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郑州硅溶胶在水性材料中的应用
 
作者:admin  来源:本站  发表时间:2019-5-21 22:36:42  点击:788

 硅溶胶的胶体颗粒为球型,直径5-100纳米,适用于复合涂料和功能性涂料用的多为10-20纳米,为微蓝透明的溶液,胶粒的基本成分为SiO2,其内部是以Si-O-Si键相联络而构成的立体网状结构。在胶体颗粒和水相触摸的界面上构成Si- OH(硅醇)的水化膜,这水化膜在膜体颗粒外表结合得很牢,称为结构水,在进步温度和下降压力时,它仍然存在,必须在700oC左右才能终究去除。在Si-O-Si骨架内部还含有适当数量的水,成膜不会掉落起泡。其主要有大量负电荷的羟基,在电场力的效果下坚持相对安稳性,当粒子间受到磕碰或含电解质多而遭到损坏时,则粒子间相互聚集而成凝胶。若经枯燥脱水,则以硅氧烷的方式聚集起来,构成一个透明薄层,而不再溶于水(注:地下隧道等比较湿润的地方硅溶胶涂料仍是能固化成膜,不会掉落起泡)。


    溶胶的粘度在一定程度上与PH值有关,由于PH值不同时&的电位巨细不同,然后改动了溶剂化程度,PH值8-10范围内硅溶胶是安稳的。溶胶PH值添加时,胶团溶剂化效果加强,运动时磨擦阻力增大,使粘度也加大,PH值大于10.5后,溶液构成碱金属,当硅溶胶PH值下降,由于胶粒带电量弱,溶剂化效果下降,故酸性硅溶胶的粘度较低,在PH值5-6的时分,硅溶胶最容易凝胶化(几个小时),PH值2-4是介稳区(亚稳区),所以用于涂料的硅溶胶PH值为8.5-9.5,那么涂料PH值也应坚持在8.5-9.5才为最安稳。


    其他物质对硅溶胶安稳性的影响:


    将硅溶胶应用于水性涂料中时,由于水性涂料是一个杂乱的混合系统,系统中的其他物质会对硅溶胶的安稳性发作影响。各种物质的挑选和配比决议了终究涂料性质的优劣,因此,要制定合理的配方,应该了解各类物质对硅溶胶安稳性的影响,详细如下:


    1、盐及电解质的影响


    在胶体二氧化硅中加入多价金属离子类的盐即可凝胶,这是由于盐类放出离子,与胶态二氧化硅的外表电荷结合以坚持外表电荷平衡,可引起粒子的集合而凝胶化,凝胶化的程度与运用的电解质品种、浓度、温度等有关,一价离子盐类反应缓慢,高价离子类在PH值9以上反应敏捷,在PH值9以下,(明矾和硫酸镁)影响也就减小。电解质对胶态二氧化硅胶化的影响这一特色,有时还能利用它来进步固化速度(水泥),有了这种性能不管将PH值下降到5-7或进步到11以上,甚至基本上不改动PH值,都能下降硅溶胶安稳性,使其发作凝集。


    2、与有机溶剂的相溶性


    胶体二氧化硅与乙醇、醋酸酯等有机溶剂能够混溶,混合的极限发作凝固化,当PH值变化时,胶体二氧化硅的相溶性也发作变化(水溶性的面漆、纸张涂饰剂类的)。


    3、外表活性剂的相溶性


    胶体二氧化硅一般与非离子及阴离子的外表活性剂相溶,外表活性剂、分散剂、流平剂中如含不纯物时(电解质)容易引起凝胶化,不能运用。


    4、乳液树脂和水溶性树脂的相溶性


    胶体二氧化硅与PH值和电荷共同的树脂(含羧基要少)相互混溶一般是能够的,运用乳液时应避免与乳化剂引起胶凝化。硅溶胶的胶凝进程本质上就是一个枯燥的进程,当水份不断减少,浓度逐步添加时,质点的布朗运动使胶体颗粒磕碰的机会增多,在两个颗粒触摸的外表上发作了硅基的缩聚反应,进而转化为硅凝胶,这个进程是不可逆的,在水中不会主动分化溶解,就是在热水中煮泡也不会发作煮烂的现象,脱水愈充分,胶体颗粒间的硅醚键联络就愈完全,硅凝胶结构则愈细密,完整。强度也愈高。
硅溶胶作为涂料基料运用时的长处:


    纳米级二氧化硅用于涂料的一个最杰出的长处就是一旦成膜就不会再溶解的特性,因此运用硅溶胶作基料生产的涂料一般具有很好的耐水性。


    1、因颗粒纤细,析胶时的SiO2具有较高的活性,黏结包裹涂料中的粉状颗粒,与某些无机盐类、金属氧化物生成新的硅酸盐无机高分子化合物,硬化成膜。纤细的颗粒对底层的渗透力强,可通过毛细管效果进入到基材的内部,并与混凝土底层中的Ca(OH)2生成CaSiO3,使涂料具有较强的黏结力。


    2、硅溶胶中Na2O含量低,因此涂膜具有较好的耐水性;由于与底层反应缓慢,涂料具有较好的涂刷性,无盐析现象,色彩均匀,装修效果好。


    3、硅溶胶和某些有机高分子聚合物混溶能硬化成膜,这种涂料坚持了无机涂料具有的硬度;又具有一定的柔性,坚持了有机涂料快干、易刷性,兼有无机涂料和有机涂料的长处。


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