第２３卷总第４６期
２００２年１２月西北民族学院学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＮｏｒｔｈｗｅｓｔＭｉｎｏｒｉｔｉｅｓＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）Ｖ０１．２３．Ｎｏ．４Ｄｅｃ．，２００２
硅溶胶的应用研究
乌兰
（西北民族学院化学系，甘肃兰州７３００３０）
［摘要］硅溶胶是二氧化硅胶体粒子在水中均匀扩散形成的胶体溶液，是一种用途广泛的新型化工原料．随着制造技术的进步和对胶体二氧化硅粒子表面性质的深入研究，硅溶胶在科研及各工业领域的应用范围日益扩大．
［关键词］硅溶胶；应用；进展
［中图分类号］０６１３．７［文献标识码］Ａ［文章编号］１００９—２１０２（２００２）０４—００１９—０２
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硅溶胶是二氧化硅胶体粒子在水中均匀扩散形成的胶体溶液，是一种用途广泛的新型化工原料．自英国人首先应用于工业方面以来，随着其制造技术的进步和对胶体二氧化硅粒子表面性质的深入研究，硅溶胶在科研及各工业领域的应用范围目益扩大．特别是近几年来无机高分子建筑涂料的兴起，更为硅溶胶的大量应用开辟了广阔的市场．
１硅溶胶的特点硅溶胶在科研及各工业领域的广泛应用与它的特点有着密切关系．从硅溶胶的性质出发可发现以下特点：［１｜
１）无需固化剂，自身可牢固地附着在固体表面并形成坚固的膜，同时成膜温度很低．
２）附着在固体表面的二氧化硅粒子可增大摩擦系数．
３）通过干燥或烧结可形成固态凝胶，因而具有一定的耐久性．‘
４）既可形成具有表面积大及均匀细孑Ｌ的凝胶，又可均匀分散粉料，增加悬浮体的稳定性．
５＞通过ＳｉＯＨ基和吸附水可提高润湿性和防止带电的性能．
６）可浸入充填到多空性物质中，使表面平滑．
７）通过均匀混合微粒，可使有机树脂进行机械、光学及电性能方面的改性增强．
８）溶胶系液状能进行均相反应．以硅溶胶代替二氧化硅作原料进行反应，可提高反应速度．
２硅溶胶的应用
由于硅溶胶的上述特点，硅溶胶已被广泛应用于精密铸造、纺织、造纸、材料、涂料、抗静电剂、催化剂等方面．
２．１铸造业【２１陶瓷薄壳型（熔模）精密铸造法，就是由于使用了硅溶胶才蓬勃发展起来的．用硅溶胶代替硅酸酯可降低成本，改善操作条件．用小粒子直径硅溶胶制造的薄壳强度大、光洁度好，可大大提高铸件质量和尺寸的精密度．在作为Ｃ０２型涂模剂中添加硅溶胶，可提高展性，增加砂型强度．
２．２纺织工业…硅溶胶用于纺织工业后，显示了难得的经济效果．硅溶胶与油剂并用，对羊毛进行喷雾或浸渍处理，改善了羊毛的可纺性，减少了断头，防止了飞花，提高了成品率．如果在经纱上浆中使用硅溶胶，则
［收稿日期］２００２—１０—３０
［作者简介］乌兰（１９７３一）。女（蒙古族），内蒙古兴安盟人，讲师，从事高分子产品的合成及应用研究．
．一１９—
万方数据
可使浆料分散良好，提高浆料附着力，易于落浆还可缩短干燥时间，减少湿度变化的影响及钢筘磨损，特别对减少断头有显著作用．织物纤维的精加工中常需要进行树脂处理，目的使纤维制品能防皱，更具风采，且耐洗涤和磨损；倘若把硅溶胶并用于树脂处理中，则可防止合成纤维的滑移，使制品更加挺括，增强耐洗涤和磨损的能力．合成纤维登山绳轻巧便利，但易于伸长，又易滑动，若使用硅溶胶，可增加单纤维间的摩擦，提高强度，减少伸长．在单纤维摩擦系数低的合成纤维中，若用硅溶胶改质则可大大增加回弹性和体积膨大的感觉．硅溶胶还可消除合成纤维特有的光泽，既不会降低强度，又能够防止脱毛．
尼龙渔网的结点粘接剂常用变性松香或各种树脂，但多发生网眼强度和长时间后变色的问题．如果在硅酸钠稀溶液中加入乙醇、硫酸钠、硫酸，使溶液的二氧化硅含量为９．３％、乙醇含量为５１．８％、硫酸钠为０．２６％、ｐＨ为３．２，将此液用砂床过滤以除去大颗粒，再先后用阳、阴离子交换树脂处理，得到含盐０．０４１％（有钠离子及硫酸根离子组成）的醇基硅溶胶，然后在蒸馏釜内置氧化钠与二氧化硅的克分子比为１：３．２５．ｐＨ为１０．ｇ的硅酸钠溶液，加热至９５℃，将上述醇基硅溶胶在搅拌情况下加入釜内，同时在常压下升温到１００℃。蒸出适量水分，得到含二氧化硅５０％的硅溶胶则可克服以上缺点．
２．３造纸工业【４Ｊ硅溶胶也可广泛地使用于造纸工业中．涂布重氮型感光液的照相纸，如果以硅溶胶为主成份进行前处理，或者将硅溶胶与感光液混合使用，则可使纸面平滑，影象鲜明，增大其暴光范围．另外，把粉碎过的金属硅粉直接与加热到一定温度的硅酸钠或硅酸钾反应制备出的高浓度、低粘度硅溶胶施于包装水泥的牛皮纸或纸板的表面，可以防止其堆集时的滑落，并可改善纸品的耐湿性和强度．玻璃纸的缺点之一是温度升高时发粘，如果用硅溶胶和甘油、单硬脂酸等组成的蜡状物质处理，则可克服这个缺点．
２．４材料工业在材料工业中，硅溶胶作为新材料以其卓越的耐火、耐酸性而引人注目．将硫酸与含２４％的二氧化硅的硅酸反应制得的硅溶胶处理陶瓷耐酸容器后，其不会被浸漏，且可增加承受压力．硅溶胶还可作为耐酸水泥和各种绝热保温材料的粘接剂．而若将其与耐火材料粉末混合涂布钢锭模、铁模等耐热、耐腐
蚀容器的表面，则可大大减少模具的损耗，并使其脱模良好．
２．５建筑工业硅溶胶用于外墙建筑涂料，可与有机乳液充分混合，更加发挥有机、无机混合型涂料的优点．在涂料中加入硅溶胶，可形成耐污染和防尘性强的皮膜，有利于被涂物的保护，这是因为胶体二氧化硅有防止带电的性能．利用这个特点：现已将硅溶胶实际应用于文物古迹的保护整修工作中．另外在地板蜡中混合适当比例的硅溶胶，既不损伤地板蜡的一些基本性质，又能使地板不至太滑．
此外，在电子工业方面，硅溶胶以其优良的分散粉料和粘接性能也被广泛使用，如黑白显像管、彩色显像管的制造都离不开它．
３结论
由于硅溶胶具有较好的耐久性、耐污染性和成膜温度低及无需固化剂等特点，在国外被广泛应用于耐火材料、粘结剂、吸附剂、分散剂、催化剂载体等方面．但目前我国从事硅溶胶生产的厂家不足十家且产品单一、产量少，与国外同类生产厂家相比，存在较大差距．导致这种差距的原因有许多，但笔者认为关键是以下两个方面造成的：一方面是控制何种条件使硅溶胶的储存期达到较长时间，使其稳定性增高；另一方面是硅溶胶中还含有微营养元素，常常给藻类、细菌，及其它微生物提供了生长环境．藻类的生长影响了硅溶胶的质量，给生产和应用带来了十分不利的因素．而国内对藻类在硅溶胶中的生长规律和灭藻剂的选择研究还非常有限【５。．因此，无论从当前或长远看，要想拓展硅溶胶产品在实际工业领域或生活领域中的应用，还应在基础理论和实验的深入研究等方面多下功夫．
参考文献：
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［３］美国专利［Ｐ］．３０２９１５１；３１１３１１２．
［４］中国专利［Ｐ］．８６１００５０３．
［５］杨宇翔．硅溶胶中藻类的生长与灭藻剂选择的研究［Ｊ］．南京大学学报，１９８９，（３）．
一２０—
万方数据
硅溶胶的应用研究
作者：乌兰， WU Lan
作者单位：西北民族学院,化学系,甘肃,兰州,730030
刊名：
西北民族学院学报（自然科学版）
英文刊名：JOURNAL OF NORTHWEST MINORITIES UNIVERSITY (NATURAL SCIENCE)
年，卷(期)：2002，23(4)
被引用次数：12次
参考文献(5条)
1.彭弟基硅溶胶的制备和应用 1982(05)
2.张德林硅溶胶制壳工艺的试验研究 1982(02)
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5.饧宇翔硅溶胶中藻类的生长与灭藻剂选择的研究 1989
相似文献(10条)
1.学位论文马金霞改性微粒硅溶胶的研制及应用机理研究2004
首次在中国研究开发了适合于造纸使用的铝改性微粒硅溶胶与硼改性微粒硅溶胶,其助留助滤效果优于进口硅溶胶NP882,其中硼改性微粒硅溶胶的助留助滤效果优于铝改性微粒硅溶胶.改性前硅溶胶的最佳制备条件为:用碱量8％,熟化温度T<,12>,熟化时间90min.铝盐改性的最佳条件为:改性程度
A<,3>,改性温度为T<,24>,反应时间为1小时左右.硼改性最佳B/Si摩尔比在0.08-0.1之间.选用超滤浓缩硼改性硅溶胶,其最佳条件为:室温下、截留分子量为1万的膜、操作压力为3.5kPa,硼改性硅溶胶浓度可浓缩到15％-16％左右.用阴离子及非离子的表面活性剂提高高浓度硅溶胶的稳定性,其中0.01％用量的DBS分散效果最佳,对硅溶胶的性能几乎没有影响,有利于实现产品商品化.系统研究了阳离子聚合物/改性硅溶胶微粒体系的特征应用工艺及其电化学性能,发现阳离子淀粉/改性硅溶胶微粒助留体系的抗剪切能力比阳离子淀粉一元助留体系的强,其中阳离子淀粉/硼改性硅溶胶微粒体系抗剪切能力比阳离子淀粉/铝改性硅溶胶微粒体系的强.改性硅溶胶微粒体系适用于废纸浆和草浆等细小组分含量高的浆料,对木浆和废纸浆的助留助滤效果的影响中,阳离子淀粉+CPAM/改性硅溶胶助留助滤体系助留助滤效果比阳离子淀粉/改性硅溶胶助留助滤体系和CPAM/改性硅溶胶助留助滤体系好;对草浆助留助滤效果的影响中,阳离子淀粉/改性硅溶胶微粒体系有良好的助留助滤效果.其中硼改性微粒硅溶胶的助留助滤效果优于铝改性微粒硅溶胶.阳离子淀粉/改性硅溶胶微粒助留助滤体系在pH值4-8时较为适用,在松香施胶体系中硫酸铝用量≤3％(较低)时也可适用;其体系抗电解质干扰能力强,白水中电解质含量低于100mM时,其体系可以采用封闭循环用水,减少水资源污染和浪费.用IR谱、<'29>Si-NMR、<'11>B-NMR和<'27>Al-NMR谱以及透射电镜对铝改性硅溶胶与硼改性硅溶胶进行了结构形态与特征的分析研究,首次提出了铝改性粒硅溶胶与硼改性硅溶胶微粒硅溶胶的结构和形态特征.通过几种絮聚模型-DDJ动态滤水仪法、结合激光粒度仪研究絮团大小的变化以及纸张匀度的比较,探讨了阳离子聚合物/改性硅溶胶微粒体系的絮聚过程与机理,为絮聚机理研究提供了一种新的思路和较简便的方法.阳离子聚合物/改性硅溶胶微粒体系的絮聚机理是,先加入阳离子聚合物,纤维与细小组分絮聚成大的絮聚体,受到高剪切力作用,初始絮聚体被打散成小碎块,为带负电荷的改性硅溶胶微粒暴露出更多的链圈和链尾.改性硅溶胶微粒就在这些吸附于不同纸料粒子上的链圈和链尾之间,靠静电中和以及与聚合物中非带电段的配合吸附作用,改性硅溶胶微粒粒径小只能使近距离的细小碎块桥联作用而发生重新絮聚,形成较初始絮聚体更小、更均一、致密的絮团网络.结果可以大幅度提高了细小纤维和填料的留着率,改善了纸料的滤水性,同时,又可获得良好的纸页匀度.
2.期刊论文马纯超.郑典模.MA Chun-chao.ZHENG Dian-mo硅溶胶的制备与应用-山东化工2008,37(5)
文章介绍了硅溶胶的主要性质和应用领域,以及国内外硅溶胶领域的发展现状,并阐述了硅溶胶制备的基本方法及其优缺点.离子交换法、单质硅水解法是目前工业化最成熟的工艺.开发新的硅溶胶制备工艺,制造高浓度、高纯度、高稳定性、特殊用途硅溶胶产品是硅溶胶制备研究的发展趋势.
3.学位论文殷允杰硅溶胶及其色素杂化体系应用性能研究2009
利用溶胶-凝胶技术可以在各种纺织品上形成粘附性强的金属或非金属氧化物薄膜的原理，将硅溶胶用于织物的预处理或后处理上，可以对染料或涂料颗粒具有良好的“锚固”作用，提高织物的染色牢度。另外将染料掺杂到硅溶胶中，制备染料杂化硅溶胶体系，用于染色后既可以提高织物的染色深度和染色牢度，又可以缩短织物的工艺流程。
本研究以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体制备硅溶胶，并测试胶体的陈化稳定性能。结果表明硅溶胶随着陈化时间的延长，胶体的粘度、粒径、Zeta电位等均会慢慢发生变化，其中胶体的粘度和粒径会缓慢增加，而Zeta电位的绝对值会减小。硅溶胶预处理织物染色后，染色织物K/S值与未预处理的织物染色K/S值相比提高了11.2%，摩擦和水洗牢度均提高了半级。采用直接染料掺杂硅溶胶的方法制备直接染料杂化硅溶胶，并讨论硅溶胶含量、染色温度、电解质用量、焙烘温度、焙烘时间等对硅溶胶染色性能的影响。在直接染料浓度4%，氯化钠10g/L，染色温度90℃，150℃焙烘
5min，EtOH:TEOS:H2O=8:1:5(摩尔)条件下制备杂化硅溶胶，当织物用含量为40%硅溶胶染色时，织物的K/S值和染色牢度都有所提高。相对于直接翠兰GL染色后MMF-1固色工艺，杂化硅溶胶染色的K/S值提高了23.7%，湿摩擦牢度和原样变色牢度各提高了半级。视频显微镜测试表明杂化溶胶染色后，纤维的表面会形成一层连续的硅溶胶薄膜，这层膜的存在，对纤维内部或表面的直接染料有很好的“包裹”作用。
本文采用硅溶胶对涂料墨水喷墨印花织物或活性染料染色织物固色处理，研究印染织物的染色深度、摩擦牢度、水洗牢度、日晒牢度等性能。结果表明，硅溶胶固色处理对印花织物的色光影响很小，并有一些增深作用。经过硅溶胶处理后，喷墨印花织物的干摩擦牢度和湿摩擦牢度至少提高了半级；溶胶处理后印花织物60℃的水洗变色牢度提高了1级。而处理后织物的弯曲刚度和弯曲滞后矩都有所增加，但增加量很小，对手感影响较小。经硅溶胶处理后，活性染料染色织物的干湿摩擦牢度和水洗牢度提高了至少半级，而日晒牢度提高了1级。称重法和扫描电子显微镜图片进一步的证明硅溶胶在纤维上的存在。为进一步研究硅溶胶对织物染色深度和牢度的影响，分别采用直接染料杂化硅溶胶染色、硅溶胶预处理染色、织物染色硅溶胶后处理和直接染料常规染色四种工艺，结果表明，直接染料杂化硅溶胶染色和硅溶胶预处理染色均会提高织物的染色深度，而硅溶胶后处理的工艺对染色深度的影响不大。与直接染料常规染色工艺相比，其他三种染色工艺都可以不同程度的提高了织物的染色牢度。
4.期刊论文田华.陈连喜.刘全文.TIAN Hua.CHEN Lian-xi.LIU Quan-wen硅溶胶的性质、制备和应用-国外建材科技2007,28(2)
硅溶胶是二氧化硅的胶体微粒分散于水中的胶体溶液,由硅溶胶的特殊性质和特点出发,讨论总结了硅溶胶的制备方法.作为一种重要的无机粘结剂,硅溶胶被广泛应用于化工、铸造、纺织、造纸、材料、涂料、电子、抗静电剂、催化剂等工业领域.同时对硅溶胶的研究和开发前景进行了展望.
5.学位论文张文娟Gemini型硅溶胶凝胶化及应用2009
Gemini阳离子化合物与带负电的硅溶胶之间能发生一种较强的吸附作用。利用这种吸附作用，可制备一系列的阳离子杂化溶胶体系。该体系在三次
采油、纺织等领域已经有所研究和应用，是一种很有前景的新型功能材料。本文以正硅酸四乙酯(TEOS)为前驱体，以乙撑基-双(十八烷基二甲基氯化铵)(EBODAC)为添加剂，制备了一种Gemini型硅溶胶体系。并对该体系的性能、凝胶化规律以及在棉织物防紫外线和抗菌复合整理上的应用进行了研究。
在溶胶制备的研究中，通过调整反应物的种类、配比以及反应条件，制备了不同性能的Gemini型硅溶胶，考察了不同的制备工艺条件对溶胶体系粘度和凝胶时间的影响，发现当TEOS:EtOH:H2O:HCl:EBODAC=1:8:5:0.04:0.05(摩尔比)，反应温度为50℃，反应时间为6h时，可制得一种性能较稳定的Gemini型硅溶胶。该溶胶的Zeta电位约为23.31mV，粒径约为5.21nm。FT-IR光谱发现TEOS发生充分的水解和聚合，已生成具有Si-O-Si键的溶胶，但溶胶与EBODAC之间没有成键。
无机盐是影响溶胶凝胶化的最重要因素之一，向Gemini型硅溶胶中添加无机盐，探讨了不同种类和用量的无机盐对Gemini型硅溶胶凝胶化性能的影响规律和影响机理，以期达到利用无机盐调控溶胶凝胶化速度的目的。结果表明0.2mol/L的NaCl、KC1、MgCl2、CaCl2和0.003mol/L的NaCl、NaBr、NaI、NNO3、NaAc、NaOH、Na2CO3、Na3PO4添加到Gemini型硅溶胶中后，能促进溶胶的凝胶化；氯化钠的浓度越高，促凝作用越强；0.2mol/L的FeCl3则有延缓溶胶凝胶化的作用；无机盐中的正离子的促凝作用与其离子的水化半径有关，水化半径越大，与Gemini型硅溶胶争夺水化膜的能力越强，溶胶粒子间由水化膜产生的斥力越小，溶胶颗粒脱离水相，相互接触进而反应的几率增大，溶胶的凝胶速度变大；无机盐负离子的促凝作用与所带电荷数以及离子半径有关，离子带电越多，半径越小，压缩双电层的能力越强，溶胶的凝胶速度越快。
向Gemini型硅溶胶中添加TiO2溶胶，制得一种Gemini型SiO2/TiO2复合溶胶，将利用该溶胶对棉织物进行防紫外线/抗菌复合整理。探讨了硅/钛配比、复合溶胶浓度、浸轧方式、焙烘方式、偶联剂种类和用量对整理织物防紫外、抗菌、耐水洗以及强力白度等性能的影响。结果表明，较适宜的整理工艺条件是:硅/钛配比4:1，复合溶胶浓度0.3mol/L，两浸两轧，轧余率70%，160℃下焙烘3min，偶联剂为KH-570，其浓度为0.2mol/L。此时整理织物在UVA、UVB和UVC波段的紫外光透光率分别低于2%、4%和15%，抑菌率达到90.6%，强力、断裂伸长率和白度仅分别下降了2.7%、6.8%和0.3%。水洗30次后，该织物的抑菌率为80.7%，在297nm处的透光率为96.8%，即溶胶整理使织物具有良好的防紫外线和抗菌复合性能以及水洗牢度，且对织物的强力和白度损伤不大。
6.期刊论文陈连喜.田华.叶春生.刘全文.CHEN Lian-xi.TIAN Hua.YE Chun-sheng.LIU Quan-wen硅溶胶制备与应
用研究进展-山西化工2007,27(4)
硅溶胶是二氧化硅的微粒分散于水中的胶体溶液.本文讨论了硅溶胶的制备方法,介绍了硅溶胶在化工、精密铸造、纺织、造纸、材料、涂料和电子等工业领域的用途,并对硅溶胶的研究前景进行了展望.
7.会议论文戴淑芬.骆国书硅溶胶在水性木器底漆中的应用2010
介绍了传统水性木器底漆性能上的不足，以及硅溶胶的性质，通过试验分析硅溶胶在水性木器底漆中的应用。
8.期刊论文王自新.赵冰硅溶胶制备与应用-化学推进剂与高分子材料2003,1(5)
硅溶胶是高分子二氧化硅微粒分散于水中或有机溶剂中的胶体溶液,广泛应用于陶瓷、纺织、造纸、涂料、水处理、半导体等行业.介绍了硅溶胶的各种制备方法及几种特殊用途的硅溶胶的制备.阐述了影响硅溶胶稳定性的因素及其性能测试方法.
9.学位论文熊玉钦聚丙烯酸酯/硅溶胶复合乳液的制备及在水性涂料中的应用2006
本文采用原位乳液聚合方法合成了高固含量的聚丙烯酸酯/硅溶胶有机无机复合乳液，研究了影响聚合体系及涂膜性能的各个影响因素，首次将反应型乳化剂(SAHS)引入本体系进行系统研究，通过DLS、DSC、IR、TEM等手段对复合粒子的微观结构、粒径及其分布等表征，并推断出该复合乳液的杂化机理，并且在水性涂料的应用上做了初步的探索。主要工作如下：
1、确定以KPS为引发剂，研究了一系乳化剂及其互配对乳液稳定性的影响，发现反应型乳化剂SAHS与SLS配合使用可以得到稳定复合乳液。反应初期加入SAHS，当二者质量比为2∶1时且乳化剂总含量为0.5％，乳液的外观及综合性能最好，乳胶粒的平均粒径为50.1nm，分布系数为0.075。
2、讨论了硅溶胶含量的影响。当硅溶胶含量为10％，乳液综合性能最佳。吸水率降低，涂膜硬度随硅溶胶含量增大而上升，涂膜抗冲击强度和柔韧性不受影响，附着力及光泽度最佳；耐沾污性大有改善。DSC测试表明硅溶胶没有影响聚合物的Tg，当软硬单体比是1∶1时，复合乳液最低成膜温度小于3℃。
3、硅烷偶联剂的影响。聚合后期添加2.5％(为SiO2量的)的KH-570，乳液的Ca2+离子稳定性和黏度处于最佳点。
4、通过TEM、IR测试表明复合粒子微观结构是SiO2呈纳米级单分散在复合乳液中，部分复合粒子是聚丙烯酸酯中包覆SiO2的核壳结构，二者之间存在化学键作用，属于吸附层媒介机理。
5、将制得乳液的应用于水性封闭底漆、水性木器漆、建筑外墙涂料、市售乳液改性剂，通过测试比较涂料及涂层性能，结果显示在这几个水性涂料领域都有具备潜在研究价值，有待对乳液性能和涂料配方的进一步开发。
10.期刊论文安锦辉硅溶胶在精密铸造中的应用-河北化工2009,""(12)
硅溶胶粘接剂是精密铸造壳型制备所选用的粘接剂之一,从技术性、适用性、经济性论述了其在精密铸造中的应用.要从实际出发,针对零件的复杂程度、材质、光洁度要求等制定工艺规范、进行合理配比,使硅溶胶在其应用的领域发挥潜力.
引证文献(12条)
1.谭作亮.李涛.张桂芳单质硅水解与水玻璃滴加法制备硅溶胶的研究[期刊论文]-中国科技信息 2009(2)
2.颜进华.骆雪萍.曾聪.周旋涛硅溶胶复配彩喷纸涂层的研究[期刊论文]-信息记录材料 2008(3)
3.孙士铸硅溶胶的制备、性质研究及复合材料的制备[期刊论文]-科技资讯 2007(23)
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11.邓卫星水基硅橡胶的制备、结构与性能[学位论文]硕士 2005
12.李永伦.王力用金属硅粉制备硅溶胶的新工艺[期刊论文]-天津化工 2004(3)
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硅溶胶的制备方法简述 目前，硅溶胶的制备主要有两种方法，即凝聚法和分散法。利用在溶液中的化学反应首先生成SiO2超微粒子，然后通过成核、生长，制得SiO2溶胶的方法为凝聚法；利用机械分散将SiO2微粒在一定条件下分散于水中制得SiO2溶胶的方法，即分散法。根据使用原料及工艺的不同，上述两种方法可细分成下面多种常见的制备方法。 1.离子交换法 用离子交换法制备硅溶胶的历史较长，1941年首先由美国人Bird 发明，其后发展迅速，到目前为止该项技术被国内外大多数硅溶胶生产企业所采用。该方法通常可分为3个步骤：活性硅酸制备，胶粒增长和稀硅溶胶浓缩。 首先，将稀释后的一定浓度的水玻璃依次通过强酸型阳离子交换树脂和阴离子交换树脂，分别除去水玻璃中的钠离子及其它阳离子和阴离子杂质，制得高纯度活性硅酸溶液。此溶液在酸性条件下不稳定，可用适当的NaOH或氨水调节其PH为8.5-10.5，以提高稳定性。在此步骤中使用的离子交换树脂应尽快再生。避免残余的硅酸形成凝胶，使交换柱失效。然后，将上述硅酸溶液加入到含晶种的母液中，通过控制加入速度和反应温度，使硅溶胶胶粒增长到所需粒径即可。最后将完成结晶聚合过程的聚硅酸溶液进行加热蒸发浓缩，或超滤浓缩，以得到合适浓度的产品。如果要进一步进行纯化，可采用离心分离法除去其中杂质，制得高纯硅溶胶。 可见，此方法本身具有不可克服的缺点：一是起始原料水玻璃受离
子交换的限制其浓度不能太高，这就致使第3部中的浓缩过程较长，能耗大，不利于能源的节约；二是离子交换树脂再生时会产生大量废水，对水的浪费较大且废水处理需要一定的成本；三是该法工艺程序多，生产周期长，反应过程中影响产品性能的因素众多以至较难控制。 2.直接酸中和法 一般采用稀水玻璃作为起始原料，经过离子交换出去钠离子，然后通过制备晶核，直接酸化反应，晶粒长大等步骤可制得硅溶胶。 (1) 离子交换除去钠离子：用离子交换树脂除去原料中的钠离子，制得SiO2/Na2O重量比较大的稀溶胶，稀溶胶中钠离子含量已较低。 (2)制备晶核：将上步骤制得的稀溶胶加热并停置一段时间，在稀溶胶中逐步形成数毫微米大小的晶核，与离子交换法中的离子增长反应步骤相似。 (3)直接酸化反应：将稀水玻璃原料及酸化剂（如稀硫酸）持续加入到前述制得的含晶核的稀溶液中，加入过程应注意控制混合液中钠离子的浓度、混合液加热温度、PH值、加入时间等条件。 (4)晶粒长大：上述混合液在控制适当条件下，进行晶粒长大过程，持续长大过程之后，即可制得硅溶胶成晶。 3.电解电渗析法 这是一种电化学方法。在电解电渗析槽中加入电解质，调节电解质溶液的PH值，控制电解电渗析反应的电流密度、温度等反应条件，在制备有合适的电极（如析氢电极、氧阴极）的电解电渗析槽中反应后可制取硅溶胶成品。
硅溶胶的制备 摘要：硅溶胶是高分子二氧化硅微粒分散于水中或有机溶剂中的胶体溶液，广泛应用于陶瓷、纺织、造纸、涂料、水处理、半导体等行业。本文介绍了硅溶胶的各种制备方法及几种特殊用途的硅溶胶的制备。阐述了影响硅溶胶稳定性的因素及其性能测试方法。 关键词：无机化学；硅溶胶制备；硅溶胶应用；综述 1 技术领域 本发明一般涉及适合用于造纸的含水二氧化硅基溶胶(Silica—based sols)。更具体地，本发明涉及二氧化硅基溶胶，它们的制备方法和在造纸中的用途。 本发明提供一种用于制备具有高稳定性、高含量SiO2和提高的滤水(drainage )性能的二氧化硅基溶胶的改进方法。 2技术背景[1, 2] 在造纸领域中，含有纤维素纤维以及任选的填料和添加剂的含水悬浮液(称为纸料)被装人流浆箱，该流浆箱将纸料喷到成型网架(wire)上。水从纸料中滤出，从而在网架上形成湿纸幅，然后在造纸机的干燥段对该纸幅进行进一步的脱水和干燥。 通常将滤水和留着(retention)助剂引人到纸料中，以便促进滤水并增加颗粒在纤维素纤维上的吸附，这样它们与纤维一起被保留在网架上。 虽然高比表面积和一定的聚集或微凝胶形成的程度对性能来说是有利的，但太高的比表面积和大量的颗粒聚集或微凝胶形成会导致二氧化硅基溶胶稳定性的显著降低，因此需要使该溶胶极其稀释，以避免形成凝胶。 国际专利申请公开WO 98／56715公开了一种用于制备含水聚硅酸盐微凝胶的方法，包括混合碱金属硅酸盐水溶液与pH 为11或更小的二氧化硅基材料的水相。该聚硅酸盐微凝胶与至少一种阳离子或两性聚合物一起在纸浆和纸的生产以及水净化中
用作絮凝剂。 国际专利申请公开WO 00／66492公开了一种用于生产包含二氧化硅基颗粒的含水溶胶的方法，该方法包括：酸化含水硅酸盐溶液至pH值为1—4以形成酸溶胶；在第一碱化步骤中碱化该酸溶胶；使碱化溶胶的颗粒生长至少10分钟和／或在至少30℃的温度下热处理该碱化溶胶；在第二碱化步骤中碱化所得到的溶胶；并且任选地，用例如铝对该二氧化硅基溶胶进行改性。 美国专利US 6372806公开了一种用于制备S值为20-50的稳定胶态二氧化硅的方法，其中所述二氧化硅具有大于700 m2／g的表面积，该方法包括： (1)在反应容器中加人阳离子型离子交换树脂(其离子交换能力的至少40％为氢形式)，其中所述反应容器具有用于将所述离子交换树脂与所述胶态二氧化硅分离的装置； (2)向所述反应容器中加人SiO2与碱金属氧化物的摩尔比为15:1至1:1且pH值为至10.0的含水碱金属硅酸盐； (3)搅拌所述反应容器的内容物，直到所述内容物的pH 值为8.5—11.0； (4)用额外量的所述碱金属硅酸盐调节所述反应容器的内容物的pH值至大于10.0 ；并且将所得的胶态二氧化硅与所述离子交换树脂分离，同时将所述胶态二氧化硅移出所述反应容器。 (5)美国专利US 5176891公开了一种用于生产表面积为至少约1000m2／g的水溶性聚 铝硅酸盐微凝胶的方法，该方法包含下述步骤： (a)酸化包含约0.1—6重量％SiO2的碱金属硅酸盐稀溶液至pH值为2—10.5以制备聚酸；然后在该聚硅酸胶凝之前使其与水溶性铝酸盐进行反应，从而得到氧化钥／二氧化硅摩尔比大于约1／100的产物； (b) 然后在胶凝化发生之前稀释该反应混合物至SiO2含量为约2.0％(重量)或更少，以稳定该微凝胶。因此，有利地是能够提供一种具有高稳定性和SiO2含量及改进的 滤水性能的二氧化硅基溶胶。还有利地是能够提供用于生产具有高稳定性和SiO2含 量及改进的滤水性能的二氧化硅基溶胶的改进方法。还有利地是能够提供一种改进滤水的造纸方法。
硅溶胶制备与应用 材料学院化工一班李彦辉20090583 内容摘要： 硅溶胶是高分子二氧化硅微粒分散于水中或有机溶剂中的胶体溶液，广泛应用于陶瓷、纺织、造纸、涂料、水处理、半导体等行业。介绍了硅溶胶的各种制备方法及几种特殊用途的硅溶胶的制备。阐述了影响硅溶胶稳定性的因素及其性能测试方法。 关键词：无机化学硅溶胶制备硅溶胶应用高分子 正文：硅溶胶是高分子二氧化硅微粒分散于水中或有机溶剂中的胶体溶液。1915年美国人首先用电渗析法制备出SiO2质量分数为2.4%的硅溶胶，硅溶胶得以大规模生产和应用，是在年美国人发明利用离子交换法生产硅溶胶以后。目前硅溶胶已被广泛应用于纤维、织物、纸张、橡胶、涂料、油漆、陶瓷、耐火涂料、地板蜡等行业中。另外其在半导体硅晶片的抛光、水处理、矿物浮选和啤酒、葡萄酒酿造等工艺中也有应用。 自1996年以来，随着电子工业迅速发展，作为硅晶片抛光液的原料———硅溶胶的产量快速增加。瑞士公司在2001年第1季度将它位于Martin的硅溶胶厂的生产能力提高了1倍，达到1.4万t/a。同期，日本Fuso Chemial公司也将它位于东京的硅溶胶厂的生产能力由原来的0.7万t/a提高到2.5万t/a. 从20世纪90年代开始，有机硅溶胶的研究和应用也得到较大发展。有机硅溶胶可应用于非水性体系，如用于制造磁性胶体和记录介质，高技术陶瓷化合物和催化剂载体需要有机硅溶胶特殊用途的改性产品研制也得到快速发展，如日本日产化学工业株式会社提出的用于墨水容纳层和喷墨记录介质的念珠状硅溶胶的制备方法。另外该公司申请的中国专利提供了一种含细长形非晶体胶体SiO2粒子的稳定硅溶胶的制备方法。铝改性硅溶胶的研究也取得了进展，这种硅溶胶的最大特点是体系呈中性时很稳定，而采用碱金属氢氧化物作稳定剂的硅溶胶，在体系呈中性时很快就凝胶 我国硅溶胶的研制和生产始于20世纪50年代，南京大学配位化学研究所、天津化工研究院、兰州化学工业公司化工研究院、青岛海洋化工厂、大连油漆厂、广州人民化工厂等都从事硅溶胶产品的研制和生产，但品种和产量与国外都有很大差距。 2002年11月4~8日，全国无机硅化合物技术与市场信息交流大会在广西桂林市召开，大会认为硅溶胶、层硅、聚硅、气相法白炭黑等将是行业发展的新热点。 【一】硅溶胶制备方法 1.1渗析法 渗析法是用酸中和硅酸钠水溶液，经陈化后，再通过半透膜渗析钠离子。该法缺点是渗析所需时间太长，不适于工业化生产。 1.2硅溶解法 采用无机或有机碱作催化剂，以单质硅与纯水反应来制备硅溶胶的方法称硅溶解法。Joseph等在1950年申请的专利中，利用可溶性有机碱作催化剂，使水和硅粉反应来制备 硅溶胶。其中的有机碱ph值（20~25摄氏度时）为6~12，含1~8个碳原子的脂肪胺或脂环胺，硅粉粒径为80~320目。硅粉在使用前应预活化，除去硅粉表面形成的惰性膜。活化时先用质量分数为48%的氢氟酸洗涤，然后依次用纯水、醇、醚冲洗，最后在氮气保护下干燥。活化后的硅粉与水在胺催化作用下，于20~100温度下反应，可制备粒径8~15mm的硅
无机硅涂料的应用 1、防水涂料 硅溶胶对混凝土、水泥砂浆具有良好渗透力，同时渗透进去的胶体粒子膨胀这就使涂料牢固地粘接在墙上。现在的“立邦漆”等大部分高档乳胶漆都含有硅溶胶。 2、防壁毯装饰涂料 涉及一种呈软包装效果的仿壁毯涂料，用硅溶胶和白乳胶做为助剂，用传统配比制作工艺调配而成，具有良好的软包装饰效果和质感，是目前最新式的高档内外墙装饰材料。 3、种彩色建筑装饰膏 装饰膏中有８３１纤维素，硅溶胶，重钙，多能粉。还可有增塑剂成膜助剂，活化重钙，有机硅乳液等。成膜后表面光滑细腻、硬度高、成本低、工艺简单、适应性强、寿命长。 4、水溶性高光彩瓷涂料 本发明公开了一种水溶性高光彩瓷涂料，由（按重量％计）：硅溶胶３—４，尿素树脂８０，苯丙乳液０．５—１，聚乙烯醇２—３，本发明可以直接用水调节其粘度。无毒、无味、不污染环境，成本较低，附着力较好，色彩丰富，耐磨和耐酸碱。 5、新型水性复合高分子外墙涂料 提供了一种新型水性复合高分子外墙涂料，采用的是二次复合工艺。其组分是硅溶胶、苯丙乳液、各类助剂及颜填料。本涂料既有有机涂料的柔性、又有无机涂料的硬度，涂料软硬适度，耐酸、耐碱、耐高温、耐久性好，施工上墙后同水泥墙面不仅仅表面附着，还形成配位反应，对基层产生渗透，十分牢固。涂膜不产生静电、不易吸附灰尘、耐污染性好、十分有利美化市容。 6、一种防水涂料 提供了一种防水涂料，是乙二醛和硅溶胶作为成膜物质，利用其良好的耐水性能和不透水性，以及对混凝土、水泥砂浆的良好粘结力，并添加了防水剂、早强剂等，使其成为具有一定柔性特征的刚性多功能防水涂料。 7、水性无机双组分富锌涂料的制造方法及该涂料 一种水性无机双组分富锌涂料制造方法及该涂料，该涂料通过将制备好的组分A即粘结剂与组分B即锌粉以1∶2-4的重量比混和而制成，所述组分A的制备包括：1)将含适量锂、钠、钾离子的混合型硅溶胶放入容器加以搅拌，并在搅拌的旋涡稳定的条件下顺序加入总重量比为0.2-10％的硅酸锂，同时不断搅拌，使溶液呈半透明胶体状。该制造方法操作简便、成本低；制成的涂料早期耐水性特好，对基材附着力强且稳定；且无废水、废渣及挥发性气体产生，符合环保要求。 8、一种环保型水性彩瓦涂料及其制备方法 涉及一种环保型彩瓦涂料，其原料为：水份、分散剂、硅溶胶、成膜助剂、杀菌剂。实用而又廉价的产品，必然具有极大的商业价值；3.由于产品无毒、无味、不燃不爆，无论对生产环境的安全、生产和使用人员的集体健康来说都是十分有益的。 9、具有自洁、抗霉、灭菌及净化空气作用的水性功能涂料 是一种具有自洁、抗霉、灭菌及净化空气作用的水性功能涂料，水溶性树脂或聚合物乳液或硅溶胶以及它们的复合物。该涂料可用于各种混凝土、金属或木质等建筑物的内、外表面，亦可用于家具、办公用具、交通工具等，应用范围。 10、抗日光隔热涂料 涉及一种抗日光隔热涂料，它的组分和含量(重量份)为苯丙乳液7-15、三聚氰胺改性聚乙烯醇粘合剂4-8、聚醋酸乙烯2-20、硅溶胶(液态)3-7、尿素0.3-0.8、粉状硅酸盐纤维1-2、明矾0.3-0.8。它有极好的反射太阳光的作用和隔热保温性能，并且涂层不龟裂、硬度好、表面 11、一种环保型光催化内墙涂料 该涂料的特征在于具有以下各原料组分及重量百分配比：硅丙乳液和聚丙烯酸酯乳液中的一种或两种的混合液为10-35％、硅溶胶为5-15％、纳米级的锐钛矿相或锐钛矿相和金红石相的混合相二氧化钛颗粒，本发明的环保性光催化内墙涂料可有效降解周围空气中污染物质，净化室内空气，特别是对室内的甲醛、甲苯等有害有机物质进行降解，且具有抗菌、自净、消雾等功能。 12、光催化空气净化水性环保内墙涂料 提供一种光催化空气净化水性环保内墙涂料，主要应用于建筑内墙的涂装。其主要特征是以
硅溶胶生产设备 硅溶胶无机高分子涂料是近几年发展起来的。制备该涂料的关键技术是用特殊的方法除去水玻璃中水溶性的钠离子。一般可以用离子交换、酸中和、水分解、电渗析等方法来实现，以生成一种极细的二氧化硅超微粒子胶状水溶液，粒径为580mum（一般乳液颗粒为8001000mum）其中Si2O含量20%30%，Na2O含量0.3%￥，氧化硅和氧化钠的比例在40%以上。以这种硅溶液/胶为基料，配合颜料和各种助剂而制成硅溶胶无机高分子涂料。硅溶液在失去水分时，单体硅酸逐渐聚合成高聚硅胶，随水分的蒸发，胶体分子增大，最后形成-SIO-O-SIO-涂膜：IO-SI-OH+HO-SI-OH因NA2O在硅溶胶中的含量低，硅溶胶具有一定量成膜溶解的特性，其耐水性、耐热性能明显优于有机涂料。涂膜致密且较硬，不产生静电，空气中各种尘埃难粘附。在目前的建筑涂料中，它的抗污染能力是较强的。 细微的颗粒，对基层有较强的渗透力，能通过毛细管渗透到基层内部，并能与混凝土基层中的氢氧化钙反应生成硅酸钙，使涂料具有较强的粘结力。 但硅溶胶在成膜过程中体积收缩较大，涂膜易开裂。硅溶胶能与丙烯酸酯、醋酸乙烯等乳液任意相溶。两者的特性相互补充，可以配制出性能优良的有机、无机复合涂料。 1、硅溶胶的制备 制备硅溶胶的工艺有：离子交换树脂处理硅酸钠稀溶液的方法；用硫酸中和水玻璃稀溶液的方法；水解硅酸酯的方法等等。其基本原理都是去掉易溶于水的钠离子。举例如下： （1）离子交换法 a 离子交换树脂。阳离子交换树脂采用强酸性苯乙烯阳离子交换树脂；阴离子交换树指采用弱碱性苯乙烯
系阴离子交换树脂。 b 生产工艺 将模数为3.5的硅酸钠溶液用水稀调整至含SiO24%，Na201.15%；将液通过填装阳离子交换树脂的闪换柱，得含SIO23.6%，NA200.005%，SiO2/Na2O摩尔比703，PH值2.5的硅酸胶稀液。 离子交换是一个平衡反应，反应的过程是：当把含有Na+的硅酸溶液通过交换树指时Ma+取代了阳离子交换树脂上的H+。 于是水玻璃中的NAa+已被除去，H+阳离子与硅离子与硅酸钠中的SiO3生成具有活性的硅溶胶稀溶液流出。 硅溶胶的离子交换质量与下列因素有关： 树脂再生的程度、平衡性质、树脂的高度、流入深度、离子大小等。 把通过阳离子交换柱的硅溶胶稀深再通过弱碱性阴离子树脂交换柱，去除液体中的阴离子CL-，以达到更加稳定的状态。以交换柱流出来的稀硅深胶浓渡很低，需进行浓缩，为了防止浓缩时胶凝，浓缩前必须迅速加入稳定剂。稳定剂常的为MOH（M为L,Na,K,Rb,Cs,NH4.NH2等)稳定剂的用量应该恰当，若小于SiO2摩尔数的1%则难于起到稳定作用；若超过5%则将降低制品的纯度。取5kg上述硅溶胶用10%NAOH溶液调PH值至78。取900g调整液注信减压器中进行真这减压浓缩。并以保持容器内液面恒定为原则，徐徐加入剩余的4100g调整液。浓缩温度保持78℃，最后制得900g含SiO220%，Na200.33%PH为9.6的硅溶胶，其平均粒径约16mum。 离子交换树脂进行离子交换后，已失去交换能力。需用盐酸稀液洗涤，用HCL中的H9+取代树脂上的Na+。而使离子交换树脂的活性基团氧化，使树脂再生，恢复交换能力。再生后和离子交换树指必须用蒸馏水冲洗至规定的PH值为止，备下次使用。 硅溶胶的技术性能： SiO2含量地20%30%（以H2SiO3计含量>26%）水分70%80%比重1.141.21Na2O含量0。4%0.5%粘度（涂4）10.9S可存期一年 （2）酸中和法。用酸中和水玻璃时首先选取含有-（CH2）nCH3.R-CH2-R及含亲水基的物质，经过化学反应制得一种产物A，用此产物A 再与钠水玻璃及H2SO4进行反应，最后制提改性水玻璃B。此产物溶于水中的稳定期不少于三个月，失水成膜后，遇水不再溶解。 2、涂料的配制工艺 硅溶胶无机高分子涂料的配制工艺其他涂料没什么特殊区别，只是硅溶胶应慢慢加入，否则涂料将发生质变。可以休取以下的配制工：
硅溶胶精密铸造的工艺 一、蜡模制作 蜡料处理工艺操作守则 蜡料处理流程： （静置桶I中）静置脱水→（除水桶中）搅拌蒸发脱水→（静置桶II中）静置去污 1 工艺参数 静置桶I 静置温度85－90℃ 静置时间6－8h 除水桶搅拌温度110－120℃搅拌时间10－12h 静置桶II 静置温度80－85℃静置时间＞12h 保温箱保温温度54±2℃保温时间＞24h 2 操作程序 2.1 检查设备、温控仪表是否处于正常工作状态。 2.2 将脱蜡釜回收的旧蜡液倒入过滤槽中过滤；再送到静置桶I中，在低于90℃下静置6－8h。 2.3 静置完毕把沉淀水放掉后，将蜡液倒入除水桶中。 2.4 除水桶中的蜡液，在110－120℃保温并搅拌，使残留水分蒸发，到目视蜡液表面无泡沫为止。 2.5 将除完水的蜡液，经过＜60目筛网过滤再放入＜90℃的静置桶II中，保温静置12h 以上。 2.6 各除水桶、静置桶应定期性的放掉其底部的残留水和脏杂物。 2.7 把静置桶II中处理好的回收蜡液送到模头压蜡机保温桶中，用于主产模头（浇道）。 2.8 根据旧腊料性能和腊料消耗情况，不定期的在静置桶II中适量加新蜡，一般在3%－5%左右。 2.9 将合格的蜡液灌入保温箱内的蜡缸中，为减少蜡缸内蜡液中的气体，先保持一段高温时期80℃/2h后降至54℃。在54±2℃下保温24h后，方可用于压制蜡模。 3 注意事项 3.1除水桶，静置桶均应及时排水、排污。
3.2经常检查各设备温控仪表的工作状况，防止失控，尤其应防止温度过高造成蜡料老化。 3.3每月检查一次蜡处理设备各导热油的液面位置，油面应距设备顶面200㎜左右，防止油溢出。并注意检查设备有无渗油现象。 3.4经常检查环境状态，避免灰尘及外来物混入蜡料中。 压制蜡模工艺操作守则 1 工艺要求 室温24±3℃ 蜡缸温度54±2℃(大件应根据工艺要求设定) 射蜡嘴温度57－64℃ 压射压力 4.2Mpa(42kgf/cm2） 保压时间5－15s 冷却水温度＜10℃ 2 操作规程 2.1 检查压蜡机油压、保温温度、操作按钮等是否正常。按照技术规定调整压蜡机压射压力、射蜡嘴温度、保压时间、冷却时间等。 2.2从保温箱中取出蜡缸，装在压蜡机上，放出上部混有空气的蜡料。 2.3 将模具放在压蜡机工作台面上，调整射蜡嘴使之与模具注蜡口高度一致，检查模具所有芯子活块位置是否正确，模具开合是否顺利。 2.4打开模具，喷上微薄一层分型剂。合型，对准射蜡嘴。 2.5双手按动工作按钮，压制蜡模。 2.6抽出芯子，打开模具，小心取出蜡模。按要求放入冷却水中或放入存放盘中冷却。并检查有下列缺陷的蜡模应报废： （1）有严重气泡的蜡模；（2）棱角不清晰的蜡模； （3）变形不能修复的蜡模；（4）尺寸不符号规定的蜡模。 2.7清除模具上残留的蜡料，注意只能用压缩空气吹净模具分型面、芯子上的蜡屑、脱模剂，不准用金属刀具去铲刮型腔、抽芯。慎防损害模具型腔部位。 2.8按以上各条进行下一次压制蜡模，以后往复循环生产。 2.9及时将蜡模从冷却水中轻轻取出，用压缩空气吹净蜡屑及水珠，并进行自检，将合格蜡模正确放入存放盘中。 2.10每班下班或模具当班生产完毕后，应用软布等清理模具。如发现模具有损伤应立即报告领班，由领班处理。并清扫压蜡机、工具及现场，做到清洁、整齐。 3 注意事项 3.1压制蜡模时，首先必须进行首件检查，确认合格后，方可进行操作。压制过程中不能轻易变动压制参数。 3.2使用新的模具时，务必弄清模具组装、拆卸顺序，蜡模取出方法。 3.3蜡模存放时，应注意搁置方向，防止变形。需要时可采取卡具等措施，以避免蜡模变形。
硅溶胶的性质、制备和应用 田 华,陈连喜,刘全文 (武汉理工大学理学院,武汉430070) 摘 要: 硅溶胶是二氧化硅的胶体微粒分散于水中的胶体溶液,由硅溶胶的特殊性质和特点出发,讨论总结了硅溶胶的制备方法。作为一种重要的无机粘结剂,硅溶胶被广泛应用于化工、铸造、纺织、造纸、材料、涂料、电子、抗静电剂、催化剂等工业领域。同时对硅溶胶的研究和开发前景进行了展望。 关键词: 硅溶胶; 性质; 制备; 应用 Prosper ities,M anufactures and Appl ica tion of Sil ica Sol T IA N H ua,CH EN L ian2x i,L IU Q uan2w en (Schoo l of Sciences,W uhan U niversity of T echno logy,W uhan430070,Ch ina) Abstract: Silica so l is a k ind of co llo id so luti on w ell dispersing co rpuscles of silica in w ater.F rom the special characteristic and p roperties,summ arize k inds of m anufactures of silica so l。A s a k ind of i m po rtant ino rganic adhesi on agent,it has been w idely used in the areas of chem ical engineering,casting,textile m ak ing,paper m ak ing, m aterials,coating,electron,antistatic agent,catalyst industry,etc.M eanw h ile,the p ro spects fo r m anufacture and research of silica so l are also fo recast. Key words: silica so l; characteristic; m anufacture; app licati on 硅溶胶是二氧化硅的胶体微粒分散于水中的胶体溶液,又名硅酸溶胶,或二氧化硅水溶胶。硅溶胶最早的研究始于1915年,Schw erin以水玻璃为原料,采用电渗析法制备了硅溶胶,不过由于硅溶胶浓度太稀,Si O2质量分数仅为2.4%,因而实用意义不大。直到1941年B ird以离子交换法制得稳定的较高浓度硅溶胶,才使得硅溶胶能够实现大规模的工业化生产和应用。据统计,目前世界硅溶胶年消费量达2.5～2.8万t(以Si O2计)。作为一种重要的无机高分子材料,硅溶胶已广泛应用于化工、精密铸造、纺织、造纸、涂料、食品、电子、选矿等领域[123]。我国从1958年就开始了硅溶胶的研制与生产,但在硅溶胶品种、质量方面还远远不及发达国家,特别是在高浓度、大粒径硅溶胶和快干增强硅溶胶的生产和应用上还刚刚起步,有待于进一步研究与开发。介绍了硅溶胶的性质,以及硅溶胶制备及应用的研究进展。1 硅溶胶的性质 硅溶胶外观为乳白色半透明的胶体溶液,多呈稳定的碱性,少数呈酸性。硅溶胶中Si O2的浓度一般为10%～35%,浓度高时可达50%。硅溶胶粒子比表面积为50～400m2 g,粒径范围一般在5～100 nm,即处于纳米尺度,与一般粒径为0.1～10Λm的乳液相比,其颗粒要小得多。 硅溶胶的胶团结构用以下化学式表示 {[Si O2]m n Si O2-3 2(n-x)H+}2x-?2x N a+, 胶核 吸附层 扩散层 胶粒 (反离子) 胶团 m,n很大,且mνn。 硅溶胶具有如下特点: 1)硅溶胶是低粘度的胶体溶液,分散性好,可充 8
硅溶胶的制备及其影响因素-化工
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硅溶胶的制备及其影响因素-化工 硅溶胶的制备及其影响因素 张翠李绍纯金祖权赵铁军 （青岛理工大学土木工程学院，山东青岛266033）【摘要】硅溶胶是二氧化硅的胶体分散于水中或溶剂中的一种胶体溶液，具有一系列优异的性能，广泛应用于涂料、纺织等行业。本文综述了以正硅酸乙酯为原料采用溶胶-凝胶法制备硅溶胶的过程及稳定性的影响因素。 关键词硅溶胶；正硅酸乙酯；稳定性；溶胶-凝胶法 【Abstract】Silica sol is a colloidal dispersion of silica in water or solvent in a kind of colloid solution, Silica sol has many excellent performance, thus it widely used in paint, textile and other industries, the ethyl silicate as the raw material is to be the reaction of silica sol prepared by sol-gel method process and the influence factors of stability are summarized in the paper , in order to make certain directive significance to the design process of silica sol. 【Key words】Silica sol; Ethyl silicate; Stability; Sol - gel method 0 引言 硅溶胶是二氧化硅的胶体粒子分散于水中或溶剂中的一种胶体溶液，又名硅酸溶液或二氧化硅水溶液[1]。根据pH值的不同硅溶胶分为酸性硅溶胶和碱性硅溶胶。其基本成分为无定型的二氧化硅，分子式mSiO2·nH2O，胶团结构如图1所示。
硅溶胶制造工艺中的涂料配制工艺 硅溶胶是一种优质硅溶胶模铸造用水基粘结剂，生产用于所有层（面层和背层）。硅溶胶易配制成高粉液比的优质涂料。涂料稳定性好。用硅溶胶制成的壳体不需要化学硬化，型壳制造过程无空气污染。 2.2.1 硅溶胶涂料的配比原则 控制涂料粘度以达到稳定制壳质量的目的，配制时按当时的实际情况，当零件壁薄、复杂或带有深陷时，涂料粘度取下限，反之取上限。 1.配制工艺 按涂料的配方取一定量的耐火材料、润湿剂、消泡剂，先将润湿剂及消泡剂加入涂料桶中，然后加入硅溶胶，开始搅拌，在不断搅拌过程中加入耐火材料，待全部加入完后，继续搅拌6h～12h，稳定后测其粘度，过高加硅溶胶稀释，过小则加入一定量的耐火粉料补充，直至粘度合格为止。 2. 硅溶胶涂料液的制壳工艺 3.制壳场地工艺参数 涂料间温度：22℃～25℃；相对湿度45%～65%；通风条件：良好。 4.涂料工艺过程 将清洗好的蜡模（要求干燥后）慢慢浸入L型涂料搅拌桶中，并转动上下移动，让涂料充分并均匀湿润模组后，取出慢慢转动至无涂料堆积、滴落现象时再挂砂，使砂粒均匀附于涂料之上，每层涂料的粘度、撒砂粒度要求（见表3）。面层涂料时要用专用筛网过滤涂料中的砂粒等杂质，以防止模壳中产生砂粒等脱落而造成铸件夹灰夹砂。 表3 硅溶胶涂料的性能要求 5.硅溶胶铸造每层型壳的干燥过程 硅溶胶在干燥过程中必须严格控制温度，相对湿度及空气流速等，具体工艺参数（见表4）如下。 表4 硅溶胶型壳工艺参数
当环境温度和相对湿度不易调整时，可控制为一定相对稳定额数值：温度为22℃～25℃；湿度45%～65%。 6.模壳脱蜡工艺 采用水浴脱蜡，水温90℃～95℃，脱蜡时间≥20min，以防止水沸腾造成砂粒或涂料进入模壳中。 7.模壳的自检 模壳的自检由操作工自己完成，当有分层、走泡、开裂、烂头者为不合格，浇口中有多余的涂料，不均匀附着者必须除去，否则为不合格。 8.脱模槽清理 每次脱模结束后将蜡水放出浇成蜡锭，浇蜡锭时要用要用160目～200目的筛网过滤去除蜡液中渣滓，并将槽中的水全部放掉并将脱蜡槽打扫干净，下次脱蜡时重新加入清洁的水。 9.焙烧工艺 9.1 单壳焙烧 模口朝下，放置于炉膛内，焙烧温度900℃～1050℃，到温后保温1h～2h后开始取出浇注；当需要装箱时待小于450℃出炉、装箱。 9.2 装箱焙烧 认真仔细检查模壳质量，凡有型腔开裂、剥落、起皮等现象不予装箱。清除浇口翻边及浮砂，模壳口朝下，四周均匀拍摆模壳，清除夹灰、夹砂及型腔表面的浮尘。用压缩空气吹净型腔内夹灰及其表面浮尘100%进行清水清洗模壳型腔，去除内部渣滓。再次轻轻拍摇模壳后装箱，填砂后用石棉板盖住浇口并用两半缺口的石棉板盖住砂箱上口（石棉板大小保证盖满整个砂箱上口并伸出挡砂箱爆皮的边沿）,以防止焙烧至浇注过程中砂箱爆皮落入模壳中而造成铸件夹灰。如有浇口损坏，杯口有砂粒外露者，则停止使用，经修补并经检验合格后方再次使用。小于450℃装箱，箱式电阻焙烧炉焙烧至900℃，保温2h后方可浇注。 10.结束语 精密铸造硅溶胶模壳制造工艺能满足优质铸件的生产要求。多年来的生产实践充分证明精密铸造硅溶胶模壳制造工艺是成熟的，为生产合格模壳和精密铸件提供技术保障。 国际铸业网
铸造用硅溶胶一般二氧化硅30%： A.台湾荣祥工业 基本物理化学 矽溶胶/矽酸胶 性质主要成份 其他成份有机补强剂 二氧化硅含量25% 粒径7~8 mm pH at 25°C 9~10.5 比重 1.17 黏度<10 cps 氧化钠含量0.4% 带电性负电 颜色白色 规格RS-PⅡ、RS-P、RS-E型硅溶胶应用在精密铸造业简介 一种添加树脂增加湿态强度、乾燥速度。增效型的硅溶胶！为奈米级的有无机复合材料！ PⅡ/P/E依序通常用于面层/2、3层/背层，树脂量由高而低。 PⅡ/P/E型硅溶胶是一种复合型的硅溶胶，为一综合有机/无机黏结剂优点为一身的新型黏结剂。适用于各种精密铸造的应用，使用P型硅溶胶会有下列几项优点： *良好的润湿性 *较低沙浆黏度 *较短滴滞时间 *降低壳模材料的使用量 *缩短壳模的乾燥时间 *更佳的湿态强度 *更薄的壳模厚度 实际的效果会因壳模的种类、大小、应用而有所不同的表现。 典型的沙浆调制(10公升) 64.5%耐火材料(耐火材料约63.0~66.0%) RS-PⅡ型硅溶胶：5.92 KG 120~200MESH熔融石英：5.38 KG or 140MESH熔融石英：10.75 KG 黏度：14~18 sec 3号詹氏杯 浆密度：1.65~1.69 g/ml *以上仅供参考，各厂应视各家的需求，自行调配比例。 使用建议： a. 使用前，请先搅拌。关于简易型的活动搅伴叶片，请洽本公司服务部。 b 泡新浆时建议不用再加水了，但补充自浆桶散失的水份是必要的。 .
c. pH维持在9.0~10.5之间。 d . 维持固定的粉液比。 e. 浆桶的温差不要超过±3°C，沾浆室的温差不要超过±6°C。 f. 壳模乾燥室的温度要维持定温，相对湿度可以降低至20%~60%，风速可提高 至1.3~2.0 m/s，减少乾燥的时间。 g . 若使淋砂机和RS-PⅡ/P时，砂子的粒径要小于30MESH，附着力才会好。 h . 若用压力锅脱腊时，用乾蒸气升压至 5.5bar(80psi) 要在10sec内完成；降压时，时间要超过 2 min。 硅溶胶RS-PⅡ,RS-P,RS-E型是一种添加树脂，在精密铸造行业中，常当做优质的粘结剂。大量使用，所制的壳模具有高温强度高、光洁度好、尺寸精度高等优点。本公司生产的硅溶胶中约有60%应用于此行业，通常使用产品为RS-30/RS-30S和快乾型FS-30A/FS-25B硅溶胶。 本公司精密铸造专用硅溶胶分有面层RS-30S和背层RS-30硅溶胶。面层硅溶胶粒径较小，有利于提高浆料的粉液比和致密性，能有效提高铸件表面品质；而背层硅溶胶则粒径稍大，更注重强度性能。经专家测定，其高温强度明显高于国内其他厂家所生产的产品，和美国Nyacol、日本Nisson公司等产品相仿。 B.精密铸造专用硅溶胶 一、应用领域 本品是为精密铸造专业设计的一款硅溶胶产品，特别适合于面层。用其制备的型壳具有表面光洁度高、高温强度高等优点，显著提高铸件的良品率。 二、性能指标 指标名称标准 SiO2含量(重量) 25-28% 粒径10-15nm 外观透明液体 pH值9-10 保质期(月) ≥12 三、使用说明 在搅拌桶中先加入润湿剂和消泡剂，然后加入硅溶胶，搅拌均匀，然后在不断搅拌中加入耐火粉，继续搅拌至体系充分稳定，测量其粘度，若体系粘度过高，则加硅溶胶稀释；若体系粘度过低，则加适量耐火粉，直至粘度适合。 四、包装及储存 1．采用聚乙烯塑料桶包装，主要包装规格有25Kg、250Kg。 2．贮存时应避免曝晒，贮存温度为0-40℃。低于0℃则产生冻胶失效。 3．避免敞口长期与空气接触。 一、当前国内精密铸造面临的机遇和挑战 中国精密铸造业从20世纪90年代初起，进入了一个飞速发展的时期.经过十几年的稳步发展现已成为亚洲地区生产规模最大,专业化程度最高,辅助材料最为齐全的精铸产品生产基
硅溶胶水玻璃复合型壳制壳工艺-精品 2020-12-12 【关键字】方法、条件、质量、继续、保持、规律、关键、方式、逐步、调整、提高、中心1、原辅材料 S830、S1430单质硅硅溶胶SiO2含量为30%，密度1.19－1.20g/cm3；锆英粉含量为：ZrO2≥65%，＜0.045mm（325目）；锆英砂：ZrO2≥65%，0.150mm（100目）；莫来石砂：无细粉，熟料；0.600－0.250mm（30－60目）；匣钵粉：0.075mm （200目）；匣钵砂：0.850－0.425mm（20－40目）；表面湿润剂：J.F.C；长效消泡剂；硅油类；结晶氯化铝；水玻璃模数3－3.4。 2、操作工艺 2.1制蜡模时采用硅油脱模；蜡模必须逐个检查，尽量不修补；模组焊接时小件采用粘结蜡；中大件采用焊刀焊接；间距适当，将带有内腔、孔、槽时，使其向外，有利于制壳、脱蜡和浇注；对带有文字、狭缝、凸缘、弯部应保持轮廓清晰；蜡模组制壳前应先吹去蜡屑、再经清洗液清洗，晾干后制壳。 2.2 涂料的配制 面层采用S830单质硅硅溶胶与锆英粉，新料配制时粉液比1：3.3，流杯粘度为40－45s，6h以后测粘度，若≥50s，逐步加硅溶胶；若粘度≤40s，逐步加入锆英粉；JFC和消泡剂在搅拌后期加入，JFC加入量为加入硅溶胶质量的0.3%－
0.5%，可通过涂料的涂挂性的优劣调整；消泡剂加入量为JFC 加入量的一半，并按泡多少适当地调整。 2.3 面层的配制及操作工艺： 2.3.1 整个配料过程是在L型搅拌机连续运转条件下进行的，L型叶片必须超过中心，且叶片与筒边、筒底间隙约5mm；过大，在配料过程中会出现沉淀； 2.3.2 先加入硅溶胶，再逐步均匀、缓慢地加入锆英粉。如加入10包锆英粉，加入总时间必须＞2时，加完后连续搅拌8－9h，然后用流杯粘度计测粘度，直至粘度达到要求后，接着测定密度； 2.3.3 测定粘度值的确定，是在筒中心、筒边分别取料，然后取其平均值； 2.3.4 用玻璃片沾上涂料，对光观察，如无颗粒点则确定涂料搅拌已均匀；一般认为：每加2－3kg锆英粉；涂料粘度可提高5s左右；每加0.5kg硅溶胶，涂料粘度可降低5s 左右；根据这个小规律适当加以调整； 2.3.5 涂料配好以后，接着将准备好的模组进行最后检查，（如检查模头上的记号与铸件材质是否一致等。）待涂挂； 2.3.6 模组顺转向缓慢进入面层预湿浆中，稍等片刻，缓慢升起；在转筒上方停留滴去多余涂料，顺便观察字迹、小孔是否清晰，并用微弱的压缩空气吹去小气泡，再缓慢进入面层浆中，操作同上，滴去多余涂料，模组即作左右、上下
硅溶胶溶模铸造工艺 熔模铸造的基本特征是采用易熔材料为模样，以耐火材料为铸型，浇注前熔出模样而形成铸型空腔。早在3000年前，该工艺已经被用来铸造工艺品。第二次世界大战期间，由于军事工业的需要，美英等国用熔模铸造的方法生产涡轮喷气发动机的静叶片，从而将该工艺推向工业领域，并在半个多世纪里得到不断发展和提高。熔模铸造的生产工序繁多，从蜡模、型壳、浇注，一直到清理，是一个紧密的链条，任何环节出现问题都直接影响到最终铸件的成形和质量，需要特别加强工艺的控制与研究。 1．制壳工艺的重要性 所有生产工序中，蜡模制造和型壳制造是反映熔模铸造自身特色的两个工艺环节，需要在工艺研究中特别给予关注。 近些年来，世界范围的熔模铸造工艺在蜡模制造方面取得了长足的进步，生产者可以通过选择合适的模料和采用现代化的工艺装备保证蜡模的尺寸精度和表面质量。同时，与熔模铸造的后续制造过程相比，蜡模制造相对独立，可以通过外观检查和尺寸测量等手段筛除不合格品，避免继续生产而增加损失。 进入到型壳制造环节，与铸件最终质量相关的表面质量和尺寸精度等信息则被隐藏起来，直到铸件被清理出来之前，型壳内腔质量的变化可以看成一个“黑箱”，制造环节中无法直接观察其尺寸及质量的变化，只有对型壳的制造工艺与缺陷的关系了解得更加清楚，才能保证整个生产流程的可控性。更为重要的是型壳作为铸件成形的直接型腔，其性能最终影响液态金属的成形质量。因此，人们非常关注熔模铸造的制壳过程。在国际重要的熔模铸造专业会议——美国熔模铸造协会ICI每年一度的技术会议上，型壳研究始终是受关注的热点，有1/3左右的论文与型壳有关，说明型壳制造技术发展对熔模铸造的重要性。 在国际上通用的熔模铸造制壳工艺中，硅溶胶型壳由于环保优势占据了主导地位，但其同样需要面对激烈市场竞争的挑战：一方面是要适应航空航天及军工领域提出的更大、更薄、更复杂铸件的质量要求；另一方面对于大量民用产品而言，缩短生产周期，提高市场反应能力也成为当务之急。 2．型壳技术的发展对新型硅溶胶研制提出的要求 2.1满足复杂熔模铸件对硅溶胶型壳的要求 要制造出大型、薄壁、复杂铸件的型壳，一方面需要解决型壳制造能力的问题，比如适合大型型壳操作的装备，包括制壳机械手、脱蜡设备等。 另一方面，最终型壳在强度、抗变形能力和尺寸精度等性能方面有更高的要求，特别是型壳的强度和抗变形能力是浇铸大型熔模铸件的基础。只有在保证型壳这方面的性能要求，使铸件正确成形，才能进一步提到铸件尺寸精度问题。 硅溶胶型壳的强度按照其所受热作用不同，可以分为常温强度、高温强度和残留强度。常温
焦作市恒辉精密制造有限公司企业标准 特种合金熔模铸造工艺守则 工艺流程QQ/HH C4.1-2013 1 适用范围 1.1 本守则适用于特种合金硅溶胶熔模铸造。 1.2 其它合金硅溶胶熔模铸造可参照执行。 2 特种合金熔模铸造工艺流程图 3 控制要求 3.1 制模、组合、制壳、脱蜡、熔炼浇注、清理、热处理及精修为特种合金熔模铸造生产工序，应制定各工序的通用工艺守则。检验纳入检验规范。熔炼浇注确认为特殊过程。 3.2 对于每一种铸件，均要求编制工艺规程。 3.3 铸件的整个生产过程应严格按照工艺守则及工艺规程的要求进行生产。实施过程控制，并按照工艺守则要求做好工序原始记录。
焦作市恒辉精密制造有限公司企业标准 特种合金熔模铸造工艺守则 蜡模制作QQ/HH C4.2-2013 1 蜡料处理工艺操作守则 1.1 蜡料处理流程： （静置桶中）静置脱水→（除水桶中）搅拌蒸发脱水→（静置桶中）静置去污 1.2 工艺参数 a. 静置桶静置温度85－90℃ b. 静置时间6－8h c. 除水桶搅拌温度110－120℃ d. 搅拌时间10－12h e. 静置桶静置温度80－85℃ f. 静置时间＞12h g. 保温箱保温温度54±2℃保温时间＞24h 1.3 操作程序 1.3.1 检查设备、温控仪表是否处于正常工作状态。 1.3.2 将脱蜡釜回收的旧蜡液倒入过滤槽中过滤；再送到静置桶中，在低于85-90℃之间静置6－8h。 1.3.3 静置完毕把沉淀水放掉后，将蜡液倒入除水桶中。 1.3.4 除水桶中的蜡液，在110－120℃保温并搅拌，使残留水分蒸发，到目视蜡液表面无泡沫为止。 1.3.5 将除完水的蜡液，经过＜60目筛网过滤再放入70℃—90℃的静置桶中，保温静置12h 以上。 1.3.6 各除水桶、静置桶应定期性的放掉其底部的残留水和脏杂物。 1.3.7 把静置桶中处理好的回收蜡液送到模头压蜡机保温桶中，用于主产模头（浇道）。 1.3.8根据旧腊料性能和腊料消耗情况，不定期的在静置桶中适量加新蜡，一般在3%－5%左右。 1.3.9将合格的蜡液灌入保温箱内的蜡缸中，为减少蜡缸内蜡液中的气体，先保持一段高温时期80℃/2h后降至54℃。在54±2℃下保温24h后，方可用于压制蜡模。 1.4 注意事项 1.4.1 除水桶，静置桶均应及时排水、排污。 1.4.2 经常检查各设备温控仪表的工作状况，防止失控，尤其应防止温度过高造成蜡料老化。 1.4.3 每月检查一次蜡处理设备各导热油的液面位置，油面应距设备顶面200㎜左右，防止油溢出。并注意检查设备有无渗油现象。 1.4.5 经常检查环境状态，避免灰尘及外来物混入蜡料中。 2 压制蜡模工艺操作守则 2.1 工艺要求 室温24±3℃蜡缸温度48±2℃(大件应根据工艺要求设定)射蜡嘴温度50-55℃压射压力
甲基三甲氧基硅烷改性工业硅溶胶的工艺 及机理
甲基三甲氧基硅烷改性工业硅溶胶的工艺及其机理 【摘要】以有机硅氧烷和工业硅溶胶为主要原料，采用ｓｏｌ－ｇｅｌ方法获得了水性有机硅溶胶。通过硅氧烷的选择、膜层性能检测以及ｐＨ值、水浴温度、改性时间等改性工艺的研究，获得ＭＴＭＳ改性硅溶胶的最佳工艺：ＭＭＴＭＳ／ＭＳｉＯ２为２∶１～４∶１；ｐＨ值３．５～５．５；水浴温度５０～７０℃；改性时间４０～１２０ｍｉｎ。经ＦＴＩＲ分析和改性机理的探讨，表明ＭＴＭＳ水解生成的硅醇基团与硅溶胶粒子表面的羟基发生缩聚交联，屏蔽了硅溶胶内部的Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ键，对硅溶胶粒子进行了包覆改性。 １引言 工业硅溶胶作为一种水性、无机粘结剂，广泛应用于涂料中提高膜层的理化性能。但是，由于其在成膜过程中体积收缩大、干燥快，容易造成涂膜龟裂、流平性差等缺陷［１］,在涂料中的用量较少，不能够作为主要的成膜物质，使其无机粘结剂的性能优势受到限制。应用中，硅溶胶常常与有机粘结剂复合使用或经过改性处理，如与丙烯酸酯、氟树脂等乳液混合，使两者的性能相互补充，研发有机－无机复合涂料［１－２］。但是这种改性硅溶胶［３－６］中存在大量的有机组分，涂料在使用和成膜过程中存在高ＶＯＣ（ＶｏｌａｔｉｌｅＯｒｇａｎｉｃＣｏｍｐｏｕｎｄｓ），不环保；而且这种涂料涂层遇火易燃，一旦发生火灾， 会释放有毒的气体和浓烟。因此，结合我国涂料工业经济（Ｅｃｏｎｏｍｙ）、能源（Ｅｎｅｒｇｙ）、生态（Ｅｃｏｌｏｇｙ）和效率（Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）的４Ｅ要求，制备水性、低ＶＯＣ、无机不燃的涂料用于金属表
面的装饰和防护［７］，具有较强的应用需求。有机硅氧烷兼有无机和有机两种官能团，成膜时以Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ为主链，是一种有机－无机杂化高分子材料，用于涂层材料具有耐热、耐候等优良的理化性能［８］。一些文献［９－１０］采用有机硅氧烷改性硅溶胶制备薄膜涂层，而硅溶胶是由硅酸乙酯的水解缩聚制备，且在改性过程中引入过多的有机组分；直接采用有机硅氧烷对工业硅溶胶进行改性，并制备水性涂料应用于金属表面的装饰和防护，文献报道较少［１１－１２］。因此，本文以有机硅氧烷和工业硅溶胶为主要原料，在酸催化、水浴的条件下改性硅溶胶粒子，以获得一种水性无机涂料所需的主要成膜物质。本文着重于对硅溶胶改性工艺及改性机理的研究，而通过论文中最佳工艺制备有机硅溶胶及涂层的相关性能测试与表征参见文献［１１］。 ２实验 ２．１试剂 甲基三甲氧基硅烷（ＭＴＭＳ）：ＷＭＴＭＳ＞９８％， 沸点：１０１～１０２℃，工业品，杭州硅宝化工有限公司；其它硅氧烷试剂也购买于该公司。ＬＳ－３０低钠型硅溶胶，含３０ｗｔ％ＳｉＯ２，浙江宇达化工有限公司。其它试剂均为分析纯, ２．２测试 ｐＨ值测试：使用ＰＨＢ便携式酸度计（杭州雷磁分析仪器厂） 。电导率测试：采用ＤＤＢ－１１Ａ便携式电导率仪（上海三信仪表厂），直接将电极插入水解溶液中，读出相应电导率值。ＦＴＩＲ测试：将改性硅溶胶放置烘箱中，１２０℃４ｈ，