本發(fā)明涉及無機材料，尤其涉及一種改性硅微粉及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、硅橡膠具有-si-o-主鏈結(jié)構(gòu)，是高性能的彈性體材料，具有優(yōu)異的耐高低溫、耐高壓、耐臭氧老化、耐輻射性、耐候性、生理惰性、透氣性、耐溶劑性等性能，是必不可少的先進(jìn)材料，廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍工、電子電器、機械制造、建筑建材、石油化工、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域。因其出色的耐高溫、耐溶劑性和加工性能，硅橡膠成為導(dǎo)熱高分子復(fù)合材料聚合物基體的優(yōu)選材料。在新能源電池領(lǐng)域中，從電池封裝、電池/電極的保護(hù)，到電纜絕緣等過程中，硅橡膠發(fā)揮著不可或缺的作用。但硅橡膠的導(dǎo)熱性能較差，導(dǎo)熱系數(shù)僅為0.2w/m·k，易導(dǎo)致電子設(shè)備產(chǎn)生的熱量無法及時散發(fā)出去，從而降低電子元器件的可靠性和使用壽命。因此，在使用過程中，通常需要添加大量的導(dǎo)熱填料，以提高硅橡膠的導(dǎo)熱性能。
2、硅微粉是一種白色、無毒的超細(xì)粉體，主要成分是二氧化硅，具有優(yōu)異的物理性能以及化學(xué)穩(wěn)定性、耐高溫、導(dǎo)熱性等性能，在封裝填料、涂料、半導(dǎo)體器件中得到了廣泛的應(yīng)用。與其它填料相比，硅微粉對硅橡膠的補強性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性具有明顯的優(yōu)勢，且硅微粉在硅橡膠中的分散性優(yōu)異。然而，硅微粉在超細(xì)化過程中，由于其比表面積不斷增大，硅微粉的表面會暴露大量的羥基(-oh)，增強了硅微粉表面的極性。同時由于靜電的存在，導(dǎo)致硅微粉顆粒之間易發(fā)生團聚，從而嚴(yán)重影響了硅微粉在有機高分子聚合物中的分散程度。另一方面，硅微粉的硬度較高、韌性強、易磨性差，采用一般機械法研磨的能耗高、產(chǎn)能低，且容易在研磨過程中引入其他成分的雜質(zhì)，導(dǎo)致硅微粉的純度下降，造成二次污染。
3、因此，提供能夠改善表面極性且不引入雜質(zhì)的硅微粉的制備方法，對于硅微粉的廣泛應(yīng)用具有重大意義。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種改性硅微粉及其制備方法和應(yīng)用。
2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：
3、本發(fā)明提供了一種改性硅微粉的制備方法，包含如下步驟：
4、1)將石英礦顆粒進(jìn)行干法研磨，得到普通硅微粉；
5、2)將普通硅微粉進(jìn)行濕法球磨，得到超細(xì)硅微粉；
6、3)將普通硅微粉、超細(xì)硅微粉和改性劑溶液混合，進(jìn)行表面改性，即得改性硅微粉。
7、作為優(yōu)選，步驟1)所述石英礦顆粒的直徑為5～10cm，普通硅微粉的d50粒徑為16～19μm。
8、作為優(yōu)選，步驟2)所述濕法球磨采用的介質(zhì)包含聚丙烯酸鈉、六偏磷酸鈉和水，所述聚丙烯酸鈉的質(zhì)量為普通硅微粉質(zhì)量的9～12‰，六偏磷酸鈉的質(zhì)量為普通硅微粉質(zhì)量的4～7‰，水的質(zhì)量為普通硅微粉質(zhì)量的5～10％；
9、所述濕法球磨的轉(zhuǎn)速為60～80r/min，濕法球磨的時間為100～150min。
10、作為優(yōu)選，步驟2)所述超細(xì)硅微粉的d50粒徑為2～5μm；
11、步驟3)所述普通硅微粉和超細(xì)硅微粉的質(zhì)量比為5～7:1。
12、作為優(yōu)選，步驟3)所述改性劑溶液包含聚合物溶液和偶聯(lián)劑。
13、作為優(yōu)選，所述聚合物溶液包含十二烷基硫酸鈉溶液、過硫酸銨溶液和吡咯溶液；所述偶聯(lián)劑包含乙烯基雙硬脂酰胺、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三氯硅烷中的兩種或三種。
14、作為優(yōu)選，所述十二烷基硫酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15～20％，十二烷基硫酸鈉溶液的質(zhì)量為普通硅微粉和超細(xì)硅微粉總質(zhì)量的10～15‰；
15、所述過硫酸銨溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10～15％，過硫酸銨溶液的質(zhì)量為普通硅微粉和超細(xì)硅微粉總質(zhì)量的6～9‰；
16、所述吡咯溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97～100％，吡咯溶液的質(zhì)量為普通硅微粉和超細(xì)硅微粉總質(zhì)量的3～6‰；
17、所述偶聯(lián)劑的質(zhì)量為普通硅微粉和超細(xì)硅微粉總質(zhì)量的7～12‰。
18、作為優(yōu)選，步驟3)所述改性劑溶液采用噴霧的方式與普通硅微粉、超細(xì)硅微粉混合，噴霧的流量為10～30l/h；
19、所述表面改性的溫度為90～120℃，表面改性的時間為45～90min；所述表面改性在攪拌條件下進(jìn)行，攪拌的轉(zhuǎn)速為300～600r/min。
20、本發(fā)明還提供了所述的制備方法制備得到的改性硅微粉。
21、本發(fā)明還提供了所述的改性硅微粉在硅橡膠中的應(yīng)用。
22、本發(fā)明的有益效果：
23、本發(fā)明采用兩種不同粒徑的硅微粉復(fù)配，可以在低填充量下使小粒徑和大粒徑硅微粉形成更加緊密的堆積，有利于形成更有效且緊密的導(dǎo)熱網(wǎng)絡(luò)，提高硅橡膠復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)；采用獨特的改性劑對復(fù)配的硅微粉進(jìn)行改性，提高硅微粉與硅橡膠基體之間的界面相容性，在提高硅橡膠復(fù)合材料導(dǎo)熱系數(shù)的同時，也能夠保證較好的力學(xué)性能；吡咯自身是本征型的導(dǎo)電聚合物，采用包含吡咯的改性劑對硅微粉進(jìn)行改性，在提升硅橡膠復(fù)合材料導(dǎo)電性能的同時，對硅橡膠的電絕緣性能并無明顯影響。
1.一種改性硅微粉的制備方法，其特征在于，包含如下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟1)所述石英礦顆粒的直徑為5～10cm，普通硅微粉的d50粒徑為16～19μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，步驟2)所述濕法球磨采用的介質(zhì)包含聚丙烯酸鈉、六偏磷酸鈉和水，所述聚丙烯酸鈉的質(zhì)量為普通硅微粉質(zhì)量的9～12‰，六偏磷酸鈉的質(zhì)量為普通硅微粉質(zhì)量的4～7‰，水的質(zhì)量為普通硅微粉質(zhì)量的5～10％；
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟2)所述超細(xì)硅微粉的d50粒徑為2～5μm；
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟3)所述改性劑溶液包含聚合物溶液和偶聯(lián)劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述聚合物溶液包含十二烷基硫酸鈉溶液、過硫酸銨溶液和吡咯溶液；所述偶聯(lián)劑包含乙烯基雙硬脂酰胺、乙烯基三甲氧基硅烷和乙烯基三氯硅烷中的兩種或三種。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述十二烷基硫酸鈉溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15～20％，十二烷基硫酸鈉溶液的質(zhì)量為普通硅微粉和超細(xì)硅微粉總質(zhì)量的10～15‰；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，步驟3)所述改性劑溶液采用噴霧的方式與普通硅微粉、超細(xì)硅微粉混合，噴霧的流量為10～30l/h；
9.權(quán)利要求1～8任一項所述的制備方法制備得到的改性硅微粉。
10.權(quán)利要求9所述的改性硅微粉在硅橡膠中的應(yīng)用。