실리콘 미세 분말 천연 석영(SiO2) 또는 용융 석영으로 만들어집니다. 용융 석영은 천연 석영을 고온에서 용융 및 냉각하여 얻습니다. 이 공정에는 분쇄, 볼밀, 또는 진동 밀, 에어젯 밀, 부유선광, 산세척 등의 방법도 사용됩니다. 고순도 물을 이용한 정제 과정도 이 과정에 포함됩니다.
실리카 분말의 성능
실리콘 미세 분말은 우수한 특성을 가지고 있습니다. 낮은 열팽창 계수를 포함하며, 우수한 유전 성능을 가지고 있습니다. 열전도도가 높고, 현탁 성능이 우수합니다. 또한 다음과 같은 특성을 가지고 있습니다.
- 우수한 단열성: 실리콘 미분말은 순도가 높고 불순물 함량이 낮습니다. 안정적인 성능으로 우수한 전기 절연성과 내아크성을 제공합니다. 이로 인해 경화된 재료는 우수한 절연성과 내아크성을 갖게 됩니다.
- 발열 피크 온도를 낮춥니다. 에폭시 수지 경화 시 발열 피크 온도를 낮춥니다. 또한 경화물의 선팽창 계수와 수축률을 감소시킵니다. 이를 통해 경화물 내부의 응력을 제거하고 균열을 방지합니다.
- 부식 저항성: 실리콘 미세 분말은 다른 물질과 쉽게 반응하지 않습니다. 대부분의 산이나 염기와 화학적으로 반응하지 않습니다. 균일한 입자가 표면을 감싸고 있어 뛰어난 내식성을 제공합니다.
- 입자 등급: 적절한 입자 분포는 침전과 층 형성을 줄이고 제거합니다. 경화된 재료의 인장 및 압축 강도를 향상시킵니다. 또한 내마모성을 개선하고 열전도도와 난연성을 향상시킵니다.
- 실란 커플링제 처리: 실란 커플링제로 처리된 실리콘 미분말은 다양한 수지에 대한 습윤성이 우수합니다. 흡착력이 우수하고, 혼합이 용이하며, 응집이 발생하지 않습니다.
- 비용 절감 및 성능 향상: 실리콘 미분말은 충전재로서 경화된 재료의 성능을 향상시키고, 제품 원가를 절감하는 데 도움을 줍니다.
실리콘 미분말의 원료 및 가공
원자재는 다음과 같습니다: 수정, 반투명 및 유백색 정맥 석영, 변성 석영암, 퇴적 석영 사암, 해양 퇴적 석영 모래, 강 및 호수 퇴적 석영 모래, 분말 석영 및 용융 석영.
실리콘 미세분말의 제조 및 정제 공정
이 공정은 석영 모래의 부유선광 후 초미분쇄(건식 또는 습식 분쇄)를 포함합니다. 그 후, 복합 세척 공정을 사용합니다. 고차 자기 분리 후 정전기 분리를 실시합니다. 그런 다음, 탈이온수로 세척하고 분류합니다.
초미세 분쇄 (건식 또는 습식 분쇄): 이 공정은 건조 또는 습윤 조건에서 석영 모래를 325~4000 메시의 입자 크기를 갖는 초미립 실리콘 미세 분말로 분쇄합니다.
분류: 하이드로사이클론의 작용으로 325~4000메시의 초미립 실리콘 미세분말은 325~400메시, 400~500메시 등의 표준범위로 분류됩니다.
복합 세척 과정: 다양한 등급의 초미립 실리콘 미분말을 온도 조절 반응 용기에 여러 층으로 배치합니다. 일정량의 옥살산 또는 구연산과 소량의 기타 보조제를 첨가합니다. 반응은 70°C~100°C에서 2~8시간 동안 진행됩니다. 반응 후, 초미립 실리콘 미분말에서 유해한 미량 금속과 비금속 불순물이 제거됩니다.
고구배 자기 분리: 이 공정은 50~15000 가우스의 자기 강도를 가진 자기 분리 장치를 사용하여 초미립 실리콘 미세 분말에서 미량의 철 불순물을 제거합니다.
정전기 분리: 초미세 실리콘 미세분말에서 유해한 불순물의 흔적을 제거하는 것이 목적입니다.
탈이온수 세척: 복합 세척 과정을 거친 후, 실리콘 미세 분말 표면에 남아 있는 화학 물질과 유해한 미량 불순물은 정적 세척 작업장에서 제거됩니다.
특수 건조: 탈이온수 세척 후, 초미립 실리콘 미분말을 정적 작업장의 특수 건조기에 넣습니다. 이후 건조 과정을 통해 입자 크기가 325~4000메시, 수분 함량이 0.003~0.01%인 고순도 초미립 실리콘 미분말이 생성됩니다.
진공 포장: 다양한 등급의 초미립 실리콘 미세분말은 공기 오염을 방지하기 위해 진공 포장됩니다.
실리카 분말의 표면 개질
비금속 광물 필러와 고분자 매트릭스 사이의 계면이 서로 다르기 때문에 상용성이 낮습니다. 매트릭스에 균일하게 분산되기 어렵습니다. 직접 충진은 재료의 특정 기계적 물성을 저하시키는 경우가 많습니다. 기능성 무기 비금속 광물 필러의 경우, 입자 크기 및 분포 요건 외에도 고분자 매트릭스와의 우수한 상용성 또한 필수적입니다. 충진 후, 비용 절감과 재료의 기계적 물성 향상을 가져올 수 있으며, 재료의 전반적인 성능과 가공성을 향상시킵니다. 따라서 비금속 광물 필러의 표면 개질은 필수적입니다.
실리콘 미세 분말의 표면 개질에는 주로 실란 커플링제가 사용됩니다. 실란의 일반식은 R—SiX3입니다. R은 비닐, 에폭시, 아미노, 메틸 아크릴레이트, 황산염기와 같은 유기 소수성기를 나타냅니다. X는 메톡시, 에톡시, 염소와 같은 가수분해성 알콕시기를 나타냅니다. 개질 효과에 영향을 미치는 주요 요인은 실란의 종류, 사용량, 도포 방법, 처리 시간, 온도, pH 값입니다.
실리콘 분말 가공 장비
실리콘 미분말의 주요 생산 장비로는 볼밀, 진동밀, 미분말 분류기, 건조기 등이 있습니다.
볼밀: 건식 및 습식 분쇄 모두에 사용할 수 있습니다. 볼 밀이 작동하면 분쇄 매체와 재료가 일정 높이까지 올라갔다가 떨어집니다. 이 과정은 계속 반복됩니다. 분쇄 매체 사이와 분쇄 매체와 밀 벽 사이에 있는 재료는 충격을 받습니다. 재료는 분쇄 매체의 회전 및 슬라이딩 운동을 통해 미세 분말로 분쇄됩니다.
진동 밀: 이 분쇄기는 분쇄 매체의 진동을 이용하여 분쇄기 내부에서 미끄러지고 굴러갑니다. 이러한 작용을 통해 재료가 분쇄됩니다.
미세분말 분류기: 재료는 팬에 의해 분류실로 흡입됩니다. 고속 회전하는 분류기 로터와 분류기 블레이드 사이에서 분류됩니다. 거친 재료는 분류기 벽을 따라 떨어져 하단의 거친 분말 배출구를 통해 배출됩니다. 미세 분말은 로터 블레이드의 틈새를 통과하여 상단의 미세 분말 배출구를 통해 배출됩니다. 이렇게 하여 분류가 완료됩니다.
건조기: 실리콘 미분말의 수분 함량을 극도로 낮추고 건조 중 오염을 방지하기 위해 중공축 교반 건조기가 사용됩니다. 작동 원리는 다음과 같습니다. 재료는 공급 입구를 통해 건조기로 들어갑니다. 중공 패들에 의해 배출구로 이송됩니다. 이송 중에는 중공 패들에 의해 재료가 교반되고 중공 패들과 기계 재킷에 의해 가열됩니다. 수분이 증발하고 재료가 건조됩니다.
결론
결론적으로, 실리콘 마이크로 파우더는 낮은 열팽창, 높은 유전 강도, 우수한 열전도도와 같은 탁월한 성능 특성을 제공합니다. 실리콘 마이크로 파우더는 전자, 코팅, 첨단 소재 등 다양한 산업 분야에 폭넓게 활용됩니다. 심층 가공 기술을 통해 특정 산업 요구에 맞춰 그 특성을 더욱 최적화하여 최종 제품의 전반적인 성능과 비용 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 실리콘 마이크로 파우더의 지속적인 개발은 혁신을 주도하고 현대 기술의 기능성을 향상시키는 데 중요한 역할을 할 것입니다.
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