Micropolvo de sílice esféricotiene excelentes propiedades como alta transparencia, alto dieléctrico, alta resistencia a la humedad, alta cantidad de relleno, baja expansión, baja tensión y bajo coeficiente de fricción. Se utiliza ampliamente en muchos campos, como materiales de moldeo epoxi, catalizadores, paneles revestidos de cobre, adhesivos y el sector aeroespacial.
En la actualidad, los métodos principales para preparar micropolvos de silicio esféricos incluyen el método de formación de llama, el método de pulverización de fusión a alta temperatura, etc. El método de esferoidización por llama implica principalmente trituración, cribado, purificación, molienda fina de mineral de cuarzo y luego alimentarlo al Campo de alta temperatura generado por gas para fusión a alta temperatura. A través de la esferoidización por tensión superficial, finalmente se obtiene mediante enfriamiento un micropolvo de silicio esférico. La desventaja de este método es que el proceso es complejo y el mineral de cuarzo es difícil de eliminar por completo, con baja pureza y alto consumo de energía en la etapa final de bolas a alta temperatura. El método de pulverización de fusión a alta temperatura consiste en fundir el óxido de silicio en líquido a más de 2000 grados y luego formar polvo de silicio esférico después del enfriamiento por pulverización. Este método se adopta principalmente en Estados Unidos y Japón, lo que requiere un equipo estricto.
La presente invención describe un micropolvo de silicio esférico sólido y un método de preparación del mismo, en donde el método de preparación comprende:
(1) Síntesis de sol de sílice
El sol de sílice con bajo contenido de sólidos (1-5%) se sintetizó mediante el método de solución-gel, utilizando ortosilicato de tetraetilo como fuente de silicio orgánico, calentando y agitando en condiciones alcalinas.
(2) Concentración de sol de sílice
Calentar y concentrar el sol de sílice de bajo contenido de sólidos mencionado anteriormente para obtener un sol de sílice de alto contenido de sólidos (15%-50%).
(3) Mezcla y composición de materiales
El sol de sílice con alto contenido de sólidos y el espesante se mezclaron y combinaron en condiciones de calentamiento y agitación para formar una solución de sol de sílice que contenía 0,001%-5% de espesante. El espesante seleccionado en este caso es un espesante específico que contiene grupos carboxilo o amida, tales como poliacrilamida, carboximetilcelulosa, carboxietilcelulosa, ácido poliacrílico, ácido polimetilacrílico, carbómero, etc., que es fácil de adsorber o reaccionar con los grupos hidroxilo del silicio en la superficie de la sílice, facilitando así la agregación de nanopartículas de sílice. Los espesantes no contienen iones de sodio o potasio para evitar interferencias catiónicas. El contenido óptimo de espesante es 0,05% -2% y el más óptimo es 0,1% -1%.
(4) Secado por aspersión
Después de secar el sol de sílice compuesto por pulverización (tanto neumática como centrífuga), se puede obtener polvo de sílice esférico, pero en este momento, el contenido de humedad es del 5% al 10% y el agente espesante específico se elimina mediante calcinación a alta temperatura. .
(5) Tratamiento térmico
El producto obtenido después del secado por aspersión se envía a un horno de mufla para un tratamiento térmico a alta temperatura para quemar el exceso de espesante. Después de eso, se enfría a temperatura ambiente y se saca para obtener el polvo de silicio esférico de alta pureza objetivo.
Mediante el proceso anterior se puede obtener micropolvo de sílice esférico con una pureza del 99,999%, y el proceso de preparación es sencillo y fácil, con bajo consumo de energía y bajo costo.
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