納米二氧化硅是重要的高科技無機功能新材料之一，其表面積可調(diào)，表面吸附力強，表面能大，化學純度高，分散性能好，在熱阻、電阻等方面都具有特殊的性能。納米二氧化硅以其優(yōu)越的穩(wěn)定性、補強性、增稠性和觸變性，在眾多學科及領(lǐng)域內(nèi)獨具特性，有著不可取代的作用。
納米二氧化硅的主要用途
根據(jù)公開檢索市場各大類二氧化硅的平均售價，對不同用途的二氧化硅按產(chǎn)品平均銷售單價進行分類和排序，可分別劃分為低端、中端和高端市場。
納米二氧化硅的中高端應用
口腔護理添加劑
二氧化硅在牙齒上的應用包括陶瓷材料、噴砂洗牙、牙膏摩擦劑等。
消光劑
二氧化硅由于折射指數(shù)為1.41-1.50，與大部分的樹脂折光效率接近。二氧化硅消光粉具有多孔結(jié)構(gòu)、良好的光學性能和吸附性能等特點，被廣泛應用到涂料涂層各細分領(lǐng)域中充當消光劑。
吸附劑應用領(lǐng)域廣泛，其中一個重要用途便是應用在噴繪印刷上，吸附劑通過吸收油墨中的水分讓打印介質(zhì)呈現(xiàn)更鮮艷飽和的色彩，提高打印質(zhì)量。隨著信息行業(yè)的飛速發(fā)展，噴墨打印紙的種類和數(shù)量相應增加，如復印紙、電傳紙、燈箱廣告背噴膠片、彩色噴墨打印紙等。凝膠法工藝二氧化硅具有多孔三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部含有大量的微孔，能大量吸附油墨，防止噴嘴的堵塞，也使得圖像更具有層次感。
開口劑即塑料母料用二氧化硅，系一種合成無定型二氧化硅，外觀為白色粉末。其經(jīng)特殊加工工藝制造，表面經(jīng)過特殊處理，成為具有多孔結(jié)構(gòu)、高比表面積，且與塑料具有良好的相溶性的顆粒。塑料薄膜母料加入納米二氧化硅開口劑后，在聚合物加工過程中，減少了外露的分子鏈，使得兩膜接觸時沒有大分子鏈的纏繞，從而解決了開口問題；同時也因為分子鏈的不外露，薄膜在經(jīng)過物體摩擦時也減輕了吸附力，從而增加薄膜爽滑性能。
重金屬制備的傳統(tǒng)防銹顏料對環(huán)境存在有害影響，而以鈣離子交換型的二氧化硅為主體的防銹顏料無毒，不含重金屬，是環(huán)保的防銹解決方案。
納米二氧化硅比表面積大、孔隙率高、表面活性中心多，在催化劑和催化劑載體方面具有潛在的應用價值。以納米二氧化硅為基本原料，采用溶膠-凝膠技術(shù)，可制備含納米二氧化硅的復合氧化物。此復合氧化物為催化劑載體時，對于許多結(jié)構(gòu)敏感反應，將顯示出獨特的反應性能。反應的催化活性高，選擇性好，反應中能長時間保持催化活性。
高附加值應用領(lǐng)域消費占比較低
納米二氧化硅產(chǎn)品的下游行業(yè)應用領(lǐng)域廣泛，終端客戶分布于木器、家具、皮革、紡織、卷材、噴墨相紙、廣告耗材、軌道交通、3C電子、光伏、醫(yī)用膠片和醫(yī)用手套等應用領(lǐng)域。在納米二氧化硅領(lǐng)域，格雷斯（Grace）和贏創(chuàng)工業(yè)（Evonik）等全球知名跨國企業(yè)掌握了成熟、全面的二氧化硅生產(chǎn)技術(shù)，能綜合運用二氧化硅、氧化鋁和硅鋁化合物生產(chǎn)品類豐富、通用性強的各類二氧化硅產(chǎn)品，建立了包括消光劑、防銹顏料、水分清除劑、打印介質(zhì)吸附劑、塑料薄膜開口劑、啤酒澄清助劑、藥物賦形劑和石油化工催化劑等在內(nèi)的全品類納米二氧化硅產(chǎn)品線，占據(jù)高端產(chǎn)品大部分市場份額。反觀國內(nèi)生產(chǎn)商生產(chǎn)的納米二氧化硅品種主要集中在中低端應用領(lǐng)域。2021年，橡膠工業(yè)（包括鞋類、輪胎和其他橡膠制品）和獸藥飼料的二氧化硅消費量占總量比例為87.14%，涂料用二氧化硅消費量占總量比例僅為3.07%。
目前國內(nèi)對于啤酒澄清助劑、藥物賦形劑和石油化工催化劑等技術(shù)要求更高的產(chǎn)品品類的生產(chǎn)工藝尤其缺乏，相關(guān)產(chǎn)品仍以進口為主。
突破技術(shù)壁壘，加速國產(chǎn)替代
納米二氧化硅產(chǎn)品生產(chǎn)需經(jīng)反應、老化、過濾洗滌、干燥和粉碎等多道工序，生產(chǎn)工藝復雜，生產(chǎn)過程中對反應的控制有較高要求，原材料濃度、攪拌強度、反應溫度、表面處理、pH值和反應加量流量等多種因素將影響生產(chǎn)二氧化硅的表面積、結(jié)構(gòu)、分散性和硅羥基的濃度等理化指標，因此各個變量都要求精確的控制和調(diào)節(jié)。反應中各變量參數(shù)的優(yōu)化、工藝數(shù)據(jù)的積累需要持續(xù)投入、長期積累，短期內(nèi)難以掌握。
伴隨著生產(chǎn)技術(shù)的積累和生產(chǎn)工藝的進步，國內(nèi)生產(chǎn)商逐步掌握精細化控制納米二氧化硅產(chǎn)品純度、表面性能、粒徑分布等重要參數(shù)的生產(chǎn)技術(shù)。此外在環(huán)保趨嚴背景下，價格較低但含重金屬的原材料使用受限，下游企業(yè)成本控制壓力上升，對國產(chǎn)高性價比產(chǎn)品的需求更加迫切，預計高端納米二氧化硅產(chǎn)品領(lǐng)域國產(chǎn)替代進程將進一步加速。來源：本文由粉體網(wǎng)整理編輯
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