[发明专利]一种纳米级球形二氧化硅粉体制备方法

说明书

本发明涉及一种纳米级球形二氧化硅粉体制备方法，该方法包括：S1、将可燃气体和助燃气体通过燃烧器混合燃烧，在汽化炉内产生产生温度大于3000℃的高温火焰；S2、将石英粉送入高温火焰中，石英粉进行固‑液‑气的转变，成为二氧化硅蒸汽；S3、启动引风机，在汽化炉内产生负压，二氧化硅蒸汽在负压作用下，由汽化炉进入到冷凝器内，并在冷凝器内急速冷却，由气态转变为固态，形成球形二氧化硅颗粒；S4、冷凝器内的球形纳米二氧化硅颗粒在引风机的牵引下移动至收集部内，由收集部对球形二氧化硅颗粒进行收集。本发明通过对火焰温度、入料粒度、冷却速度等因素进行调节，实现对二氧化硅晶粒生长的控制，从而控制最终球形纳米二氧化硅的粒度。

技术领域

本发明涉及二氧化硅粉体制备技术领域，具体涉及一种纳米级球形二氧化硅粉体制备方法。

背景技术

纳米球形二氧化硅主要是指D50小于1μm的二氧化硅粉体，其单个颗粒呈球形。因其粒径很小，球形度高，同时具有低膨胀系数、高化学和物理稳定性、低吸水率、高填充量、低成形应力、低摩擦和良好的介电性质，在众多行业及领域内有着不可替代的作用。纳米球形二氧化硅可作为添加剂、催化剂载体，塑料充填剂，油墨增稠剂，金属软性磨光剂，绝缘绝热填充剂，广泛用于集成电路封装、覆铜板、高级日用化妆品填料及喷涂材料、医药、环保等各种领域。

目前市场上使用的纳米球形二氧化硅大多是采用化学法制备，主要包括沉淀法、溶胶-凝胶法、水解法、微乳液法等。上述方法工艺复杂均为湿法工艺，存在固液分离的困难，如直接干燥制备纳米球形二氧化硅颗粒表面存在大量羟基，易造成颗粒团聚，使用时难以分散，且比表面积过大，可能存在多孔结构，吸油值大，无法作为填料应用于环氧体系。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种纳米级球形二氧化硅粉体制备方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种纳米球形二氧化硅粉体制备方法，该方法采用纳米球形二氧化硅粉体制备装置实现，所述制备装置包括通过输送管道依次相连的汽化炉、冷凝器、收集部和引风机；所述汽化炉中设置有燃烧器；所述制备方法包括：

S1、将可燃气体和助燃气体通过燃烧器混合燃烧，在汽化炉内产生产生温度大于3000℃的高温火焰；

S2、将石英粉送入高温火焰中，石英粉进行固-液-气的转变，成为二氧化硅蒸汽；

S3、启动引风机，在汽化炉内产生负压，二氧化硅蒸汽在负压作用下，由汽化炉进入到冷凝器内，并在冷凝器内急速冷却，由气态转变为固态，形成球形二氧化硅颗粒；

S4、冷凝器内的球形纳米二氧化硅颗粒在引风机的牵引下移动至收集部内，由收集部对球形二氧化硅颗粒进行收集。

进一步的，所述高温火焰的外焰温度大于2500℃。

进一步的，所述可燃气体的热值高于12500Kcal/Nm3，可燃气体的气体流量为50m3/h～200m3/h；

进一步的，所述助燃气体采用纯度大于99％的氧气，所述助燃气体的气体流量为100m3/h～400m3/h。

进一步的，所述石英粉的中位粒径设置为5μm～30μm，最大颗粒不大于100μm，所述石英粉的加料速度为50kg/h～200kg/h。

进一步的，所述石英粉从燃烧器中心以氧气为输送气体，加入到汽化炉内；所述输送气体压力设置为0.3Mpa～0.6Mpa。

进一步的，所述冷凝器的制冷量不低于200kw。

进一步的，所述引风机为变频风机，功率为90kw～132kw。

进一步的，所述收集部包括旋风收集器和布袋除尘器；