“恒添”超轻型硅微粉在塑料、橡胶、线缆及涂料中的应用

在塑料、橡胶、涂料等现代高分子材料中,非金属矿物填料(碳酸钙、滑石粉、氧化镁、钛白粉等)占有很重要的地位。在高聚物基料中添加非金属矿物填料,不仅可以降低高分子材料的成本,更重要的是能提高材料的性能尺寸稳定性,并赋予材料特殊的物理化学性能,如减重、抗压、抗冲击、耐刮磨、耐腐蚀、阻燃、绝缘性等。硅微粉是

在塑料、橡胶、涂料等现代高分子材料中,非金属矿物填料(碳酸钙、滑石粉、氧化镁、钛白粉等)占有很重要的地位。在高聚物基料中添加非金属矿物填料,不仅可以降低高分子材料的成本,更重要的是能提高材料的性能尺寸稳定性,并赋予材料特殊的物理化学性能,如减重、抗压、抗冲击、耐刮磨、耐腐蚀、阻燃、绝缘性等。硅微粉是重要的工业矿物原料,被广泛用于玻璃、铸造、建筑材料、陶瓷、化工、冶金、耐火材料、磨料、填料等领域。“恒添”超轻型硅微粉,是采用“高温悬浮煅烧及分级分选”发明专利技术,处理经1850度煅烧过的原料得到的富含二氧化硅、平均颗粒粒径达到微米级别的粉体。作为塑料、橡胶、涂料等高分子材料的新型填料,“恒添”超轻型硅微粉容重0.82g/cm3,重量仅是碳酸钙、滑石粉、普通硅微粉的三分之一(碳酸钙容重2.1g/cm3、滑石粉容重2.8g/cm3、氧化镁容重3.58g/cm3、其它硅微粉容重2.7g/cm3),减重效果显著。本文就“恒添”超轻型硅微粉在塑料、橡胶、涂料中的应用与进展做一简述。
1 、“恒添”超轻型硅微粉的改性
为了更好地使非金属矿物填料与高分子聚合物融合,同碳酸钙、滑石粉一样,必须对无机非金属粉体--硅微粉进行粉体改性。
由于非金属矿物填料与高分子聚合物基质的界面不同,相容性差,在基料中难以均匀分散,直接填充往往容易造成材料的某些力学性能下降,对于功能性无机非金属矿物填料,除了粒度及粒度分布的要求外,还要与高分子聚合物的基料相容性好,填充后除降低成本外,还能增强材料的力学性能,提高材料的综合性能和可加工性,因此必须对非金属矿物填料进行表面改性。
“恒添”超轻型硅微粉表面改性主要使用硅烷偶联剂,其通式为 R—SiX3 , R 为有机疏水基,如乙烯基、环氧基、氨基、甲基丙烯酸酯、硫酸基, X 为能水解的烷氧基,如甲氧基、乙氧基及氯等。当用于硅微粉表面处理时,硅烷偶联剂分子中的 X 部分首先分解形成反应性活泼的多羟基硅醇,然后与表面的羟基缩合而牢固结合,偶联剂的另一端,即有机疏水基 R 与聚合物高分子长链缠结,合为一体,从而改善了“恒添”超轻型硅微粉与高分子材料间的相容性。
实验证明,经过硅烷改性的“恒添”超轻型硅微粉在环氧树脂混合体系中粘度明显降低,不仅改善填料与聚合物混合体系的加工工艺性能,获得均匀混合料,而且可以增加填充量,减轻重量,降低生产成本,对于环氧树脂绝缘封装电器产品来说,显著提高电器产品的热电机械性能。通过测定改性“恒添”超轻型硅微粉对水滴的浸润角、渗透时间和浸润点与未改性粉体对比,显示了改性“恒添”超轻型硅微粉与有机聚合物有较好的相容性和亲合性。
2 、“恒添”超轻型硅微粉在塑料中的应用
“恒添”超轻型硅微粉在塑料中可用于聚氯乙烯( PVC )地板、聚乙烯和聚丙烯薄膜、电绝缘材料等产品中。
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,细度为600目的粉,填充量为 160-180 份时制得的地板完全符合 GB4086-83 标准的要求,地板表面光滑度好,质地轻盈,耐刻划度好。
在 PVC 耐酸板管中, 800 目的“恒添”超轻型硅微粉填充量为 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。
比表面积 1250目的“恒添”超轻型硅微粉填充聚乙烯( 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。通过研究,当“恒添”超轻型硅微粉在 PE 薄膜中添加 8%--12% 时,其加工性能良好,填料在树脂中分散流动性好,分布均匀,制得的 PE 薄膜力学性能接近纯树脂膜,超过国标要求。
在环氧模塑封料中,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。随着微电子工业的迅速发展,我国 电子塑封行业也得到迅速发展,环氧塑封料年用量上百万吨,填充料硅微粉含量占 70%-90%。另外,硅微粉用作电子基板材料是其它材料无法替代的,这一领域的前景比塑封行业更广阔。
在用于绝缘材料方面,在环氧模塑料中用“恒添”超轻型硅微粉作填料,研制出了具有优异电性能、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。
环氧膜塑料的制备中,“恒添”超轻型硅微粉的用量占模塑料的 50%-70% ,该塑料是封装阀用电磁铁等低压电器良好的新型封装材料。
3 、“恒添”超轻型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。
“恒添”超轻型硅微粉作为橡胶补强材料有以下几种形式:
( 1 )用于橡胶中能使橡胶坚挺,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 )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 )用于蓄电池胶壳中,加入“恒添”超轻型硅微粉替代陶土和轻质碳酸钙,填充量由原来的 55% 增加到 65% ,而且工艺性能优良,胶料吃粉快,无喷粉和飞扬现象,易混练,硫化性能好,制得蓄电池胶壳的耐酸、耐电压、热变形和落球冲击等物理机械性能均远超国标技术要求,且胶壳外表平整光滑,轻盈耐磨强度高。
在擦贴橡胶制品中,填充“恒添”超轻型硅微粉的混练胶,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。
在电器绝缘密封胶片中,以丁基橡胶为基料,加入“恒添”超轻型硅微粉,制得的胶片具有绝缘强度高、防水、耐热、耐寒、抗化学腐蚀、抗老化、可塑性好、绝缘性好等特点,适用于 0.4-10Kv 的电线母排及各类电器裸露接头的绝缘密封。
4 、“恒添”超轻型在涂料行业中的应用
在涂料行业中,“恒添”超轻型硅微粉的粒度、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。特别对外墙涂料来说, 富含二氧化硅的“恒添”超轻型硅微粉对耐候性起着举足轻重的作用。
在特种涂料中的应用方面,用 1250 目“恒添”超轻型硅微粉,应用化学共沉淀技术表面包覆掺杂 SnO2 制得复合导电粉,广泛用于电子电器、航空航天、军事和电磁屏蔽等领域。用该导电粉末制得的导电涂料,体积电阻率仅为 12.6 欧姆,各项指标均达到国家标准。
在阻燃绝缘涂料专利中通过加入“恒添”超轻型硅微粉,提高了涂料的触变性能,该涂料具有涂敷均匀、不会出现裂纹而且具有固化时间短、成本低的特点。
在无毒环氧增韧涂料中,在环氧树脂中加入“恒添”超轻型硅微粉,研制出了具有防腐功能的无毒环氧增韧涂料,克服了已有涂料在低温下刷涂和喷涂的缺陷和不足。
随着塑料、橡胶、涂料工业的不断发展,“恒添”超轻型硅微粉应用前景十分广阔。超轻、抗压、抗冲击、耐刮磨、耐腐蚀、阻燃、绝缘性好等优异的性能大大优于碳酸钙、滑石粉等传统填料。依托实力央企年产60万吨的超大规模产能,成本优势突出,质量持续稳定,为合作企业提供性价比一流的产品,更优质的服务!!