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碱性硅溶胶在水性材料中的应用
 
作者:admin  来源:本站  发表时间:2019-7-31 1:27:49  点击:104

 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用性涂料用的多为10-20纳米,为微蓝透明的溶液,胶粒的根本成分为SiO2,其内部是以Si-O-Si键相联络而构成的平面网状构造。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表面分离得很牢,称为构造水,在进步温度和降落压力时,它依然存在,必需在700oC左右才干究竟去除。在Si-O-Si骨架内部还含有恰当数量的水,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,当粒子间遭到磕碰或含电解质多而遭到损坏时,则粒子间互相汇集而成凝胶。若经单调脱水,则以硅氧烷的方式汇集起来,构成一个透明薄层,而不再溶于水(注:公开隧道等比拟潮湿的中央硅溶胶涂料仍是能固化成膜,不会掉落起泡)。


    溶胶的粘度在一定水平上与PH值有关,碱性硅溶胶由于PH值不同时&的电位巨细不同,然后改动了溶剂化水平,PH值8-10范围内硅溶胶是安稳的。溶胶PH值添加时,胶团溶剂化效果增强,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值降落,由于胶粒带电量弱,溶剂化效果降落,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,碱性硅溶胶系统中的其他物质会对硅溶胶的安稳性发作影响。各种物质的选择和配比决议了究竟涂料性质的优劣,因而,要制定合理的配方,应该理解各类物质对硅溶胶安稳性的影响,细致如下:


    1.表面活性剂的相溶性


    胶体二氧化硅普通与非离子及阴离子的表面活性剂相溶,表面活性剂.分散剂.流平剂中如含不纯物时(电解质)容易惹起凝胶化,不能运用。


    2.与有机溶剂的相溶性


    胶体二氧化硅与乙醇.醋酸酯等有机溶剂可以混溶,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.盐及电解质的影响


    在胶体二氧化硅中参加多价金属离子类的盐即可凝胶,这是由于盐类放出离子,与胶态二氧化硅的表面电荷分离以坚持表面电荷均衡,可惹起粒子的汇合而凝胶化,凝胶化的水平与运用的电解质种类.浓度.温度等有关,一价离子盐类反响迟缓,高价离子类在PH值9以上反响矫捷,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征,有时还能应用它来进步固化速度(水泥),有了这种性能不论将PH值降落到5-7或进步到11以上,以至根本上不改动PH值,都能降落硅溶胶安稳性,使其发作凝集。


    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)互相混溶普通是可以的,运用乳液时应防止与乳化剂惹起胶凝化。硅溶胶的胶凝进程实质上就是一个单调的进程,当水份不时减少,浓度逐渐添加时,质点的布朗运动使胶体颗粒磕碰的时机增加,在两个颗粒触摸的表面上发作了硅基的缩聚反响,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,脱水愈充沛,胶体颗粒间的硅醚键联络就愈完整,硅凝胶构造则愈细密,完好。强度也愈高。


    硅溶胶作为涂料基料运用时的优点:


    纳米级二氧化硅用于涂料的一个最出色的优点就是一旦成膜就不会再溶解的特性,因而运用硅溶胶作基料消费的涂料普通具有很好的耐水性。


    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浸透力强,可经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,因而涂膜具有较好的耐水性;由于与底层反响迟缓,涂料具有较好的涂刷性,无盐析现象,颜色平均,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优点。

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