用优质的天然石英，通过独特处理工艺加工而形成的粉末，通过高温处理，其分子结构排列由有序排列转为无序排列。

其色白，纯度较高并具有以下特性：极低的线膨胀系数；良好的电磁辐射性；耐化学腐蚀等稳定的化学特性；合理有序、可控的粒度分布。

熔融硅微粉使用范围十分广泛。

4、活性硅微粉
活性硅微粉通过其独特的工艺，采用硅烷等材料对硅微粉颗粒表面进行改性处理，增强了硅微粉的憎水性能，提高了混合料及填充系统的机械、电子和化学特性。

对硅微粉颗粒表面处理主要是提高填充系统的性能。

四、在涂料中的应用
1、硅微粉在涂料中的应用
在涂料行业中，硅微粉的粒度、白度、硬度、悬浮性、分散性、吸油率低、电阻率高等特性均能提高涂料的抗腐蚀性、耐磨性、绝缘性、耐高温性能。

用于涂料中硅微粉，由于具有良好的稳定性，一直在涂料填料中扮演重要的角色。

特别对外墙涂料来说，SiO2原料对耐候性起着举足轻重的作用。

（1）作为涂料用填料都应具有以下几点共同性能：
①白度高：特别是在对涂膜颜色要求高的涂料中，白度要求在９０以上，这就要求填料中杂质含量低、粒度细且粒度分布要均匀等。

②分散性好：这样有利于涂料生产商降低研磨分散过程的能耗和时间，更有利于涂料性能的发挥（涂料分散性能的好坏对涂膜的性能有着直接的影响）。

③吸油量低：只有较低的吸油量才能提高涂料的体积浓度，从而降低树脂基料的投入，达到产商降低成本提高利润的目的。

④流变性好：（流动性、流平性、悬浮性、增稠性等），涂料在储存时不沉降，便于施工及效果。

⑤颗粒形状好、比表面积大：保证填料在涂料中功能性的发挥，达到涂膜均匀分布的效果。

（2）硅微粉在涂料中作功能填料
作为涂料行业用填料主要起增量作用，降低涂料生产商原材料的成本以提高利润，目前碳酸钙、滑石粉等粉体是作为涂料行业最大的填料，不仅白度高且价格廉易得到，硅微粉以其自身的特点作为功能性涂料用填料有绝对的优势（碳酸钙在耐酸性方面较差、滑石粉吸油量偏高而耐磨性不高）但用量较少，作为普通涂料用填料在白度及价格方面没有太大的优势。

（3）硅微粉在涂料中的优势
①优异的光学性能，聚乙烯，聚丙烯和混合树脂等透明树脂的折射率的折射率接近，但不包括较轻的颜料，填料和其他原因造成色彩失真。

屏蔽消光剂，石英（二氧化硅），可以取代部分昂贵的钛白粉用于涂料，油漆，并降低生产成本。

在产品价格的大幅减少。

②填充增容，灭绝的增厚，涂料，油漆和薄，染色性能，防水，防腐蚀，抗细菌，抗结块，防止流柱，触变性，紫外线辐射，耐老化，硬度膜，耐腐蚀，耐高温，得分高，耐洗刷性，耐电弧绝缘表面光洁度。

③不含有有机物污染，金属含量低。

可以提高涂层的抗紫外线，并具有良好的保温。

油漆，涂料，贮存稳定性的提高和降低生产成本的重要性。

④减少研磨时间。

用于油漆，涂料公司硅微粉，不仅可以缩短研磨时间，颜料的分散性，油漆，涂层的硬度，贮存稳定性好，可以减少树脂用量，从而降低生产成本。

在防腐蚀涂料，耐酸，耐碱，附着力强，抗冲击强度和良好的使用。

⑤附着力强，干燥快，用于建筑涂料。

五、在橡胶中的应用
1、硅微粉在橡胶中的应用
为了提高橡胶制品的物理机械性能，延长橡胶制品的使用寿命，一般采用两条途径：一种是在橡胶制品中埋入骨架材料，如纤维纺织材料或金属材料；另一种是在橡胶中添加各种填料。

2、硅微粉作为橡胶补强材料有以下几种形式
①粉石英。

主要以天然硅藻土为原料，经粉碎、高温煅烧、除去有机杂质而成，用于橡胶中能使像胶坚挺，并可降低胶料密度，增加绝热性能，适用于制造绝缘胶料、模型制品和泡沫制品，用于硬质橡胶可提高软化温度。

②硅土粉。

二氧化硅含量75％~79％,天然矿物经开采、烘干、粉碎、筛分而成，可用于胶管、胶带和其它橡胶制品，填充胶料混练容易，分散性好，可高用量填充，其压延制品表面光滑，其硫化胶强伸性能近于陶土，和轻钙相当；粘附强度和扯断永久变形优于陶土，耐磨性和弹性优于陶土和轻钙；老化性能好，价格低于陶土和轻钙。

③石英粉。

石英粉有无定形、微晶状等不同类型，由天然矿物粉碎加工而成。

在擦贴橡胶制品中，填充粉石英的混练胶，胶料稀，渗透性好，粘连性强，有利于混练胶在帆布上的擦涂，增强了胶片与帆布之间的粘着强度，制品的扯断强度、永久变形等机械性能均有明显改善。

六、在塑料中的应用
1、硅微粉在聚氯乙烯（PVC）地板的应用
填充硅微粉的聚氯乙烯地板砖可增强制品的耐磨性，在PVC地板中，细度320目的石英粉，填充量为160~180份时制得的地板完全符合GB4085-83标准的要求，地板表面光滑度好，耐刻划度好。

在PVC耐酸板管中，400目石英粉的填充量为10％~15％时，与其它填充料比，粘度低，流动性好，改善了加工性能，有利于制品的挤出和成型，制得的耐酸板管的耐酸性有显著提高。

2、硅微粉在聚乙烯（PE）中的应用
比表面积大（600目以上）和活性高的硅微粉填充聚乙烯（PE）农用薄膜能改善制品的物理化学性能和光学性能，填充聚丙烯可改善制品的力学性能。

将粉石英矿经过超细、分级、提纯、表面改性后填充于PE薄膜中，利用石英具有阻隔红外线的功能，减缓塑料大棚的热散失，提高其保温性能。

3、硅微粉在环氧模塑封料中的应用
在环氧模塑封料中，高纯硅微粉是其主要原料，由于SiO2具有稳定的物理化学性能、良好的透光性及线膨胀性能和优良的高温性能，因此SiO2是目前最理想的环氧塑封料的填充材料，也是半导体集成电路最理想的基板材料。

4、硅微粉在绝缘材料方面的应用
在环氧模塑料中用硅微粉作填料，制品具有优异电性能、耐高压、耐电弧性能优、表面电阻率高、耐候性好的SIEC特种耐高压环氧模塑料，该塑料是高压绝缘子、高压开关的首选材料。

七、在油墨中的应用
1、硅微粉在油墨中的应用
硅微粉是一种调节油墨浓度的助剂，还能增加油墨膜层的厚度，改善其耐磨性，它不具着色力和遮盖力。

硅微粉是油墨良好的连接料
也是油墨的主要成分之一，起分散色料和辅助料的媒介作用，是由少量天然树脂、合成树脂、纤维素、橡胶衍生物等溶于干性油或溶剂中制得。

有一定的流动性，使油墨在印刷后形成均匀的薄层，干燥后形成有一定强度的膜层，并对颜料起保护作用，使其难以脱落。

连结料对油墨的传递性、亮度、固着速度等印刷适性和印刷效果有很大影响，因此，选择合适的连接料是保证印刷良好的关键之一，要能根据包装材料、印刷要求等的不同，随时调整连结料的组成与配比。

八、精密铸造
1、精密铸造用硅微粉概述：
精密铸造用超细硅微粉具有优越的比表面积，决定了其良好的填充性，其次超细硅微粉具有优良的抗热震性，可以有效的保护铸造产品的使用寿命。

另外，超细硅微粉在受热时发生一定程度的热膨胀，正好补偿环氧树脂、石膏等在此温度下固化反应时的收缩，使浇注体不变形。

2、精密铸造用硅微粉的优良特性：
精密铸造用超细硅微粉是高纯度的天然石英，通过独特的清洗及无铁研磨工艺生产加工而成，其色白、质纯。

具有化学稳定性、耐酸碱，比表面积大、空隙发达，表面活性大，吸油率低，增稠性强，耐高温，电绝缘性好，抗紫外线等特性。

本公司集多年生产应用经验，工艺成熟而具有稳定的物理、化学特性及合理、可控的粒度分布。

现已广泛应用于橡胶、涂料油漆、电子封装材料、硅基基板材料功能化学纤维、功能塑料、高级陶瓷、特种耐火材料、密封胶、粘结剂以及化工、医药、农药等领域。

九、在覆铜板中的应用
1、硅微粉在覆铜板中的应用
硅微粉具备两耐、三高、三低的优良性能，因此在覆铜板行业的应用日趋广泛。

随着硅微粉表面处理条件的改进，改善了它与树脂体系的相容性，所以硅微粉作为一种填料应用到覆铜板中，不但可降低成本，还能改进覆铜板的某些性能（如热膨胀系数、弯曲强度、尺寸稳定性等），是真正的功能性填料。

十、发展趋势
⑴、大有可为的超细结晶型硅微粉
目前应用在覆铜板上的超细硅微粉平均粒径在2-3微米，随着基板材料向超薄化方向发展，将要求填料具有更小的粒度，更好的散热性。

未来覆铜板将采用平均粒径在0.5-1微米左右的超微细填料，结晶型硅微粉因具有良好的导热作用将被广泛应用，考虑到填料在树脂中的分散性和保证上胶工艺的顺利开展，结晶型硅微粉很可能会和球形粉配合使用。

尽管有不少导热性比结晶型硅微粉更好的填料，如氧化铝球形粉等，但它们价格非常高，未来很难被覆铜板厂家大规模使用。

⑵、快速发展的熔融硅微粉市场
随着各类先进通信技术的发展，多种高频设备都已被广泛应用，其市场每年都以15-20％的速度增长，这必将在一定程度上带动熔融硅微粉市场的快速发展。

⑶、稳定的复合型硅微粉市场
目前国内大多数覆铜板厂家已开始使用复合型硅微粉来代替结晶型硅微粉，并逐步提高使用比例，复合型硅微粉的市场将在未来2年内达到饱和。

硅微粉厂家在提高产量的同时，也在不断优化产品指标，为进一步降低钻头磨损，开发更低硬度的填料将非常必要。

⑷、乐观的高端球形粉市场
基板材料正在迅速的向着薄形化方向发展，特别是HDI多层板当前实现基板材料的薄形化表现得更为突出。

许多便携式电子产品在不断推进它薄、轻、小和多功能的情况下，需要PCB的层数更多、厚度更薄。

随着电子产品向小型化、集成化方向的发展，未来HDI板的比重将明显提高，与此同时，国内IC载板项目也在全国多地展开。

在良好的市场环境下更要求国内硅微粉厂商能够推出具有高纯度、高流动性，低膨胀系数，良好粒度分布的高端球形硅微粉产品，因此球形硅微粉在覆铜板行业的应用前景非常值得期待。

⑸、可期待的活性硅微粉市场
采用活性硅微粉作填料可以使覆铜板的一些性能得到明显改善，目前市场上已经有硅微粉厂家在推出活性硅微粉产品，但使用效果较差。

国外通常用十几种偶联剂对硅微粉进行改性，国内往往只用一种或几种，且粉体往往产生团聚，改性剂对粉体包裹布均匀，很难达到理想的改性效果。

若想在覆铜板领域大量推广使用活性粉，硅微粉厂家的任重道远，不仅需要上游偶联剂厂家的密切配合，更需要下游覆铜板厂家的通力合作。

只要解决改性的技术难题，活性硅微粉的市场将非常值得期待。