为什么高端产品都离不开有机硅粉体?

发布时间 | 2026-01-20 09:58 分类 | 粉体应用技术 点击量 | 10
涂料 干燥 碳酸钙
导读:有机硅粉体作为一种卓越的功能性助剂,成功地将有机硅材料固有的耐候、疏水、极低摩擦系数等特性与微纳米粉体的易处理性相融合,继而成为提升终端产品附加值的关键。

在日常生活中,你虽然很少直接看到“有机硅粉体”这种原材料,但它其实藏在很多你每天都会接触到的产品里。


有机硅(来源:DOW)

在美妆界,它是让妆效细腻、触感顺滑的“柔焦剂”;在照明领域,它是将刺眼LED点光源转化为柔和面光源的“光扩散粉”;在手机壳、笔记本电脑外壳或高档家具领域,它能提供防刮花、防指纹以及温润的手感;而在运动科技中,它被添加到高档球鞋的中底,负责提升弹性并消除摩擦噪音。

这种在各行各业被广泛倚重的功能性粉体,本质是什么成分?它又是如何凭借其独特结构,改变材料性能的?

一、有机硅粉体的化学本质

简单来说,有机硅粉体是以聚硅氧烷(有机硅)为基础成分,经过特殊加工制成的粉体材料。其骨架是“硅-氧-硅”结构(-Si-O-Si-),侧链连接着甲基等有机基团。这种结构结合了无机物的稳定性和有机物的柔韧性。

一般来说,有机硅粉体会被加工成微米级甚至纳米级的精细粉体,具有极大的比表面积,以便与其他材料混合。

二、主要类型与生产工艺

有机硅粉体并非单一物质,而是一个家族。根据化学结构和物理特性的不同,有机硅粉体通常分为三大类:

类型

特点

典型应用

有机硅树脂粉体

具有三维网状结构,硬度高、耐热性极佳。

涂料消光、塑料抗划伤、LED光扩散。

有机硅橡胶粉体

具有线性交联结构,球形颗粒,弹性好,耐温范围宽(-50°C至250°C)。

塑料增韧、涂料手感改性(触感柔软)。

复合粉体(硅酮粉)

通常是硅橡胶核心外包裹硅树脂壳层,兼具两者的分散性和弹性。

各种工程塑料(如PC、PA、ABS)的加工润滑剂。

1有机硅橡胶粉体

原料:高分子量的线性聚二甲基硅氧烷(PDMS)及少量交联剂。

工艺:采用乳液聚合-交联(硫化)法。在水相乳液中使硅橡胶微滴完成交联(硫化),锁住球形形态后脱水干燥

特点:核心单元以D单元为主、低交联度的弹性网络结构具有显著的弹性、柔韧性和低表面能。其质地极其柔软,像无数微型海绵球,耐高低温度性能极佳。

主要功能:赋予产品软糯及丝绒的手感;作为塑料增韧剂吸收冲击能;在粉饼中起到控油和改善铺展性的作用。

2、有机硅树脂粉体

原料主要是甲基三氯硅烷或甲基烷氧基硅烷。

工艺:采用水解聚合-乳液喷雾干燥法。在受控的化学反应中直接生长成微米级的球体。

特点:核心单元为三维网状(T型结构),具有极高的硬度和耐热性(可长期耐受250℃-300℃以上)。由于其三维网状结构极其致密,它表现出类似于“有机陶瓷”的特性。

主要功能:在化妆品中提供柔焦(遮瑕)效果;在涂料中用于消光;在塑料中作为光扩散剂。

3、复合粉体/硅酮粉

原料:由硅橡胶核心(软)与硅树脂壳层(硬)共同构成,或有机硅与无机填料物理化学复合。

工艺:典型的“核壳结构”合成技术。先合成橡胶核心,再在其表面接枝或包覆一层致密的硅树脂薄膜。

特点:兼具橡胶的弹润性和树脂的分散性。它解决了纯橡胶粉容易团聚、不好分散的痛点,是目前工业改性中最全能的选择。

主要功能:作为高效润滑剂改善塑料加工流动性;提升表面的耐刮擦性能;在高端美妆中提供更滑的肤感。

三、实例讲解

由于有机硅是一个庞大的材料家族,且存在的形态各异。为了更好的理解它们具有何种功能,我们不妨通过以下例子进行理解。

1、化妆品


资生堂蜜粉饼成分表

甲基聚硅氧烷属于硬质树脂粉,主要作用是提供滚珠润滑感,实现视觉磨皮(柔焦)。

硬脂氧聚甲基硅氧烷/聚二甲硅氧烷共聚物:长链改性有机硅,增加粉体的亲肤性。它像一层保护膜,让粉末不会吸走皮肤本身的水分。

有机硅嵌段共聚物属于结构调节剂,可以改善粉体与油脂的相容性,防止粉饼在潮湿环境下结块。

甲基氢聚硅氧烷属于表面处理剂,它包裹在云母或氧化铁表面,让这些矿物粉末变得彻底憎水,使蜜粉饼具有一定的防水功能。

2、高性能鞋材

吸震回弹的中底材料是各家跑鞋非常着重的领域,无不追求高缓冲与高弹性的中底材料。由于有机硅粉体具有极佳的弹性和抗疲劳性,它常被注入专业跑鞋的中底材料中,以提升脚感。


中底材料是专业跑鞋最为重视一部分

有机硅橡胶粉末:属于弹性增韧剂。它像无数细小的“弹力球”嵌入泡沫结构中,提供持久的回弹力,并防止鞋底长时间踩踏后塌陷。

复合硅酮粉:属于结构内润滑剂。在鞋底模压成型时,它能显著降低材料间的摩擦,使鞋底表面更光滑,并消除走路时鞋底与地面挤压产生的“吱吱”异响。

3、室内照明

LED光线极其刺眼(点光源),必须通过有机硅粉体的折射才能变得柔和。它会比传统的无机扩散粉(如碳酸钙)光透过率更高,能保证房间足够明亮的同时,灯罩表面完全看不见内部的灯珠。


有机硅树脂粉末:属于硬质光扩散粉。它分布在灯罩材料内部,其折射率与PC基材略有不同。当强光经过粉末微球时,会发生多次折射与散射,使“点光源”变成均匀不刺眼的“面光源”。

总结

综上所述,有机硅粉体作为一种卓越的功能性助剂,成功地将有机硅材料固有的耐候、疏水、极低摩擦系数等特性与微纳米粉体的易处理性相融合,继而成为提升终端产品附加值的关键。

 

粉体圈NANA

作者:NANA

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