硅溶胶的制备方法
硅溶胶为乳白色或淡青色透明溶液,其基本成分为无定形二氧化硅,分子式为msio 2nh2o。二氧化硅以胶束的形式分散在水或有机溶剂中。按照工艺流程,硅溶胶的制备方法主要有:离子交换法、简单硅水解法、电解电渗析法、酸中和法、凝胶溶液法和聚合物溶胶法。
目前,离子交换法是国内应用广泛且成熟的技术。而简单硅水解法的产品杂质含量少,粒径和SiO2浓度容易控制,所得硅溶胶均匀性好,稳定性高,生产过程中不会产生大量废水。产品浓度高,浓缩过程能耗低,符合环保节能的趋势。因此,大多数新项目采用元素硅水解法。
硅溶胶是纳米级的,直径一般在10-100nm,比表面积大,吸附能力强。良好的附着力,良好的亲水性和疏水性。可用蒸馏水稀释至任意浓度,其稳定性随稀释度的增加而增加。此外,硅溶胶具有分散性高、耐磨性好、透光性好的特点,对人类环境无害。近年来,广泛应用于科学研究和现代工业的各个领域,如涂料、粘合剂、耐火材料、陶瓷、纺织、冶金、精细铸造等行业。目前,无机高分子建筑涂料的兴起,为硅溶胶的大量应用开辟了广阔的市场。此外,随着电子工业的快速发展,硅片抛光行业对硅溶胶的需求也在快速增长。
改性硅溶胶在复合玻璃中的优势:
1.用偶联剂改性硅溶胶的硅羟基,硅烷偶联剂的烷氧基与硅溶胶的表面羟基反应,偶联剂的官能团与有机聚合物的反应性基团反应,得到有机交联的改性硅溶胶。硅溶胶的表面改性可以在不添加引发剂、乳化剂和交联单体的情况下实现。
2.有机聚合物改性硅溶胶可以利用有机聚合物的增韧作用和交联反应,使硅酸盐阻燃液实现硅酸盐自由基和羟基的脱水缩合固化,同时也发生有机改性聚合物的分子链交联反应。发泡后得到的耐火夹层具有致密的泡沫结构,比纯硅酸盐的疏松泡沫结构更加稳定和安全。
3.有机聚合物改性的硅溶胶还可以利用有机聚合物的极性基团与玻璃表面相互作用,促进与玻璃的粘合。遇火发泡后,发泡层与玻璃仍有很强的粘结牢度,不会分散成碎片,提高了防火玻璃的耐火整体性。
4.有机聚合物对硅溶胶的改性量控制在5%以下,实际配制防火液后的有机聚合物重量较低,对防火液固化形成的防火夹层的抗紫外线辐射性能影响不大。
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