

硅溶胶归于胶体溶液,无臭、无毒,分子式可表示为mSiO2.H2O,外观为乳白色半透明液体。硅溶胶是具有胶体特性、质点近似球体、带负电的溶胶。ξ电位、布朗运动及满足的溶剂隔绝三大要素赋予其聚结安稳性和动力学安稳性。但是,胶粒为介稳相,一直存在自发聚结的倾向。三大安稳要素只需有一种被削弱,它就会主动聚结,发生凝胶或聚沉。当硅溶胶凝集成凝胶后,不可能再用加热或加溶剂的办法使之从头成为溶胶,因而是一种不可逆的胶体。
一般来说,比外表愈大,外表能也愈大。硅溶胶系统是外表能很大的不安稳系统,它有主动削减外表能的趋势,很简单由小粒子自发集组成大颗粒,乃至构成凝胶。影响硅溶胶安稳性的要素许多,如电解质、温度、浓度、pH及粒径等。其间pH值与硅溶胶的安稳性关系如图3所示,可见硅溶胶在碱性规模及部分酸性规模(pH2~4)下较安稳。
制品硅溶胶大体上分为碱性硅溶胶和酸性硅溶胶,其间碱性硅溶胶较为安稳,运用较多。SiO2质量分数一般为10%~50%,其粒径为5~100nm,比外表积为50~400m2/g。
硅溶胶在科研及各工业领域中的大规模的使用与其功能的特色有着密切关系。硅溶胶有许多优秀性质如大比外表、高吸附性、高涣散度(数纳米到数十纳米)、高耐火绝热性等,从其性质动身可发现以下特色:
①附着在固体外表的二氧化硅胶粒可增大摩擦系数;②无需固化剂,本身可结实地附着在固体外表并构成巩固的膜,一起成膜温度很低;③经过枯燥或烧结可构成固态凝胶,因而具有必定的耐久性;④既可构成具有外表积大且均匀细孔的凝胶,又可均匀涣散粉料,增加悬浮体的安稳性;⑤经过Si-OH基和吸附水,可进步潮湿性和防带电功能;⑥可浸入填充到多孔性物质中,使外表滑润;⑦经过均匀混合微粒,可使有机树脂在机械、光学及电功能方面的改性增强;⑧溶胶是液状系统,能进行均相反响,以硅溶胶替代二氧化硅作质料进行反响,可进步反响速度。
硅溶胶具有许多优秀性质和特色,因而作为一种精密化工产品,被广泛使用于化工、资料、纺织/造纸、电子等工业。
在资料工业中,硅溶胶作为新资料以其杰出的耐火、耐酸性而有目共睹。将硫酸与含二氧化硅质量分数24%的硅酸反响制得的硅溶胶处理陶瓷耐酸容器后,不被浸漏,且可增加接受压力。用小粒径硅溶胶替代硅酸乙酯制作的薄壳强度大,光洁度好,可大起伏的进步铸件质量和尺度的精密度,可削减相关本钱,改进操作条件。在CO2型涂膜剂中增加硅溶胶,可进步展性,增加砂型强度。
硅溶胶还可作为耐酸水泥、各种绝热保温资料及硅酸盐资料的黏结剂,具有粘接力强、耐酸和耐高温的特色,在陶瓷、耐火资料工业中被广泛使用。
铸钢外表的一个大问题是少量钢锭常粘在铸模和底板上面,致使影响金属产品质量。若将硅溶胶与耐火资料粉末(如氧化硅、氧化铝、氧化锆、氧化铁等)混合涂布钢锭模、铁模等耐热、耐腐蚀容器的外表,此高温维护层涂料可耐高温1570~1630℃,能维护铸模和底板的工作面,大起伏削减模具的损耗,并使其脱模杰出。
如果把硅溶胶与胺类、硫脲、锌粉等资料混合制成涂料,可作钢铁外表维护资料,其功能特别是防锈功能大大超越硅酸锂锌粉涂料。
日本早在20世纪70年代就开端把硅溶胶用在修建涂料上,特别是外墙涂料上。例如,以硅溶胶为首要成膜物,以组成乳脂液(如苯丙乳液、醋酸乙烯树脂乳液)为辅佐成膜剂,外加颜料、填料、增加剂所配成的复合外墙涂料,对资料的附着不是一般涂料的外表附着,而是浸透、硬化的成果,它兼具无机和有机涂料的长处。硅溶胶作修建外墙涂料的基料,能使涂层结实,附着功能好,又有抗污防尘、耐老化、耐火等功能。但一般硅溶胶在0℃以下将冻住,熔融后也不能再康复,这种不可逆性形成硅溶胶涂层在冬天不能施工的明显缺点。
若在硅溶胶中增加1种以上的3个碳以上的长链二元醇和水溶性三聚氰胺,则制成的硅溶胶涂料能在冬天施工,且具有低温贮藏安稳性,可喷涂、滚涂或刷涂,不需有机溶剂,涂后不需加热枯燥,十分适合于混凝土、砂浆和石板修建物的内外墙,涂层膜硬度好,无裂缝,功能优异。
