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            常見問題

            硅溶膠在水性材料中的應用

            硅溶膠的膠體顆粒為球型,直徑5-100納米,適用于復合涂料和功能性涂料用的多為10-20納米,為微藍透明的溶液,膠粒的基本成分為SiO2,其內部是以Si-O-Si鍵相聯絡而構成的立體網狀結構。在膠體顆粒和水相觸摸的界面上構成Si- OH(硅醇)的水化膜,這水化膜在膜體顆粒外表結合得很牢,稱為結構水,在進步溫度和下降壓力時,它仍然存在,必須在700oC左右才能終究去除。在Si-O-Si骨架內部還含有適當數量的水,成膜不會掉落起泡。其主要有大量負電荷的羥基,在電場力的效果下堅持相對安穩性,當粒子間受到磕碰或含電解質多而遭到損壞時,則粒子間相互聚集而成凝膠。若經枯燥脫水,則以硅氧烷的方式聚集起來,構成一個透明薄層,而不再溶于水(注:地下隧道等比較濕潤的地方硅溶膠涂料仍是能固化成膜,不會掉落起泡)。


                溶膠的粘度在一定程度上與PH值有關,由于PH值不同時&的電位巨細不同,然后改動了溶劑化程度,PH值8-10范圍內硅溶膠是安穩的。溶膠PH值添加時,膠團溶劑化效果加強,運動時磨擦阻力增大,使粘度也加大,PH值大于10.5后,溶液構成堿金屬,當硅溶膠PH值下降,由于膠粒帶電量弱,溶劑化效果下降,故酸性硅溶膠的粘度較低,在PH值5-6的時分,硅溶膠最容易凝膠化(幾個小時),PH值2-4是介穩區(亞穩區),所以用于涂料的硅溶膠PH值為8.5-9.5,那么涂料PH值也應堅持在8.5-9.5才為最安穩。


                其他物質對硅溶膠安穩性的影響:


                將硅溶膠應用于水性涂料中時,由于水性涂料是一個雜亂的混合系統,系統中的其他物質會對硅溶膠的安穩性發作影響。各種物質的挑選和配比決議了終究涂料性質的優劣,因此,要制定合理的配方,應該了解各類物質對硅溶膠安穩性的影響,詳細如下:


                1、鹽及電解質的影響


                在膠體二氧化硅中加入多價金屬離子類的鹽即可凝膠,這是由于鹽類放出離子,與膠態二氧化硅的外表電荷結合以堅持外表電荷平衡,可引起粒子的集合而凝膠化,凝膠化的程度與運用的電解質品種、濃度、溫度等有關,一價離子鹽類反應緩慢,高價離子類在PH值9以上反應敏捷,在PH值9以下,(明礬和硫酸鎂)影響也就減小。電解質對膠態二氧化硅膠化的影響這一特色,有時還能利用它來進步固化速度(水泥),有了這種性能不管將PH值下降到5-7或進步到11以上,甚至基本上不改動PH值,都能下降硅溶膠安穩性,使其發作凝集。


                2、與有機溶劑的相溶性


                膠體二氧化硅與乙醇、醋酸酯等有機溶劑能夠混溶,混合的極限發作凝固化,當PH值變化時,膠體二氧化硅的相溶性也發作變化(水溶性的面漆、紙張涂飾劑類的)。


                3、外表活性劑的相溶性


                膠體二氧化硅一般與非離子及陰離子的外表活性劑相溶,外表活性劑、分散劑、流平劑中如含不純物時(電解質)容易引起凝膠化,不能運用。


                4、乳液樹脂和水溶性樹脂的相溶性


                膠體二氧化硅與PH值和電荷共同的樹脂(含羧基要少)相互混溶一般是能夠的,運用乳液時應避免與乳化劑引起膠凝化。硅溶膠的膠凝進程本質上就是一個枯燥的進程,當水份不斷減少,濃度逐步添加時,質點的布朗運動使膠體顆粒磕碰的機會增多,在兩個顆粒觸摸的外表上發作了硅基的縮聚反應,進而轉化為硅凝膠,這個進程是不可逆的,在水中不會主動分化溶解,就是在熱水中煮泡也不會發作煮爛的現象,脫水愈充分,膠體顆粒間的硅醚鍵聯絡就愈完全,硅凝膠結構則愈細密,完整。強度也愈高。


                硅溶膠作為涂料基料運用時的長處:


                納米級二氧化硅用于涂料的一個最杰出的長處就是一旦成膜就不會再溶解的特性,因此運用硅溶膠作基料生產的涂料一般具有很好的耐水性。


                1、因顆粒纖細,析膠時的SiO2具有較高的活性,黏結包裹涂料中的粉狀顆粒,與某些無機鹽類、金屬氧化物生成新的硅酸鹽無機高分子化合物,硬化成膜。纖細的顆粒對底層的滲透力強,可通過毛細管效果進入到基材的內部,并與混凝土底層中的Ca(OH)2生成CaSiO3,使涂料具有較強的黏結力。


                2、硅溶膠中Na2O含量低,因此涂膜具有較好的耐水性;由于與底層反應緩慢,涂料具有較好的涂刷性,無鹽析現象,色彩均勻,裝修效果好。


                3、硅溶膠和某些有機高分子聚合物混溶能硬化成膜,這種涂料堅持了無機涂料具有的硬度;又具有一定的柔性,堅持了有機涂料快干、易刷性,兼有無機涂料和有機涂料的長處。

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