硅溶胶制备与应用
材料学院
化工一?/p>
李彦?/p>
20090583
内容摘要?/p>
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?/p>
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?/p>
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?/p>
关键词:无机化学
硅溶胶制?/p>
硅溶胶应?/p>
高分?/p>
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?/p>
1915
年美
国人首先用电渗析法制备出
SiO
2
质量分数?/p>
2.4%
的硅溶胶?/p>
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?/p>
目前硅溶胶已被广泛应用于纤维?/p>
织物?/p>
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?/p>
光、水处理、矿物浮选和啤酒、葡萄酒酿造等工艺中也有应用?/p>
?/p>
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?/p>
1
倍,达到
1.4
?/p>
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?/p>
由原来的
0.7
?/p>
t/a
提高?/p>
2.5
?/p>
t/a.
?/p>
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?/p>
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?/p>
高技术陶瓷化合物和催化剂载体需要有?/p>
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?/p>
另外该公司申请的中国专利提供?/p>
一种含细长形非晶体胶体
SiO
2
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?/p>
硅溶胶,在体系呈中性时很快就凝?/p>
我国硅溶胶的研制和生产始?/p>
20
世纪
50
年代?/p>
南京大学配位化学研究所?/p>
天津化工?/p>
究院?/p>
兰州化学工业公司化工研究院、青岛海洋化工厂?/p>
大连油漆厂?/p>
广州人民化工厂等?/p>
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?/p>
2002
?/p>
11
?/p>
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?/p>
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?/p>
【一】硅溶胶制备方法
1.1
渗析?/p>
渗析法是用酸中和硅酸钠水溶液?/p>
经陈化后?/p>
再通过半透膜渗析钠离子?/p>
该法缺点是渗
析所需时间太长,不适于工业化生产?/p>
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?/p>
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?/p>
硅溶胶。其中的有机?/p>
ph
值(
20~25
摄氏度时)为
6~12
,含
1~8
个碳原子的脂肪胺或脂?/p>
胺,硅粉粒径?/p>
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?/p>
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?/p>
8~15mm
的硅