一种微硅粉无机包膜表面改性的方法与流程

本发明涉及微硅粉领域，具体为一种微硅粉无机包膜表面改性的方法。

背景技术：

1、硅粉，也叫微硅粉，学名硅灰，是工业电炉在高温熔炼工业硅及硅铁的过程中，随废气逸出的烟尘经特殊的捕集装置收集处理而成，在逸出的烟尘中，sio2含量约占烟尘总量的90％，颗粒度非常小，平均粒度几乎是纳米级别，故称为硅粉；

2、微硅粉具有良好的绝缘性，由于硅粉纯度高，杂质含量低，性能稳定，电绝缘性能优异，使固化物具有良好的绝缘性能和抗电弧性能，还能降低环氧树脂固化反应的放热峰值温度，降低固化物的线膨胀系数和收缩率，从而消除固化物的内应力，防止开裂，硅微粉不易与其他物质反应，与大部分酸、碱不起化学反应，其颗粒均匀覆盖在物件表面，具有较强的抗腐蚀能力；

3、传统的微硅粉包膜表面改性的方法虽然被广泛应用，并且仍然具有一定的价值，但也存在一些缺陷，以下是一些常见的缺陷：

4、1.传统的微硅粉包膜表面改性方法，通常需要在高温下进行，这使得很难准确控制反应条件和反应过程，容易导致包膜的厚度和性能不一致；

5、2.传统的微硅粉包膜表面改性方法中，使用的包膜材料在形成包膜时往往缺乏足够的黏附力，容易剥离或脱落，降低了微硅粉的稳定性和可靠性；

6、3.传统的微硅粉包膜表面改性方法中，很难控制包膜的均匀性，导致包膜的厚度分布不一致，影响微硅粉的性能和应用效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种微硅粉无机包膜表面改性的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种微硅粉无机包膜表面改性的方法，包括以下步骤：

4、步骤s1，材料准备：准备好需要改性的微硅粉和包膜材料，其中，包膜材料使用的是具有良好粘附性和稳定性的无机材料，其中，无机材料使用的是硅酸盐和氧化铝；

5、步骤s2，包膜材料预处理：根据具体的包膜材料特性，可以采取适当的预处理措施，预处理措施包括表面活性剂清洗和酸洗，以提高包膜材料的表面活性和粘附性；

6、步骤s3，包膜制备：采用溶胶-凝胶法作为改进方法之一，先将包膜材料溶解在溶剂中，形成溶胶，接着，在搅拌的条件下，缓慢加入微硅粉，使微硅粉与包膜材料充分混合，同时，控制溶胶的温度和ph值，以确保包膜材料能够均匀地附着在微硅粉表面；

7、步骤s4，包膜成型：经过充分混合后的溶胶，可以采用喷雾干燥或者等离子体喷涂技术，在适当的温度和压力下进行成型，通过采用喷雾干燥或者等离子体喷涂技术能够在较短的时间内形成均匀的包膜，并且降低了过高温度对微硅粉的热损伤；

8、步骤s5，包膜后处理：在包膜成型后，可以进行后续的热处理、交联处理以及固化处理，以提高包膜的结构稳定性和功能性；

9、步骤s6，性能测试与评估：对改性后的微硅粉进行性能测试，其中包括粒径分布、表面形貌和化学组成方面的分析，以确保包膜质量符合要求，同时，还可以通过稳定性测试以及抗水解性测试来评估包膜的性能。

10、进一步的，所述步骤s1中，选择适合的微硅粉和包膜材料，其中，微硅粉应具有一定的粒径和表面特性，才能满足特定应用的要求，而包膜材料除了使用硅酸盐和氧化铝之外，还可以使用氧化钛。

11、进一步的，所述步骤s2中，根据使用的包膜材料的不同，需要采取不同的预处理措施，除了进行表面活性剂清洗和酸洗之外，还可以进行超声处理和高温退火，以去除杂质、改善材料的结晶性和纯度，提高包膜材料的活性和粘附性。

12、进一步的，所述步骤s3中，溶胶-凝胶法是通过溶解包膜材料于溶剂中，形成溶胶，然后，将微硅粉逐渐加入溶胶中，搅拌混合，使包膜材料均匀地吸附在微硅粉表面，接下来，通过烘干或者热处理，使溶胶凝胶化，形成均匀的包膜。

13、进一步的，所述步骤s4中，喷雾干燥是通过将包膜材料溶解于适宜的溶剂中，形成溶液，然后，通过喷雾器将溶液雾化成细小的液滴，并在热风中迅速蒸发溶剂，形成均匀的包膜。

14、进一步的，所述步骤s4中，等离子体喷涂是通过将包膜材料放置在等离子体喷涂设备中，生成等离子体态的包膜材料，再通过调节等离子体喷涂参数，可以实现均匀而致密的包膜形成。

15、进一步的，所述步骤s5中，包膜后处理具体包括：

16、热处理：将包膜后的微硅粉在适当的温度下进行热处理，以促进包膜材料的交联、固化和晶化，提高包膜的耐热性和稳定性；

17、交联处理：通过引入交联剂或交联促进剂，促使包膜材料发生交联反应，使包膜更加稳定和耐用；

18、表面改性剂处理：再引入适当的表面改性剂，包括硅烷偶联剂、表面活性剂，以提高包膜的表面活性和分散性，增强微硅粉与周围介质的相容性。

19、进一步的，所述步骤s6中，性能测试与评估包括：

20、粒径分布：使用粒度分析仪、激光粒度仪测试微硅粉颗粒的粒径分布情况，以了解其颗粒大小和分布范围；

21、比表面积：通过比氮吸附法测定微硅粉的比表面积，以评估其表面活性和可分散性；

22、孔隙度：使用孔径分布测定法测试微硅粉的孔隙度，以了解其孔隙结构和孔隙分布特征；

23、热稳定性：使用热重-差热分析仪测试微硅粉在高温条件下的热稳定性和热重失重情况，以评估其热稳定性；

24、化学稳定性：通过暴露微硅粉于不同溶剂、酸碱化学介质中，并进行化学分析，包括ph值、离子浓度测定来评估微硅粉的化学稳定性和耐溶解性。

25、进一步的，所述步骤s6中，性能测试与评估还包括：

26、表面形貌：使用扫描电子显微镜观察和分析微硅粉的表面形貌和结构特征，以了解其形貌结构和包膜效果；

27、包膜厚度：使用显微镜或者原子力显微镜进行形貌和厚度测量，以评估包膜材料的厚度分布；

28、分散性：使用分散度测试仪测定微硅粉在不同介质中的分散性能，以评估其分散稳定性和均匀性；

29、应用性能测试：根据微硅粉的具体应用领域，进行相应的应用性能测试，其中包括透明度、电导率、耐磨性、附着性。

30、进一步的，所述步骤s2中，包膜材料预处理的具体内容：

31、清洁和净化：包膜材料通常需要通过清洁和净化来去除表面的杂质、油脂或其他污染物，处理方法包括超声波清洗、溶剂清洗、浸泡，清洁和净化过程可以提高包膜材料的纯度和质量，并促进其与微硅粉的结合；

32、表面活性剂处理：在某些情况下，包膜材料的表面需要进行表面活性剂处理，以增强其与微硅粉的湿润性和附着力，表面活性剂处理可以通过溶液浸泡、喷涂或浸渍方法进行；

33、比表面调整：根据包膜材料的性质和需要，通过调整包膜材料的比表面积来改变其与微硅粉的相互作用，可以通过改变材料的制备条件、表面处理或添加适当的填料来实现；

34、湿化处理：对于一些不易与微硅粉相互作用的包膜材料，可以进行湿化处理来增加其与微硅粉的相容性和附着力，湿化处理可以通过浸泡在湿润剂中或者加热处理方式进行；

35、粒度和尺寸调节：包膜材料的粒度和尺寸对于包膜效果和附着力也具有影响，对于某些应用，需要控制包膜材料的粒度和尺寸分布，以确保其与微硅粉的均匀覆盖和附着。

36、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

37、1、本发明将具有特定功能的改性剂引入到包膜中，包括表面活性剂以及交联剂，这些功能性改性剂可以提高包膜的性能，例如，增加抗水解性、耐溶剂性以及改善微硅粉的分散性和稳定性；

38、2、本发明采用喷雾干燥、溶胶-凝胶和等离子体喷涂包膜技术处理，能够在较低温度下获得均匀的包膜，提高微硅粉的包膜质量，同时通过优化反应温度、反应时间和反应条件参数，可以更精确地控制反应过程，确保包膜的均匀性和稳定性；

39、3、本发明引入新的包膜材料以及添加适量的粘接剂来增加包膜材料与微硅粉的黏附力，从而提高包膜的牢固性，其中包膜材料使用的是具有良好粘附性和稳定性的无机材料。