훈증 실리카: 나노스케일 소재 중 산업용 "모든 것을 겸비한"
흄드 실리카(증기상 실리카 화이트)는 수소-산소 화염에서 할로실란의 고온 가수분해를 통해 합성된 나노스케일 무기 물질입니다. 작은 입자 크기(1차 입자 크기는 7~40nm), 큰 비표면적(100~400m²/g) 및 높은 표면 활성을 특징으로 합니다. 독특한 3차원 수지상 구조와 수소 결합 네트워크는 보강, 증점, 틱소트로피, 퇴적 방지와 같은 "다재다능한" 특성을 부여하여 현대 산업의 "숨은 챔피언"이 되었습니다.
I. 핵심 구조 및 성능 이점
훈증 실리카는 1차 입자(7~40nm)가 응집체(200~500nm)로 융합되어 형성되고, 이후 물리적 흡착을 통해 응집성 응집체를 형성합니다. 이 구조는 전단력 하에서 파괴되고 재조직되어 재료에 틱소트로피를 부여할 수 있습니다(예: 코팅 및 접착제의 처짐 방지).
입자 표면의 잔류 실라놀 그룹(Si-OH)은 수소 결합을 형성하거나 개질제와 반응할 수 있습니다. 개질되지 않은 친수성 유형(유형 A)은 물에 쉽게 용해되는 반면, 실라잔 등으로 개질된 소수성 유형(유형 B)은 접촉각이 > 150°이므로 유성 시스템에 적합합니다.
인덱스 국내 선도 기업 (예: Lianhong Xinke) 유럽 및 미국 기업 (예: Heraeus)
입자 크기 분포 ±3 nm (특허 제어 기술) ±8 nm
비표면적 200 - 300 m²/g 150 - 220 m²/g
표면 개질 현장 소수성(접촉각 > 150°) 후처리 소수성
가격(위안/톤) 25,000 - 35,000 80,000 - 120,000
II. 분류 및 응용 시나리오
- 용도: 실리콘 고무 강화(인열 저항성 30% 증가), 코팅 두껍게 하기, 식품의 덩어리 형성 방지제(분유/커피용), 화장품의 틱소트로피제(파운데이션 덩어리 형성 방지) 등.
- 사례: 다논과 네슬레 등의 유가공업체는 기존의 덩어리 방지제를 이 제품으로 대체하였고, 수출량은 120% 급증했습니다.
- 적용 분야: 리튬 배터리 분리막용 코팅(닝더타임즈의 테스트에 따르면 수명 주기가 40% 증가), 5G 기지국용 밀봉 접착제, 분말 코팅의 침전 방지, 유기 유리의 자외선 차단 등.
- 기술적 혁신: 국내 소수성 훈증 실리카는 AI 알고리즘을 사용하여 화염장을 제어하여 ±5nm의 입자 크기 균일성을 달성하였으며, 성능은 해외 제품과 유사합니다.
III. 표면 개질 기술
실라잔 및 클로로실란과 같은 개질제를 사용하면 표면 특성을 정밀하게 조절할 수 있습니다.
- 소수성 개질: 접촉각이 70°에서 150° 이상으로 증가하여 유성 시스템(잉크, 코팅 등)에 적합합니다.
- 기능적 변형: 광개시제나 양자점을 접목하면 지능형 코팅과 칩 방열 분야의 응용 분야에 적합한 광전-열 반응형 소재를 개발할 수 있습니다.
IV. 산업 동향 및 표준
- 가속된 국내 대체: 중국의 생산 능력은 세계 총량의 35%를 차지합니다. 고급 제품의 수출은 연간 87% 증가했으며 가격은 수입의 60%에 불과합니다.
- 표준 설정: 중국은 ISO 18473-3 "실리콘 고무용 훈증 실리카"의 제정을 주도하여 제품이 고급 시장에 진입하도록 촉진하고 있습니다.
흄드 실리카는 "산업용 풍미 강화제"에서 "나노스케일 솔루션"으로 진화하고 있으며, 고무, 신에너지, 화장품 등 800개 이상의 분야를 포괄합니다. 1g당 표면적은 축구장과 동일하며, 흡착 성능은 상상을 초월합니다.