最近,在籌備東莞拋光論壇的過(guò)程中,小編被硅溶膠激起了極大興趣,但無(wú)論是從制備方法還是應(yīng)用領(lǐng)域的角度去看待這種材料,可挖掘的信息似乎并不深入。帶著這種困惑,我們近日拜訪了廣東惠爾特納米科技有限公司,這位全球硅溶膠領(lǐng)域的專家對(duì)產(chǎn)品的定制化又有什么獨(dú)到見(jiàn)解呢?

惠爾特市場(chǎng)部經(jīng)理梁斌(左一)、惠爾特副經(jīng)理王錫軍(左二)、粉體圈總經(jīng)理孫柯(右二)、粉體圈編輯張澤(右一)
在拜訪之前,我們先簡(jiǎn)單了解一下硅溶膠(也稱硅酸溶膠或膠體二氧化硅)。實(shí)際上它是納米級(jí)二氧化硅顆粒在水或其他溶劑中的分散液,作為一種無(wú)毒、無(wú)味、耐高溫、耐腐蝕的無(wú)機(jī)納米功能性材料,其性能優(yōu)越、原料充足,廣泛應(yīng)用于工業(yè)制造的眾多細(xì)分產(chǎn)業(yè)中。在目前炙手可熱的CMP領(lǐng)域,硅溶膠憑借硬度低、最大粒徑小、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等特性,最大限度地減少晶圓表面劃傷和缺陷數(shù)量,實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的平坦化效率和質(zhì)量,是CMP的優(yōu)選材料。
根據(jù)調(diào)研,2021年全球硅溶膠的產(chǎn)量超過(guò)90萬(wàn)噸,中國(guó)產(chǎn)量約占市場(chǎng)份額的六成,但在高純硅溶膠領(lǐng)域,中國(guó)本地企業(yè)占據(jù)的市場(chǎng)份額不超過(guò)5%,這說(shuō)明我國(guó)在硅溶膠領(lǐng)域呈現(xiàn)典型的“大而不強(qiáng)”特征。在急需突破技術(shù)壁壘的市場(chǎng)背景下,惠爾特究竟有哪些核心競(jìng)爭(zhēng)力使其脫穎而出?
一、擁有一套智能化、規(guī)模化的生產(chǎn)流程
在硅溶膠的制備中,惠爾特選用了兩種經(jīng)典方法:離子交換法與硅粉水解法。
(一)離子交換法
采用水玻璃(硅酸鈉的水溶液)為原料,稀釋到一定濃度后依次通過(guò)強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂和陰離子交換樹(shù)脂,分別除去水玻璃中的鈉離子及其它離子雜質(zhì),制得高純度活性硅酸溶液。此溶液在酸性條件下不穩(wěn)定,可用適當(dāng)?shù)膲A溶液調(diào)節(jié)使其PH值維持在8.5-10.5之間,以提高穩(wěn)定性。然后將上述硅酸溶液加入到含晶種的母液中,通過(guò)控制加入速度和反應(yīng)溫度,使硅溶膠膠粒增長(zhǎng)到所需粒徑。最后將完成結(jié)晶聚合過(guò)程的聚硅酸溶液進(jìn)行加熱蒸發(fā)濃縮或超濾濃縮,便得到合適濃度的產(chǎn)品。


惠爾特的自動(dòng)化智控生產(chǎn)工藝
(二)硅粉水解法
采用優(yōu)質(zhì)的工業(yè)硅為原料,以無(wú)機(jī)或有機(jī)堿作為催化劑,與純水反應(yīng)生成水合硅酸,水合硅酸在堿性水介質(zhì)條件通過(guò)壓濾處理逐漸聚合形成水溶液,即硅溶膠。硅粉水解法制備的硅溶膠雜質(zhì)少、穩(wěn)定性高,二氧化硅的膠粒粒形、粒徑、PH值、密度等易控制,減少設(shè)備投資和廢水排放,縮短生產(chǎn)周期。并且此法制備的硅溶膠即使凍結(jié)也不會(huì)膠化,避免形成固體聚硅酸。


惠爾特為了提高生產(chǎn)效率、降低成本、并且能根據(jù)客戶的定制需求及時(shí)改進(jìn)產(chǎn)品,同時(shí)采用離子交換法和硅粉水解法兩種合成工藝,為行業(yè)獨(dú)具。隨著技術(shù)發(fā)展,兩種方法生產(chǎn)的硅溶膠在性質(zhì)上并不會(huì)產(chǎn)生太大的差異。車間配備國(guó)際化先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備,同時(shí)引進(jìn)智能化及流程化生產(chǎn)控制系統(tǒng),最大效率提高生產(chǎn)效益,保證產(chǎn)品質(zhì)量。
二、產(chǎn)品體系全面
惠爾特的產(chǎn)品體系主要分四大版塊:常規(guī)硅溶膠、定制化高純硅溶膠、大粒徑高純硅溶膠、拋光液。
(一)常規(guī)硅溶膠(HS系列)
采用離子交換法生產(chǎn)的HS-830和硅粉水解法生產(chǎn)的HS-1430通用性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、性價(jià)比高,是公司產(chǎn)銷量最大、應(yīng)用范圍最廣的產(chǎn)品系列。

(二)定制化高純硅溶膠
通過(guò)對(duì)原材料的精細(xì)化處理,采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工藝控制,可按客戶要求提供超小粒徑、酸性、中性、氨型高純硅溶膠以及復(fù)合穩(wěn)定劑高純硅溶膠,廣泛用于造紙、涂料、食品、蓄電池、石油化工等行業(yè)。

作為高純硅溶膠,該產(chǎn)品具有如下優(yōu)異性能:
·金屬離子含量極低
·單分散體系,粒徑分布均勻
·產(chǎn)品各批次間品質(zhì)一致性高
·可自由控制粒子大小及形貌
·分散穩(wěn)定,不易凝聚、沉降
在定制化硅溶膠中,惠爾特開(kāi)發(fā)了多種系列,適配于不同的應(yīng)用體系。
型號(hào) | 用途 |
SKP27系列 | 用于精鑄面層增強(qiáng) |
THS-515 | 造紙專用 |
THSW酸性系列 | 不含鈉穩(wěn)定劑的酸性體系 |
THZ中性系列 | 不含鈉穩(wěn)定劑的中性體系 |
THN氨型系列 | 氨穩(wěn)定型堿性體系 |
HS1430-T | 可根據(jù)用戶所需的理化指標(biāo)和離子含量調(diào)配 |
(三)大粒徑高純硅溶膠
可按不同行業(yè)的應(yīng)用需求和客戶的特殊指標(biāo)要求,定制化生產(chǎn)各種理化指標(biāo)不同、膠團(tuán)形貌不同、耦合及改性的特種硅溶膠,廣泛應(yīng)用于熔模鑄造、電子拋光、涂料、蓄電池等行業(yè)。

(四)拋光液(HPHE系列)
以不同規(guī)格的二氧化硅膠體為基料研制的拋光液,具有拋光速度快、分散性好、不易結(jié)晶、循環(huán)使用周期長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì),廣泛應(yīng)用于3C、藍(lán)寶石、半導(dǎo)體等電子拋光行業(yè)。

同樣地,為滿足拋光需求,該產(chǎn)品的突出特點(diǎn)如下:
·金屬離子含量低
·單分散體系,粒徑分布均勻
·可自由控制粒子大小及形貌
·分散穩(wěn)定,不易凝聚、沉降
·速率高,無(wú)結(jié)晶,易清洗
·表面質(zhì)量好,循環(huán)能力強(qiáng)
在藍(lán)寶石、不銹鋼、鋁合金、硅片、砷化鎵、硬盤、人工晶體、陶瓷材料中,惠爾特均推出了相對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品型號(hào),具有高適配性。
型號(hào) | 通用材料 |
SPS | 藍(lán)寶石 |
SLPS | 不銹鋼 |
AAPS | 鋁合金 |
SSPS | 硅片 |
GAPS | 砷化鎵 |
DPS | 硬盤 |
ALPS | 人工晶體 |
CPS | 陶瓷 |
三、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛
豐富的產(chǎn)品類別、完備的產(chǎn)品體系讓惠爾特在許多領(lǐng)域大展拳腳。公司研發(fā)的硅溶膠可分別用作造紙工業(yè)中的助留劑、發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的精密鑄造、手機(jī)/顯示屏的精密研磨拋光材料、傳統(tǒng)鉛酸電池的添加劑、紡織品強(qiáng)度提高的來(lái)源以及對(duì)涂料進(jìn)行改性來(lái)提升耐熱性、抗腐蝕等性能。
應(yīng)用領(lǐng)域 | 作用效果 | 產(chǎn)品推薦 |
熔模鑄造 | 用作鑄造面層漿料時(shí),可以有效改善鑄件的表面質(zhì)量,提高鑄件表面的光潔度。 用作背層漿料時(shí),可使涂層具有良好的耐熱性、耐磨性,能夠減少高溫下熔融金屬對(duì)模具的損耗,并有助于脫模。 對(duì)于背層快干硅溶膠而言,可降低層間的干燥時(shí)間,提高生產(chǎn)效率,降低成本。 | HS-830、830G、1430 SKP27-3 |
造紙工業(yè) | 比表面積大、反應(yīng)活性強(qiáng),可以與陽(yáng)離子表面活性劑和紙漿纖維有很好的化學(xué)鍵合作用,助留助濾,提高細(xì)小纖維和填料的留著率以及漿料的脫水性能。 納米二氧化硅可以形成表面納米孔隙,起到很好的固色作用,提高彩色圖案的清晰度 | HS-515、1430、1430A HSD-5040、10050、12040 |
日用化妝品 | 由于硅溶膠顆粒均勻、粒徑適中(7-20nm)、無(wú)毒無(wú)害,廣泛應(yīng)用于粉底液、粉餅等產(chǎn)品 | HS-830、1430、1430A |
食品工業(yè) | 電荷中和是硅溶膠應(yīng)用于飲品行業(yè)中作為澄清劑或絮凝劑的重要依據(jù)。在酸性果汁與果酒中,帶負(fù)電的二氧化硅溶液與正電荷的明膠反應(yīng),從而達(dá)到絮凝和澄清的目的 | HS-1430B HSD-5040、10050 HSW-30 HSWD-3030 |
研磨拋光 | 顆粒大小分布均勻,提供磨削作用的有效顆粒多,拋光速率快。 硬度適中,分散性、流動(dòng)性好,不易沉淀和結(jié)塊,減少晶片劃傷。 純度高、低殘留、易清洗,降低了晶片表面玷污的影響。 | HSD-5040、8040、10040、12040、12040A、14040A HS-1430、1430A 可根據(jù)客戶要求指標(biāo)定制 |
蓄電池 | 灌注在電解液中的硅溶膠變成凝膠后,構(gòu)成三維立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),將電解液包在內(nèi)部,形成的凝膠體系能阻止內(nèi)部液體的轉(zhuǎn)移,但仍可通過(guò)毛細(xì)管作用保留液體組分 溶膠變?yōu)槟z后,骨架收縮,使凝膠出現(xiàn)裂縫,貫穿于正負(fù)極板之間,給正極析出的氧提供了到達(dá)負(fù)極的通道。 | HS-1430B HSW-30 HSWD-3030 |
石油化工 | 具有良好的絕緣性、耐磨性和分散性,利用此性質(zhì)作為化工催化劑載體,能加速化學(xué)反應(yīng)。 | HS-40、1430B HSD-8040、10050、12040 |
涂料 | 二氧化硅粒子多以球狀單個(gè)或多個(gè)聚結(jié)多散,能牢固地附著在基材和填料顏料表面。 在失去水分時(shí),單體硅酸逐漸聚合成高聚硅膠,隨著水分蒸發(fā),膠體分子增大,最后形成-SiO-O-SiO-涂膜,其耐水性、耐熱性明顯優(yōu)于有機(jī)涂料,涂膜致密堅(jiān)硬,不產(chǎn)生靜電,不易粘附空氣中的塵埃。 | HS-1430A、1430B 可根據(jù)客戶要求指標(biāo)定制 |
紡織 | 能使織物強(qiáng)度和回彈性提高、尺寸穩(wěn)定。 與合毛油并用,能增加纖維之間的抱合力和抗張力,提高了生產(chǎn)效率,能紡出高支數(shù)的產(chǎn)品。 通過(guò)溶膠-凝膠反應(yīng)在紡織物表面形成透明、具有粘結(jié)性的非金屬氧化物薄膜。這種薄膜對(duì)其他助劑有良好的吸附和固化作用,從而提高紡織效率。 | HS-1430A、1430B HSD-3045 |
四、小結(jié)
作為全球市場(chǎng)的主要硅溶膠研發(fā)生產(chǎn)商,廣東惠爾特納米科技有限公司在國(guó)內(nèi)硅溶膠的發(fā)展中起到了領(lǐng)軍作用。其產(chǎn)品類型豐富、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,能根據(jù)客戶的不同需求推出定制化解決方案。正如他們的企業(yè)ip形象“硅博士”所蘊(yùn)含的實(shí)質(zhì)一樣,惠爾特始終懷有“專業(yè)化、集團(tuán)化、國(guó)際化”的發(fā)展愿景,大力推動(dòng)我國(guó)硅溶膠走向全球。

關(guān)于惠爾特

廣東惠爾特納米科技有限公司成立于2016年,是專業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售系列硅溶膠及納米新材料的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。公司經(jīng)過(guò)多年的穩(wěn)健發(fā)展,現(xiàn)擁有東莞、江門、陽(yáng)江、石家莊、湖北等多個(gè)連鎖生產(chǎn)基地和關(guān)聯(lián)公司,生產(chǎn)銷售堿性、中性、酸性、快干、大粒徑等系列40余種規(guī)格的硅溶膠,年產(chǎn)銷量達(dá)15萬(wàn)噸以上,銷售網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國(guó),產(chǎn)品部分出口國(guó)外。公司具備高標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)設(shè)施、以碩博人才為核心的精英團(tuán)隊(duì)以及自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),立志成為全球硅溶膠細(xì)分領(lǐng)域規(guī)模領(lǐng)先、技術(shù)一流的專業(yè)化、集團(tuán)化、國(guó)際化標(biāo)桿企業(yè)。
粉體圈 小張
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作者:粉體圈
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