改性硅溶膠是在純硅溶膠基礎上,通過化學改性、物理共混等手段提升其性能的納米材料。
一、制備方法
改性硅溶膠的制備方法多樣,常見的是化學改性,例如:
-
金屬離子改性:在溶膠中添加多價金屬氫氧化物或金屬氧化物,使膠粒表面部分的硅羥基被金屬離子置換,金屬離子起到穩定劑的作用,從而有效改善溶膠的穩定性,制得高穩定性的硅溶膠。改性后,硅溶膠的電負性提高,穩定性大幅增強,且金屬離子進入固定層使電位降低,膠團水化層變薄,降低了凝膠濃度,可制備快干涂料。
-
硅烷偶聯劑改性:結合無機與有機的特性,通過硅烷偶聯劑將硅溶膠進行改性,使無機Si和有機組分進行鏈接,能有效防止硅溶膠粒子的團聚。制得的有機-無機雜化材料兼具兩者的優點,甚至產生單一材料所不具備的新性能,可滿足某些特殊的使用要求。
二、性能特點
-
高分散度:改性硅溶膠的膠體粒子微細(10 - 20nm),有相當大的比表面積,且粒子本身無色透明,不影響被覆蓋物的本色。其粘度較低,水能滲透的地方它都能滲透,因此和其它物質混合時分散性和滲透性都非常好。
-
穩定性強:改性過程涉及電解質、pH、溫度、粒徑及濃度等因素的改變,可顯著改善硅溶膠的穩定性,使其粒徑細小均勻,比表面積更大。例如,通過金屬離子改性可以提高硅溶膠的穩定性;通過硅烷偶聯劑改性可以增強硅溶膠的分散性。
-
功能特性多樣:根據改性方法的不同,可賦予硅溶膠疏水性、抗靜電性、阻燃性等性能。例如,硅烷偶聯劑改性可增強硅溶膠的表面柔韌性、強度和疏水性等。
三、應用領域
-
涂料工業:在涂料中加入改性硅溶膠,可顯著提高涂層的加工性能、柔韌性和強度等理化性能。例如,涂料專用30%改性硅溶膠具有附著力強、無VOC排放的特點。
-
藍寶石拋光:以SiO?為核的復合磨料由于其特殊的結構,擁有比單一磨料優越的拋光性能,在藍寶石拋光領域,改性硅溶膠作為拋光液具有優越的拋光性能。
-
干燥劑與保鮮劑:改性硅溶膠具有非常高的吸濕性能,可用作濕度控制和干燥劑,且吸濕后可重復使用;由于其對水分和氧氣具有很好的吸附能力,還可用于食品、藥品等的保鮮和防潮。
-
催化劑載體:改性硅溶膠可作為載體,用于催化劑的制備,增加反應效率。
-
化妝品:改性硅溶膠具有很好的吸油能力,可用于化妝品中的控油和吸附。
-
環保材料:在環保領域,改性硅溶膠可用于水處理、空氣凈化和廢氣處理等,具有良好的吸附性能。
-
隔熱材料:可用于制備隔熱涂料、隔熱材料和隔熱纖維,具有優異的隔熱性能。
-
精密鑄造:堿性硅溶膠具有雜質含量低、結構致密、膠粒均勻等特點,廣泛應用在精密鑄造行業。
-
其他領域:還可作為分子篩成型過程中的粘結劑,提高分子篩強度;用于硅鋼片涂層,提高其高絕緣性和附著性;用于金屬表面處理,提高耐蝕性、彎曲加工性和滑動性等。
四、市場情況
-
價格差異:不同廠家、不同規格的改性硅溶膠價格有所不同。例如,有的產品價格為5元/千克,有的則為22元/千克,還有以噸為單位計價的產品,價格從幾千元到上萬元不等。
-
供應情況:市場上有眾多廠家供應改性硅溶膠,產品種類豐富,可根據用戶要求設定粒徑范圍(10 - 150nm范圍內),且純度高、金屬離子含量低、保質期長。