Micropolvere sferica di siliceha proprietà eccellenti come elevata trasparenza, alto dielettrico, elevata resistenza all'umidità, elevata quantità di riempimento, bassa espansione, basso stress e basso coefficiente di attrito. È ampiamente utilizzato in molti campi come materiali per stampaggio epossidici, catalizzatori, pannelli rivestiti in rame, adesivi e settore aerospaziale.
Attualmente, i metodi tradizionali per la preparazione di micropolveri sferiche di silicio includono il metodo di formazione della fiamma, il metodo di spruzzatura a fusione ad alta temperatura, ecc. Il metodo di sferoidizzazione della fiamma prevede principalmente la frantumazione, la vagliatura, la purificazione, la macinazione fine del minerale di quarzo e quindi l'immissione nel campo ad alta temperatura generato dal gas per la fusione ad alta temperatura. Attraverso la sferoidizzazione a tensione superficiale, per raffreddamento si ottiene infine la micropolvere sferica di silicio. Lo svantaggio di questo metodo è che il processo è complesso ed è difficile rimuovere completamente il minerale di quarzo, con bassa purezza ed elevato consumo di energia nella fase finale di balling ad alta temperatura. Il metodo di fusione a spruzzo ad alta temperatura consiste nello sciogliere l'ossido di silicio in liquido a più di 2000 gradi, quindi formare polvere di silicio sferica dopo il raffreddamento a spruzzo. Questo metodo è adottato principalmente negli Stati Uniti e in Giappone, che richiede attrezzature rigorose.
La presente invenzione descrive una micropolvere di silicio sferica solida e un suo metodo di preparazione, in cui il metodo di preparazione comprende:
(1) Sintesi del sol di silice
Il sol di silice con un basso contenuto di solidi (1-5%) è stato sintetizzato con il metodo soluzione-gel, utilizzando l'ortosilicato di tetraetile come fonte di silicio organico, riscaldando e agitando in condizioni alcaline.
(2) Concentrazione di sol di silice
Riscaldare e concentrare il sol di silice a basso contenuto di solidi menzionato sopra per ottenere un sol di silice ad alto contenuto di solidi (15% -50%).
(3) Miscelazione e composizione dei materiali
Il sol di silice ad alto contenuto di solidi e l'addensante sono stati miscelati e composti in condizioni di riscaldamento e agitazione per formare una soluzione di sol di silice contenente 0,001% -5% di addensante. L'addensante selezionato in questo caso è un addensante specifico contenente gruppi carbossilici o ammidici, come poliacrilammide, carbossimetilcellulosa, carbossietilcellulosa, acido poliacrilico, acido polimetilacrilico, carbomer, ecc., che è facile da assorbire o reagire con i gruppi idrossilici di silicio su la superficie della silice, facilitando così l'aggregazione delle nano particelle di silice. Gli addensanti non contengono ioni sodio o potassio per evitare interferenze cationiche. Il contenuto ottimale di addensante è 0,05% -2% e il contenuto ottimale è 0,1% -1%.
(4) Essiccazione a spruzzo
Dopo che il sol di silice composto è stato essiccato mediante spruzzo (sia pneumatico che centrifugo), è possibile ottenere polvere di silice sferica, ma in questo momento il contenuto di umidità è del 5% - 10% e l'agente addensante specifico viene rimosso mediante calcinazione ad alta temperatura .
(5) Trattamento termico
Il prodotto ottenuto dopo l'essiccazione a spruzzo viene inviato al forno a muffola per il trattamento termico ad alta temperatura per bruciare l'addensante in eccesso. Successivamente, viene raffreddato a temperatura ambiente ed estratto per ottenere la polvere di silicio sferica di elevata purezza target.
Attraverso il processo di cui sopra, è possibile ottenere micropolvere di silice sferica con una purezza del 99,999% e il processo di preparazione è semplice e facile, con basso consumo energetico e basso costo.
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