첨단 소재, 화학, 신에너지, 코팅 및 플라스틱 분야에서 분말은 기본적인 원료로 사용됩니다. 초미세 분말 이러한 물질은 일상적인 코팅 및 플라스틱 제품뿐만 아니라 전력 배터리, 전자 기판 및 난연 재료에 필수적입니다.
하지만 원료 분말은 본래 내재적인 한계를 가지고 있습니다. 응집되기 쉽고, 기름보다 물을 더 선호하며, 수지와의 상용성이 떨어지고, 산화 및 수분 흡수에 취약합니다. 이러한 원료 분말을 직접 사용하면 최종 제품의 품질이 크게 저하됩니다.
코팅 개질은 유기 또는 무기 캡슐화를 통해 분말 입자에 맞춤형 외부층을 제공합니다. 이 공정은 결함을 복구하고, 분말이 다양한 용도에 적합하도록 하며, 재료 성능을 향상시킵니다.
비금속 무기질 필러의 경우, 구조 변형은 어떻게 도움이 될까요?
비금속 광물 분말(예: 탄산칼슘, 활석, 카올린, 실리카 분말, 석영 분말, 운모 등은 산업계에서 가장 널리 사용되는 충진 및 보강 분말입니다. 이들은 플라스틱, 고무, 코팅제, 접착제 등 다양한 분야에 적용되며, 가장 높은 개질률을 보이는 범주에 속합니다.
본래 친수성이면서 표면 극성이 강한 이 분말들은 플라스틱, 수지, 고무와 같은 유기 소수성 시스템과 충돌합니다. 처리되지 않은 광물 분말을 직접 첨가하면 심하게 뭉치고 고르게 분산되지 않습니다. 보강, 인성 향상 또는 비용 절감 효과를 제공하기는커녕 균열, 광택 저하, 기계적 강도 감소 및 공정 막힘 현상을 초래합니다.
코팅 개질 후, 분말 표면은 친수성에서 소수성으로 변화합니다.これにより 유기 매트릭스에 매끄럽게 혼합되어 충전 용량, 분산 균일성 및 계면 결합력이 크게 향상됩니다. 원료 비용을 절감하는 동시에 경도, 내후성 및 치수 안정성도 향상됩니다. 특히, 개질된 구형 실리카는 열팽창을 감소시키고 안정적인 신호 전송을 보장함으로써 5G 고주파 구리 피복 적층판에 적합합니다.
무기질 난연 분말은 왜 코팅해야 할까요?
수산화알루미늄과 수산화마그네슘은 흔히 사용되는 친환경적이고 할로겐이 없는 난연제입니다. 이들은 전선 및 케이블, 난연성 플라스틱, 건축물의 방화재 등 다양한 분야에서 난연성, 연기 억제, 무독성 등의 이점을 제공합니다.
이러한 분말의 주요 단점은 요구되는 사용량이 매우 높다는 것입니다. 난연성 기준을 충족하려면 배합물에 50% 이상의 함량이 필요한 경우가 많습니다. 미처리 난연 분말은 수분을 많이 흡수하고 수지와 잘 혼합되지 않습니다. 높은 함량은 인장 강도, 인성 및 충격 저항성을 직접적으로 저하시켜 제품을 취성 있게 만들고 가공을 어렵게 합니다.
표면 코팅 개조 수분 흡수를 줄이고 분말과 매트릭스 사이의 계면 결합을 최적화합니다. 이를 통해 난연성 및 연기 억제 효과를 유지하면서 기계적 강도를 보존하고 공정 흐름을 개선합니다. 따라서 할로겐 프리 난연 소재를 대량 생산하는 데 필수적인 공정입니다.
코팅은 안료 분말을 어떻게 보호할 수 있을까요?
이산화티타늄(TiO2)을 주성분으로 하는 무기 색소 분말과 산화철 적색, 흑색, 황색 안료는 코팅제, 잉크, 플라스틱 착색의 핵심 원료입니다.
코팅되지 않은 이산화티타늄은 명확한 결함을 보입니다. 결정 구조에 결함이 있고, 강한 광촉매 활성으로 인해 자외선 조사 시 반응성 산소종이 생성됩니다. 이러한 반응성 산소종은 주변의 수지 및 유기 코팅을 분해하여 분필화, 변색, 균열 및 박리를 유발합니다. 또한, 원료 이산화티타늄의 높은 표면 에너지는 심한 응집을 일으켜 색상 균일성과 은폐력을 저하시킵니다.
업계 표준 솔루션은 안료 입자 주변에 보호막 역할을 하는 실리카 또는 지르코니아 무기 코팅을 적용하는 것입니다. 이 코팅은 광촉매 분해를 억제하여 코팅 및 프로파일의 내후성과 수명을 크게 연장합니다. 또한 분산성, 내산성 및 열 안정성을 향상시켜 더욱 균일한 색상과 높은 불투명도를 제공합니다.
신에너지 배터리 분말에 코팅이 중요한 이유는 무엇일까요?
신에너지 붐으로 인해 리튬 배터리 양극 및 음극 분말의 개량이 주목받고 있습니다. 주요 유형으로는 리튬 철 인산염, 삼원계 소재, 리튬 코발트 산화물, 인공/천연 흑연, 실리콘 기반 음극, 리튬 티탄산염 등이 있습니다.
이러한 분말은 배터리 용량, 수명 주기, 안전성 및 충방전 속도 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 원료 배터리 분말은 낮은 전도성, 약한 계면 안정성, 전해질과의 부반응, 고온 분해 및 충방전 과정 중 발생하는 미세 분쇄와 같은 문제에 직면합니다.
탄소 코팅 및 무기 코팅과 같은 공정은 입자 표면에 안정적인 보호층을 형성합니다. 이 보호층은 전기 전도성을 향상시키고, 전해질 부식을 방지하며, 부반응을 억제하고, 전극의 팽창 및 박리를 방지합니다. 결과적으로, 사이클 수명, 충방전 효율 및 고온 안전성이 크게 향상되어 고성능 전력 배터리 제조의 핵심 공정이 됩니다.
자성 분말에 있어 개량이 필수적인 이유는 무엇일까요?
네오디뮴-철-붕소(NdFeB), 스트론튬/바륨 페라이트, 카르보닐 철, 철-실리콘-알루미늄, 나노 산화철과 같은 연자성 및 경자성 분말은 영구 자석 장치, 전자기 차폐 및 전자 부품에 널리 사용됩니다.
주로 금속이나 금속 산화물로 구성된 자성 분말은 습기에 노출되면 쉽게 산화되고 부식됩니다. 시간이 지남에 따라 이는 자성 감쇠 및 성능 안정성 저하로 이어집니다. 또한 분말 분산이 불량하면 성형 시 밀도가 낮아져 완전한 자성 성능을 발휘하지 못하게 됩니다.
코팅 개질은 산화 및 부식 저항성을 강화하고, 자기적 특성을 안정화하며, 분산성 및 성형성을 향상시킵니다. 장기간의 탈자 및 고장을 방지하여 정밀 전자 제품 및 신에너지 모터의 엄격한 요구 사항을 충족합니다.
어떻게 표면 개조 탄소 및 열 분말을 고정하는 방법은 무엇인가요?
흑연, 그래핀, 탄소 나노튜브, 탄소 섬유 분말과 같은 탄소 기반 분말은 알루미나, 질화알루미늄, 탄화규소와 같은 열전도성 분말 및 금속 분말과 함께 열전도성, 강화 복합재료의 핵심 원료를 구성합니다.
이러한 초미세 및 나노 크기 분말은 쉽게 응집되어 수지나 고무에 균일하게 분산시키기가 어렵습니다. 직접 사용 시 열전도율이나 전기전도율에 국부적인 변화가 발생하고 성능이 변동될 수 있습니다. 또한 탄소 소재와 유기 매트릭스 간의 결합력이 약하여 박리 및 분리가 자주 발생합니다.
코팅 개질은 표면 특성을 조정하여 응집 문제를 해결하는 동시에 매트릭스와의 호환성 및 접착 강도를 향상시킵니다. 이를 통해 분말의 열적, 전기적 특성 및 보강 기능을 최대한 발휘할 수 있어 방열 장치, 전도성 플라스틱 및 첨단 복합 재료에 유용하게 활용될 수 있습니다.
코팅은 기능성 세라믹 분말의 성능을 어떻게 향상시키는가?
알루미나, 지르코니아, 질화알루미늄, 질화규소, 티탄산바륨과 같은 세라믹 분말은 정밀, 전자 및 구조용 세라믹에 널리 사용됩니다.
원료 세라믹 분말은 표면 활성이 고르지 않고 소결 균일성이 떨어지는 특징을 보인다. 성형 및 소결 후 제품에는 종종 기공, 균열, 그리고 불충분한 밀도가 발생하여 경도, 절연성, 고온 저항성이 저하된다. 코팅 개질은 표면 활성을 균일하게 조절하고 소결 거동을 최적화하여 세라믹 제품의 밀도, 기계적 강도, 전기적 안정성을 향상시킨다.
요약: 코팅 개량이 필요한 분말 제품이 늘어나는 이유는 무엇일까요?
간단히 말해, 대부분의 무기질, 초미세 및 기능성 분말은 코팅 개질이 필요합니다. 코팅 개질의 주된 가치는 단순히 성능을 점진적으로 향상시키는 데 그치지 않습니다. 분말 고유의 결함을 보완하고, 소재의 기능성을 극대화하며, 제품 품질을 안정화하고, 적용 범위를 확장하는 데 기여합니다. 일상적인 플라스틱 및 코팅 제품부터 신에너지, 전자제품, 첨단 소재에 이르기까지, 분말 코팅 개질은 제품 품질과 성능을 결정짓는 중요한 공정이 되었습니다.
“"읽어주셔서 감사합니다. 제 글이 도움이 되었으면 좋겠습니다. 아래에 댓글을 남겨주세요. 추가 문의 사항이 있으시면 몰리 온라인 고객센터로 연락하셔도 됩니다."”
— 게시자 에밀리 첸
