二氧化硅是極其重要的無機新材料之一,尤其是納米級的二氧化硅以其優越的穩定性、補強性、增稠性和觸變性等特殊性能,在眾多學科及領域內應用極為普遍。納米SiO?俗稱“超微細白炭黑”,由于應用太過廣泛,通常不同領域對粉體性能的需求也千差萬別,雖外表看來都是超細的白炭黑,實際上由于制備工藝和改性手段的不同,最終呈現的產品差別是極大的,產品種類越來越多樣化,這是隨著技術發展的精細化應用的必然結果。
國外在材料細分產品的研究方面走得更前,也因此在許多高端領域仍處于壟斷地位,而近年來,國內在材料制備和改性技術上有了長足的進步,已經逐漸有一些專注細分領域產品開發的企業嶄露頭角,能夠與進口產品“掰手腕”。其中,廣州凌瑋科技股份有限公司便是液相法二氧化硅白炭黑細分產品領域的翹楚。
小編曾實地拜訪過凌瑋科技位于湖南省的生產基地——冷水江三A新材料科技有限公司,這家企業究竟有哪些過人之處呢?來跟著小編一窺其妙吧。
粉體圈總經理孫柯、凌瑋研發總監喻寧亞、粉體圈編輯吉純
廣州凌瑋科技股份有限公司創建于2007年,多年來專注于多功能二氧化硅的研發、生產、銷售和技術服務,是國內創舉提出消光用二氧化硅細分概念的鍛造企業,牽頭起草制訂了中國《消光用二氧化硅》行業標準。凌瑋技術中心被湖南省批準認定為省級企業技術中心,2018年創建了博士后流動工作站。其銷售網絡遍布至全國各個重要工業省市,并拓展至全球56個國家及地區。目前已服務全球三千多家生產企業,并確立長期穩定的合作關系。3A新材科技有限公司被評為國家重點支持的“專精特新”小巨人企業。
其產品與應用領域主要如下:
凌瑋二氧化硅產品圖譜
目前工業上生產白炭黑主要有三種制備方式:氣相法、沉淀法、溶膠凝膠法。氣相法由于投資大,產品價格高,市場容量相對小,國內生產廠家有限。沉淀法和溶膠凝膠法都屬于液相法,沉淀法白炭黑生產廠家眾多,但大多聚焦于需求量大的中低端市場,附加值較低;而溶膠凝膠法由于其獨特的生產工藝,使其具有大孔容特性,由于它與常規白炭黑在粒徑、形貌、表面特性及產品附加值等方面有顯著區別,一直成為國外公司研發和推廣的重點,產品價格能達到普通沉淀法白炭黑的十倍以上。
凌瑋所生產的白炭黑涵蓋沉淀法和溶膠凝膠法兩種工藝,同時還有自主研發的產品優化特殊工藝,以及相關表面處理技術,均可根據下游應用需求做相應的材料改性開發。
兩種制備工藝原理對比
而提到產品,就不得不聚焦于凌瑋的主打產品——消光劑類二氧化硅粉了,消光是用于控制裝飾性材料表面光澤的重要手段,不同的物體因其不同的使用目的和環境,對其表面的光澤性能也有不同的要求。某些儀器部件對光性能的特殊要求,其表面涂層或者材料本身是半光,甚至是無光的,這就需在涂料或者材料本體中填加消光劑。且隨著消費者對柔和外觀的低光澤表面物品的青睞,使得人們對啞光材料的需求也急劇增加。
各類材質表面消光
物品表面啞光效果的形成,主要是因為在基材上涂上涂料后,消光粉均一地分布在濕涂層里面,隨著溶劑的揮發,涂層的厚度逐漸的減少,涂層“收縮”。因此對于二氧化硅消光劑而言,孔體積、粒徑和表面處理,是合成超細二氧化硅消光劑的重要參數,決定其消光性能和其他性質。
消光原理
常規沉淀法制備的消光粉,產品特點是產品吸油值高、工藝條件相對簡單、成本比較低,國內企業許多受限于設備和生產成本,主要應用于低端市場。這就是為什么國內一些廠家的消光粉沉淀法產品與進口產品存在較大的差距,一是因為制備工藝達不到性能需求,二是因為改性手段較為單一,在應用研究上不夠細分和深入,不及進口產品多樣化、系列化的優勢。
而凌瑋則與最先進技術接軌,突破了溶膠凝膠法的制備工藝用于性能要求更高的產品,這種工藝制備的二氧化硅是一種結構可控的輕質納米多孔性固態材料,它具有聯成長串的分子合在一起組成的一個三維網絡結構,其固體相和孔隙結構均為納米量級。該方法得到的二氧化硅產品具有結構好,比表面積大,孔容大,孔徑分布窄而集中,在高剪切作用下也能保持其結構的優點,而且具有很好的透明性。
凌瑋當前無論是設備條件還是檢測體系均處于行業前列的水平,可與進口產品品質抗衡,沉淀法和凝膠法兩種制備工藝雙管齊下,可根據下游應用需求提供性能最適配的產品。
沉淀法和凝膠法二氧化硅產品性質對比
對于消光粉來說,當粒徑一定時,孔體積越大,消光性越好;粒徑分布與使用的涂膜性質相協調,能夠構成與光波波長相近的較小的粗糙度,消光效果更好;而表面處理則會增強觸感、提高體系穩定性、以及附加其他性能等。通常在消費用品領域,外觀和手感是一些高端品牌非常講究的“極致”追求,寧愿選貴的,也不會選稍次的,這就是為什么高端消光粉雖貴但難以被替代。
凌瑋的二氧化硅產品可依據下游市場應用需要作出多樣化調配,基于不同產品平臺的應用特性選擇不同的合成工藝以及表面改性工藝,常見聚乙烯蠟、聚硅氧烷、離子表面活性劑以及無機金屬物表面改性來滿足客戶的性能要求。近五年來,凌瑋科技不斷在新產品、高附加值的二氧化硅產品深耕,其離子交換型防銹顏料助力于卷鋼建筑涂料在2022年開始全面實現“無鉻化”,作為鉻類的防銹顏料以及進口硅類防銹顏料極具競爭力的平替產品,已成為下游市場頗受歡迎的產品;開口劑產品在國內石化巨頭實現了“國產開口劑平替進口產品的先河”,也為近幾年因“中美貿易關系”劇變以及全球疫情導致的海外供應鏈緊張在開口劑領域進行的一次積極的探索。
凌瑋二氧化硅各分類產品
而在訪談中,小編也了解到,即使當前在國內二氧化硅細分領域已頗有成就,但依舊未停止對更先進制備技術和生產設備的追求,目前即便采用超越大多同行的氣流粉碎技術,后續也計劃逐漸引入熱干燥粉碎和高溫蒸汽磨等先進設備,使生產效率和產品品質更上一個臺階。
新產品開發是一種從研發投入到市場應用有一定周期的較漫長的過程,尤其是細分領域的多品類產品開發,對于企業的綜合實力要求更高,也因此愿意花相應精力和資金投入的企業仍是少數,凌瑋科技走在一條追求技術創新、以先進產品模式服務于行業的高標準、高難度、高價值的道路上,對于其后續的發展,讓我們拭目以待。
粉體圈 小吉
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作者:粉體圈
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