气硅的应用和性能分析
一、总体介绍
气相法二氧化硅从结构上分为亲水性和疏水性两种，亲水和疏水气硅的作用原理大体上都是靠气硅表面的羟基和树脂、单体以及气硅之间形成氢键，构成三维网状结构，达到相关的作用。疏水性气硅除了气硅表面羟基外，主要是依靠气硅表面经过改性的烷基之间缠绕构成三维网状结构。所以，亲水性气硅只能用于极性较低的体系内（高极性下无法形成氢键），而疏水性气硅主要用于极性较高的体系内（可以依靠改性的烷基缠绕起作用）。在胶粘剂和复材行业还要根据客
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户的要求选择粒径、表面改性种类（二甲基二氯硅烷，六甲基二硅氮烷等）。
不论亲水性还是疏水性，粒径越大越好分散；粒径越小，气硅作用效果越好。即气硅的作用来源于气硅微粒表面的硅羟基和改性基团，单位面积上硅羟基和改性基团数量越多，作用越明显。
溶剂型体系中气硅能发挥良好作用取决于分散和添加的顺序，运用锯齿形齿盘时，气硅的分散线速度要达到7m/s以上，通常建议8-10m/s,计算公式如下：
Vp (m/s)= w (rpm) Ø (cm) ∏ 6000-1
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圆周速度＝转速×圆盘直径×∏×6000-1
高强度研磨、砂磨、介质磨和辊压机的分散能力充分，同时也是被推荐用来分散高比表面积类型（>300m2/g）的气硅产品，也适用于要求最高的增稠效率、最佳的长期稳定性、最好的细度和光泽（涂料、指甲打磨等）的产品
水性体系内气硅的分散比较容易，5-7米/
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秒的分散速度就可以分散。
在液体中，气硅主要起的作用就是增稠、触变、防沉、抗流挂、补强这几个方面的作用。低极性体系相同条件下，亲水性气硅增稠效率高，同等重量的QS-102的增稠效率是DM-10的四倍左右， 所以需要问客户产品的树脂极性、粘度要求等情况，然后再选择型号。
二、各个行业的简单应用
1、涂料、油墨
无论是在溶剂型涂料、还是水性涂料中，都应采用有效的设备：如高速搅拌机、球磨机、珠磨机来分散气硅，但其分
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散方法因体系而异。气硅的作用包括：增稠、触变、抗流挂、增加颜料的稳定性。疏水性气硅会有一定的抗腐蚀性。涂料的种类大体上分为：木器漆、金属漆、防腐漆、卷材漆、船舶漆、塑胶漆等。使用的树脂包括：醇酸、环氧、丙烯酸、聚氨酯这几大类。
1）添加方式：
通常建议气硅应在树脂加入后加入，经过5-10min分散后再加入其他组分。或者先将气硅制成母料，实验表明：用球磨机可制成5-8%的预凝胶（以固体份计），然后再稀释至体系最终所需添加的浓度。
在涂料中（全部配方）中一般添加02-10
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%的气硅（亲水性添加量少，疏水性会多些，但具体添加量因涂料种类、配方而异。
2）气硅可用于各种涂层，如底涂、中涂、面涂；色漆、清漆等。玻璃鳞片树脂中只能使用PM-20
涂料推荐牌号：QS-102,QS-30,QS-40,QS-20，DM-10，DM-30，PM-20
2、粘合剂和密封胶：
1）气硅在粘合剂和密封胶内祈祷的作用主要包括：
在施工性能上：触变性、屈服点、粘度控制、补强作用、防流挂、防沉降、喷涂性
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能、粘结强度；
调节流变性能：触变性、提高粘度、假塑性、屈服点、粘d性；
提高机械强度：抗张强度、断裂延伸率、抗撕裂性、硬度；
高极性体系内，只能用疏水性产品，M值越高，改性程度越高，可应用的极性越高。疏水性的气硅的透明性都很好。
需要根据客户的产品种类、流动控制、粘度、涂布要求选定型号。
分散设备包括：三辊、压力混合机、压力挤出机、行星式分散机、行星式混合器、捏合机
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2）主要应用方向
种类
推荐型号
作用
添加量，%
风机叶片
QS-102，QS-20，QS-30，QS-40
调节高触变性；涂布过程中保持触变性；在垂直和倾斜表面无垂流
05-10
电子产品线路板
QS系列，DM-10，DM-30。PCB油墨内主推DM-30
高速涂布；产生液滴外型重复性好；初始粘性好
03-20
双组份环氧胶（高极性体系，不用亲水型）
PM-20，KS-20SC
有效产生触变性；储存稳定性好；涂布施工性优异
20-50
单组份环氧胶（高极性体系，不用亲水型）
PM-20，KS-20SC
有效产生触变性；储存稳定性好；涂布施工性优异
20-50
乙烯基树脂类粘合剂（极高极性体系）
PM-20
有效产生触变性；储存稳定性好；涂布施工性优异
20-50
双聚氨酯密封胶（高极性体系）
DM-10,DM-30,PM-20， KS-20
有效产生触变性；储存稳定性好；涂布施工性优异
20-30
单聚氨酯密封胶（高极性体系）
DM-10, QS-10
有效产生触变性；补强；储存稳定性好；涂布施工性优异
20-30
硅橡胶（RTV-1，RTV-2，LSR）
QS系列，DM系列，HM-20，HM-30S
有效产生触变性；补强；储存稳定性好；涂布施工性优异，透明性好。
50-100
双组份聚硫
DM-10，PM-20
有效产生触变性；补强。
10-30
单组份聚硫
QS-10，QS102
有效产生触变性；补强。
10-30
单组份有机硅胶
QS-10，DM-10
有效产生触变性；补强。
50-120
PVC塑溶胶
QS系列
有效产生触变性；补强。
10
聚丙烯酸酯
QS-102，DM-10
有效产生触变性；补强。
20-40
丁基橡胶
QS系列
有效产生触变性；补强。
10-20
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3、气硅在塑料中应用
1）简介：
不论是亲水性还是疏水性的气相二氧化硅， 主要作为助剂应用于聚合物， 聚合物复合材料和工程塑料，提供流变控制，触变效果，防止不同颜色发生窜色， 抗粘连，抗沉降，作为粉状聚合物和树脂的助流剂，或赋予体系更强的防水效果。在热塑性聚合物中添加气相二氧化硅，可以降低MFR(熔融流动率)，提高加工性, 并且防止受热过程中出现滴液 (如:电缆)。
在粉状和颗粒状聚合物和树脂中，气相
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二氧化硅和可提高产品的自由流动性并防止结块， 控制产品静电荷带电， 同时，也作为产品熔融过程中加工助剂。
在d性体中，气相二氧化硅和提供补强作用，以及硬度，机械强度，和耐热稳定性。
2）应用
塑料类型
推荐牌号
作用
添加量%
聚乙烯（粉末）
DM-10,HM-20,HM-30
自由流动性,防结块,防静电
01-03
聚乙烯（电缆）
QS-30，QS-40，DM-10
防止水草纹,补强,防止液滴出现
03-05
聚乙烯（泡沫）
QS-20，QS-30，KS-20
成核剂,自由流动性,防结块,抗静电,泡沫硬度
02-15
聚乙烯（薄膜）
HM-20L,HM-30S,KS-20SC
红外线反射
20-50
UHMWPE(薄膜隔板）
QS-102，QS-30，DM-10
吸收剂
30-100
聚丙烯(粉末）
QS-102，QS-30，HM-30S
自由流动性,防结块,防静电,避免潮气,疏水性
01-05
聚丙烯（泡沫）
QS-20，QS-30
成核剂,自由流动性,防结块,抗静电,避免潮气,泡沫硬度,疏水性
02-15
EPDM聚合物颗粒
QS-102，DM-10
抗粘连,自由流动性,防结块,耐刮擦
03-60
聚苯乙烯泡沫
DM-10，HM-20L,HM-30S
自由流动性,防结块,防静电,避免潮气,疏水性,成核剂
02-03
硬质聚氯乙烯粉末
DM-10，HM-20L,HM-30S
自由流动性,防结块,防静电,避免潮气,疏水性
02-03
硬质聚氯乙烯压制薄膜
QS-102
防止不同颜色加工窜色,平整性
01-10
硬质聚氯乙烯粘合剂
QS-102,QS-20QS-30，DM-30
流变控制,触变性,防沉降(在溶剂中预分散）
10-40
硬质聚氯乙烯吹制剂
QS-102，DM-10,HM-30S
自由流动性,防结块,防静电,避免潮气,疏水性
10-30
塑性聚氯乙烯塑溶胶
QS系列，DM-10，DM-30，PM-20
流变控制,触变性,防沉降,防流挂,附着力提高,耐腐蚀,疏水性
05-15
塑性聚氯乙烯电缆原料
QS-20，QS-30
提高介电性能
15-20
塑性聚氯乙烯压平薄膜
QS-102，QS-20，QS-30，DM-10DM-30
防流淌,防粘连,平整性
04-10
塑性聚氯乙烯泡沫
QS-102，QS-20，QS-30
成核剂
02-03
塑性聚氯乙烯烧结粉末
QS-102，DM-10，HM-30S
自由流动性,防结块,防静电,避免潮气,疏水性
02-10
塑性聚氯乙烯鞋底
QS-102，QS-20
透明性,邵尔硬度,耐磨
10-50
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塑性聚氯乙烯手套
QS-102，QS-20
流变控制,触变性,防沉降
05-15
聚偏氟乙烯薄膜隔板
DM-10，HM-20L,HM-30S
吸收剂,介电性能
10-40
聚醋酸乙烯粘合剂
QS-102，QS-20，QS-30
流变控制,触变性,防沉降
10-40
聚醋酸乙烯砂浆
QS-102，QS-20，QS-30，DM-10DM-30
自由流动性,防结块 ,避免潮气,疏水性，储藏稳定性
02-15
丙烯酸树脂（液态）
QS-102
流变控制
10-30
热塑性聚氨脂-TPU(薄膜）
DM-10,
防粘连 ,表面干燥,平整性,避免潮气,疏水性
02-05
热塑性聚氨脂-TPU（颗粒）
DM-10
自由流动性,防结块 ,避免潮气,疏水性
02-05
热塑性橡胶-TPR(颗粒）
DM-11,
自由流动性,防结块,避免潮气,疏水性
02-05
聚丙烯腈-PAN(纤维)
QS-102
防滑
05-10
聚酰胺-PA(纤维）
QS-102
抗撕裂性
05-10
聚脂-PES(纤维）
QS-102，QS-20
自由流动性,防结块,耐刮擦
03-20
聚氨脂,Spandex(纤维）
QS-102，QS-20，DM-10
流变控制,防结块,成核剂,结晶性
02-20
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4、各类复合材料：
1）简介
气硅在各种复合材料中主要重用包括：控制体系的流变性、增加体系的耐磨性和硬度、增加各种粉体的流动性，以及使用疏水气硅来到到一定的介电性能、潮气控制和疏水性。通常是使用行星式搅拌器、带式混合机、珠磨机、高速搅拌和捏合机来达到将气硅和其他原料的混合。
2）各种应用
材料种类
推荐牌号
作用
添加量%
铸造用环氧树脂
QS-102，QS-20，DM-30SKS-20SC
流变控制,触变性
02-10
集成电路用环氧树脂
QS-102，QS-20，DM-10KS-20SC
自由流动性,防结块,,避免潮气,疏水性
03-15
EMC浇筑用环氧树脂
QS-102，QS-20，DM-30SKS-21SC
自由流动性,防结块,,避免潮气,疏水性
03-15
环氧树脂烧结粉末
DM-10,HM-30S
自由流动性,防结块,,避免潮气,疏水性
02-10
固化剂-PAA
PM-20，KS-20SC
流变控制,触变性
10-40
甲基丙烯酸脂(人造大理石）
PM-20，KS-20SC
流变控制,触变性,防沉剂,耐磨性,硬度
10-80
层压树脂、胶衣树脂
QS-102，QS-20，QS-30，QS-40，DM-10
流变控制,触变性,防沉剂,耐磨性,硬度
10-150
乙烯基脂树脂
PM-20，KS-20SC
流变控制,触变性,防沉剂,耐磨性,硬度
05-150
聚氨脂泡沫
QS-102，QS-20，DM-10，DM-30，HM-30S
流变控制,硬度,成核剂
05-25
铸模用三聚氰铵-甲醛树脂
QS-102，QS-20，DM-10
自由流动性,防结块 ,潮气控制,介电性能,疏水性
05-10
铸模用酚醛树脂
QS-102，DM-10，KS-20SC
自由流动性,防结块 ,潮气控制,介电性能,疏水性
05-10
铸模用尿醛树脂
DM-10，KS-20SC
自由流动性,防结块 ,潮气控制,介电性能,疏水性
05-10
高阻隔涂布液
QS-102,QS-20，QS-30
阻止氧气进入包装袋内
20-50
第 12 页
气硅增稠用量
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