Verwerking van geleidende gietmica-poedergrondstof en volledige productiestroom voor kopers

Gewone natuurlijke gietmica is een isolerend, gelaagd mineraal dat geen elektriciteit kan geleiden of statische ladingen kan weerstaan. Geleidende gietmica-poeder is een samengestelde functionele vulstof die wordt gemaakt door een duurzame geleidende metaaloxide-laag gelijkmatig aan te brengen op schone mica-vlokken. Het combineert de natuurlijke voordelen van mica—bestendigheid tegen hoge temperaturen, chemische inertie, laagvormig afschermeffect en lage dichtheid—met betrouwbare, permanente antistatische en geleidende eigenschappen. In vergelijking met koolstofzwart, grafiet of zuivere metalen geleidende poeders biedt geleidende mica-poeder een homogener dispersie, lagere olieabsorptie, stabiele kleur en betere weerbestendigheid, waardoor het veel wordt gebruikt in antistatische kunststof behuizingen, elektromagnetische afschermingscoatings, geleidende drukinkt, anticorrosie-grondverf en elektronische lijm, evenals rubberen antistatische accessoires.

Hoogwaardige geleidende mica begint met hoogwaardig ruwe mica. De meeste fabrikanten kiezen hoogzuivere muscovietmica als basissubstraat vanwege de lichtwitte kleur en de onbeschadigde bladstructuur; donkere flogopietmica wordt alleen gebruikt voor aangepaste, hittebestendige formuleringen. Ruwe mica-erts bevat gemengde onzuiverheden zoals kwarts, veldspaat, ijzeroxide en klei, die lege plekken op de geleidende laag veroorzaken en ongelijkmatige geleidbaarheid geven indien deze niet volledig worden verwijderd. Fabrieken voeren ruwe mica eerst door automatische magnetische scheidingsinstallaties en zwaartekrachtsorteerapparatuur om metalen en minerale onzuiverheden volledig te verwijderen.

Na de verwijdering van onzuiverheden worden schone mica-stukken onderworpen aan een laagtemperatuurcalcinatie bij 750–950 °C in roterende ovens. Tijdens de calcinatie wordt gebonden kristalwater, oppervlakte-organisch vuil en sporen oplosbare zouten die tussen de micalagen zijn opgesloten, verwijderd. Deze stap maakt het oppervlak van de mica-platen licht ruwer, waardoor de hechting tussen de mica-ondergrond en de geleidende deklaag aanzienlijk verbetert. Mica die niet is gecalcineerd, zal bij menging met hars, verfoplosmiddel of gesmolten kunststof afbladderen, wat leidt tot een snelle vermindering van de antistatische prestaties. Vervolgens wordt de gecalcineerde mica in luchtstromingsmolenmachines vermalen om grote blokken te splitsen in plaatvormig poeder met verschillende deeltjesgrootten (10 μm, 30 μm, 50 μm, 80 μm). De luchtstromingsvermaling behoudt de volledig platte vorm van de mica-platen zonder deze overmatig te verkleinen tot kleine brokstukken, wat essentieel is om de afschermande en barrièrefuncties van het materiaal te behouden. Meervoudige trilzeven classificeren het poeder op deeltjesgrootte; te grote deeltjes worden gerecycled voor hervermaling om een uniforme verdeling van de basis-micadeeltjes te garanderen.

De chemische coatingreactie bepaalt de geleidende prestaties van het eindpoeder, en alle bewerkingen worden uitgevoerd bij constante temperatuur en zacht roeren om een gelijkmatige coatingafdekking te garanderen. Het meest gebruikte geleidende coatingsysteem maakt gebruik van een tin-antimoon-composietoxide, dat na branden bij hoge temperatuur een transparante, duurzame geleidende laag vormt, met een lagere weerstand en een veel grotere weerstand tegen buitenseweersomstandigheden dan een enkelvoudige tinoxidecoating of een dure zilvercoating.

Werknemers bereiden eerst twee afzonderlijke vloeibare materialen: een oplossing van geleidende metaalzouten en een suspensie van mica. Tin(IV)chloride en antimoonchloride worden opgelost in gezuiverd gedemineraliseerd water om een gemengde oplossing van geleidende ionen te vormen, waarbij zachte pH-regelaars worden toegevoegd om de ionactiviteit te stabiliseren en vroegtijdige neerslag te voorkomen. Tegelijkertijd wordt gefractioneerde zuivere micapoeier in grote reactietanks gevuld met gedemineraliseerd water gegoten; middelmatig snel roerders roeren continu om de micavlokken volledig te verdelen en agglomeratie van deeltjes te voorkomen. Klonten van micavlokken kunnen geen intacte geleidende laag ontvangen, waardoor niet-geleidende zwakke punten in het eindproduct ontstaan. De temperatuur in de tank wordt gehandhaafd op 55–75 °C om de neerslagssnelheid te vertragen en een uniforme filmvorming op elk oppervlak van de micabladjes mogelijk te maken.

De geleidende zoutoplossing en de alkalische neutralisator worden gedurende 2 tot 3 uur druppelsgewijs en met een afgestemde constante stroomsnelheid aan de mica-slurry toegevoegd. Langzaam druppelen zorgt ervoor dat kleine metaaloxidekristallen zich gelijkmatig neerslaan op beide zijden van elke micaflak, in plaats van onafhankelijke, losse oxide-deeltjes te vormen die in het water zweven. Nadat de co-precipitatiereactie is voltooid, wordt de gemengde suspensie stilgehouden om natuurlijke sedimentatie toe te staan, waardoor de gecoate mica-vaste stof wordt gescheiden van de afvalvloeistof met overtollige zoutresten.

Het gecoate mica-afzetting bevat resterende chloride-ionen, ongereageerde metaalzouten en alkalisch afval van de reactie. Als deze verontreinigingen blijven bestaan, veroorzaken ze geelverkleuring, chemische corrosie en wisselende weerstand bij menging in coatings of kunststofproducten, en verminderen ze de weerstand van de eindproducten tegen zoutsproeitesten. Herhaald wassen met gedemineraliseerd water en persfiltratie zijn daarom verplicht.

Filterspersen halen vaste mica-filterkoeken uit de suspensie, en een continue zuiver watercirculatie wast de koek herhaaldelijk af totdat het afvoerwater een neutrale pH heeft bereikt en chloride-ionen niet meer detecteerbaar zijn. Elke wascyclus spoelt oplosbare verontreinigingen weg die zijn opgevangen in de dunne geleidende oxidefilm. Volledig gereinigde filterkoeken worden naar vacuümdroogovens gestuurd bij 110–170 °C voor ontwatering. Vacuüm drogen voorkomt lokaal oververhitten dat de verse geleidende coating beschadigt, en verwijdert alle vrije vocht zonder de micastructuur te doen barsten. Na droging wordt het materiaal losse geaggregeerde blokken van vooraf gecoate mica.

Gedroogde, gecoate mica-blokken moeten worden onderworpen aan een gecontroleerde hoogtemperatuurbranding om losse amorfe metaaloxide-neerslag te converteren naar dichte kristallijne geleidende netwerken. Roterende brandovens handhaven een stabiel temperatuurbereik van 480–680 °C, waarbij de materialen langzaam roteren gedurende 1,2 tot 3 uur onder voldoende luchtcirculatie.

Tijdens de branding herordenen en verbinden tin-antimoonoxide-microkristallen zich stevig om een continue geleidende laag te vormen die het gehele micaoppervlak bedekt. Het overslaan van deze kristallisatiestap leidt tot een broze, gemakkelijk krabbare coating die afbladdert bij wrijving of contact met oplosmiddelen, waardoor het poeder snel zijn geleidende capaciteit verliest. De ovemperatuur moet strikt worden gecontroleerd: oververhitting maakt de mica-platen broos en gebarsten, terwijl onvoldoende warmte leidt tot onvolledige kristalvorming en een te hoge weerstand. Na de branding koelen de materialen op kamertemperatuur af om thermische schok te voorkomen die het geïntegreerde geleidende film kan beschadigen.

Gekoelde, gebrande geleidende mica-blokken worden verwerkt met lage-intensiteit luchtstroomdispersers. In tegenstelling tot de heftige grinding van ruwe mica breekt deze stap alleen zachte agglomeraten die zijn gevormd tijdens het drogen en branden, waardoor het complete oppervlakgeleidende laagje en de plaatvormige micastructuur volledig worden beschermd. Meertalige precisiezeven scheiden het materiaal in verschillende korrelgrootteklassen die overeenkomen met de klantbestellingen, en verwijderen harde, niet-gedispergeerde agglomeraten die de dispersietests niet halen.

Elke afgewerkte partij ondergaat volledige laboratoriumtesten voordat deze wordt geleverd. De belangrijkste inspectieparameters zijn volume-resistiviteit (de sleutelindicator voor geleidingsprestaties), deeltjesgrootteverdeling, witheid, olieabsorptie, hittebestendigheid, zware-metalengehalte (RoHS-conformiteit) en stabiliteit bij zoutneveltesten. Technici gebruiken ook microscopische observatie om de dekking van de coating te controleren en te bevestigen dat er geen onbedekte mica-oppervlakken zonder geleidende laag aanwezig zijn. Partijen die een van de testparameters niet halen, worden opnieuw verwerkt via wassen en branden in plaats van naar klanten te worden verzonden. Alleen volledig gekwalificeerd geleidend mica-poeder gaat over naar de verpakkingsprocedure.

Gekwalificeerd geleidend micapoeder wordt automatisch verpakt in 25 kg geweven zakken met een vochtwerende, antistatische binnenfolie van plastic; voor grootschalige industriële bestellingen zijn bulktonzakken beschikbaar. Antistatische binnenfolies voorkomen het klonten van het poeder door statische elektriciteit en blokkeren vochtopname tijdens vervoer over lange afstand en opslag. De buitenverpakking vermeldt duidelijk de korrelgrootte, de weerstandsparameters, het partijnummer, de productiedatum en opslagadviezen. In de magazijnen voor eindproducten worden droge, goed geventileerde en temperatuur-gecontroleerde omstandigheden gehandhaafd; poedervoorraden worden geïsoleerd van vochtige ondergrond en direct zonlicht. Langdurige opslag in een vochtige omgeving kan geleidelijk leiden tot oxidatie van de oppervlaktegeleidende laag en een stijging van de weerstand, waardoor fabrikanten klanten adviseren om resterend poeder na opening van de verpakking strak af te sluiten.