中性硅溶胶
硅溶胶的制备及其影响因素
科技视界Science &Technology Vision科技视界0引言硅溶胶是二氧化硅的胶体粒子分散于水中或溶剂中的一种胶体溶液,又名硅酸溶液或二氧化硅水溶液[1]。
根据pH 值的不同硅溶胶分为酸性硅溶胶和碱性硅溶胶。
其基本成分为无定型的二氧化硅,分子式mSiO 2·nH 2O ,胶团结构如图1所示。
图1胶团结构示意图硅溶胶含有大量的水合胶体,这些胶体呈化学惰性,因此硅溶胶无臭、无味、无化学腐蚀;硅溶胶的胶团为纳米级别,具有较大的比表面积和吸附能力,使得硅溶胶具有较好的粘结性、亲水性和憎油性。
与此同时,硅溶胶还具有较好的分散性以及良好的透光性。
这一系列优异的性能使得硅溶胶得到人们的关注并广泛应用于涂料、粘结剂、耐火绝热材料、纺织、冶金精铸、制药等行业[2-4]。
1溶胶—凝胶法制备硅溶胶溶胶-凝胶法以金属醇盐或其化合物为原料,在酸性或碱性催化剂的作用下,进行水解缩聚反应,使溶液由溶胶变为凝胶。
其制备过程是醇盐的水解与聚合同时反应的物理化学过程。
实验室利用溶胶-凝胶法制备硅溶胶一般是以正硅酸乙酯(TEOS )为前驱体,乙醇为溶剂,酸或碱为催化剂,DMF(N-N —二甲基甲酰胺)为添加剂,去离子水,按一定比例混合,在一定温度下搅拌制得硅溶胶[5]。
正硅酸乙酯在不同的水解条件下进行水解和缩合,得到的产物有所不同。
完全水解时生成二氧化硅和乙醇,不完全水解的情况下则有中间产物存在[5-12]。
硅溶胶反应过程:(1)水解正硅酸乙酯(TEOS )在水中的水解反应如式(1)所示[14-16]:(C 2H 5O)3Si-O C 2H 5+H 2O →(C 2H 5O)3Si-OH+C 2H 5OH (1)根据催化剂的不同,水解反应又可分为亲电性取代和亲核性取代,当酸作催化剂时发生亲电性取代,水解速率与H +成正比,具体取代过程如下:在酸的催化条件下,H +首先进攻正硅酸乙酯分子中的一个OR 基团并使之质子化,造成电子云向该OR 集团偏移,使硅原子核的另一侧面空隙加大并呈亲电子性,因此,负电性较强的阴离子得以进攻硅离子,使TEOS 水解。
硅溶胶稳定性问题
高纯硅溶胶成分标准物质稳定性研究(2009-12-07 14:13:10)注：本文原发表于《功能材料》2005年9月，如需PDF原文，请留下邮箱，注明所需文章即可。
王少明，赵华，王爱萍，荀其宁，云俊鲜摘要：考察了高纯硅溶胶成分标准物质研制过程中影响稳定性的因素。
根据高纯硅溶胶的物理化学性质，研究了影响高纯硅溶胶稳定的pH值、粒度分布、电解质等主要因素。
提出了保持高纯硅溶胶稳定的措施，解决了高纯硅溶胶成分标准物质的稳定性问题，使标准物质稳定保存1年以上。
关键词：高纯硅溶胶；标准物质；稳定性；粒度分布；电解质硅溶胶也称胶体二氧化硅，是无定性二氧化硅胶体粒子在水溶液中的稳定分散系，其分子式可表示为：m SiO2 ·H2O，它是由硅酸分子聚合成的带电荷分子团簇，单体之间通过扩散快速聚合成交联的SiO2颗粒结构。
在单体浓度很高时，聚合速度很快并形成SiO2凝胶；当单体浓度较低时，可形成SiO2颗粒的悬浮体系即胶体。
高纯硅溶胶可用于复合材料的填充、增密，大大地提高材料的耐高温性，并具有透波性好、抗激光辐射等特点。
主要用于电子制造业、国防科技工业等行业。
国外在航天飞行器和中远程导弹导引头的三向石英天线窗中已有应用。
由于自身特性的原因，高纯硅溶胶稳定周期一般比较短，要将其作为标准物质使用，必须解决稳定性的问题。
要保证高纯硅溶胶成分标准物质的稳定性，首先要解决高纯硅溶胶物料的稳定性。
笔者采用工业水玻璃（硅酸钠）为原料制备高纯硅溶胶，通过添加中性盐制备高纯硅溶胶成分标准物质。
在此基础上，研究了影响高纯硅溶胶稳定性的pH 值、粒度分布、电解质、温度、SiO2浓度等主要因素。
提出了保持高纯硅溶胶稳定性的措施，使高纯硅溶胶能稳定地保存1 a以上，满足了标准物质使用、储存、运输的技术要求。
在16个月内对标准物质特性成分量进行了考察，考察结果表明满足标准物质稳定性的要求。
1 高纯硅溶胶成分标准物质的制备选用适当粘度和浓度的硅酸钠溶液，将其稀释过滤后的清液依次顺流通过再生、淋洗合格的阳离子树脂床和阴离子树脂床，依次除去硅酸钠溶液中的金属离子和酸根离子，形成硅酸溶液。
高纯硅溶胶成分标准物质稳定性研究
使用的高纯硅溶胶大多采用酸作为稳定剂。为了使 标准物质基体与材料基体保持一致 ， 笔者采用酸性
稳 定剂制 成酸性 高 纯硅溶 胶 ， 然后调 节 至合适 的 ｐ Ｈ 值范围， 保存 在 合 适 的 温 度 范 围 内 ， 行 稳 定 性 考 进
保持分子团簇状态。在反应釜 中调节并保持 ｐ Ｈ值 基本恒定的情况下边加热边加入硅酸溶液 ， 使二氧
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王少明 ， ： 等 高纯硅溶胶成分标 准物质稳定性研究
５
２２ ．
粒径
其 双 电层 未重 叠 时 ， 子 间 的吸 引 力 是远 程 作 用 的 粒
荷分子团簇 ， 单体之 间通过扩散快速聚合成交联 的 ｓ： ｉ 颗粒结构…。在单体浓度很高时 ， Ｏ 聚合速度很 快并 形 成 Ｓ ２ 胶 ； ｉ 凝 ０ 当单 体 浓度 较 低 时， 可形 成 Ｓ２ ｉ 颗粒的悬浮体系即胶体。高纯硅溶胶可用于复 ０
型前置硅溶胶 ， 再经强酸性 阳离子树脂交换床进行 提纯。控制钠 、 、 、 钾 钙 镁元 素的含量在 １ ｇｇ以 Ｏ ／
关键 词 高纯硅溶胶
标 准物质Βιβλιοθήκη 稳 定性粒度 分布
电解质
硅溶胶也称胶体二氧化硅 ， 是无定性二 氧化硅
化硅粒 子长 大 ， 制得 氨 型 前 置硅 溶 胶 。将 制 备 的 氨
胶体粒子在水溶液中的稳定分散系， 其分子式可表 示为 ： ｉ ・ 它是 由硅 酸 分 子 聚合 成 的带 电 ｍＳＯ Ｈ ０，
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４
化学分析计量
２０ ０ ７年 ， １ 第 ６卷 ， ２期 第
高 纯硅 溶胶 成 分 标 准 物 质 稳 定 性研 究
硅溶胶稳定性问题
高纯硅溶胶成分标准物质稳定性研究(2009-12-07 14:13:10)注：本文原发表于《功能材料》2005年9月，如需PDF原文，请留下邮箱，注明所需文章即可。
王少明，赵华，王爱萍，荀其宁，云俊鲜摘要：考察了高纯硅溶胶成分标准物质研制过程中影响稳定性的因素。
根据高纯硅溶胶的物理化学性质，研究了影响高纯硅溶胶稳定的pH值、粒度分布、电解质等主要因素。
提出了保持高纯硅溶胶稳定的措施，解决了高纯硅溶胶成分标准物质的稳定性问题，使标准物质稳定保存1年以上。
关键词：高纯硅溶胶；标准物质；稳定性；粒度分布；电解质硅溶胶也称胶体二氧化硅，是无定性二氧化硅胶体粒子在水溶液中的稳定分散系，其分子式可表示为：m SiO2 ·H2O，它是由硅酸分子聚合成的带电荷分子团簇，单体之间通过扩散快速聚合成交联的SiO2颗粒结构。
在单体浓度很高时，聚合速度很快并形成SiO2凝胶；当单体浓度较低时，可形成SiO2颗粒的悬浮体系即胶体。
高纯硅溶胶可用于复合材料的填充、增密，大大地提高材料的耐高温性，并具有透波性好、抗激光辐射等特点。
主要用于电子制造业、国防科技工业等行业。
国外在航天飞行器和中远程导弹导引头的三向石英天线窗中已有应用。
由于自身特性的原因，高纯硅溶胶稳定周期一般比较短，要将其作为标准物质使用，必须解决稳定性的问题。
要保证高纯硅溶胶成分标准物质的稳定性，首先要解决高纯硅溶胶物料的稳定性。
笔者采用工业水玻璃（硅酸钠）为原料制备高纯硅溶胶，通过添加中性盐制备高纯硅溶胶成分标准物质。
在此基础上，研究了影响高纯硅溶胶稳定性的pH 值、粒度分布、电解质、温度、SiO2浓度等主要因素。
提出了保持高纯硅溶胶稳定性的措施，使高纯硅溶胶能稳定地保存1 a以上，满足了标准物质使用、储存、运输的技术要求。
在16个月内对标准物质特性成分量进行了考察，考察结果表明满足标准物质稳定性的要求。
1 高纯硅溶胶成分标准物质的制备选用适当粘度和浓度的硅酸钠溶液，将其稀释过滤后的清液依次顺流通过再生、淋洗合格的阳离子树脂床和阴离子树脂床，依次除去硅酸钠溶液中的金属离子和酸根离子，形成硅酸溶液。
氨型硅溶胶
氨型硅溶胶氨型硅溶胶（AminSiliconeResin）是一种结构稳定，耐酸碱、耐温性能优异，能够形成牢固附着膜的特种涂料，用于钢结构、汽车零部件、铝型材等表面处理，利用其优异的附着力和耐腐蚀性能，能有效提升产品的使用寿命和美观度。
氨型硅溶胶的制备原料以硅油、氨基硅烷、氨基硅油等为主，常用的硅油有活性硅油、乙烯基二甲硅烷、氯烷基甲基硅烷、氟烷基甲基硅烷、苯乙烯基硅烷、烷基硅油和聚氨酯硅油，其制备过程主要有一定的步骤，需要混合原料、热处理、添加剂混合和溶胶制备等步骤，在热处理过程中，一般采用异丁烯丙酸乙烯醇铵或甲基丙烯酰胺等作为自由基接受剂，其作用是在涂料表面形成一层自由基，以增强涂料的附着力和抗腐蚀性。
氨型硅溶胶的特点是其表面极具光泽，高抗耐候性及耐腐蚀性，氨型硅溶胶亦具有良好的加工性、化学稳定性及抗紫外线性能，有着优良的耐温性，耐酸碱性和耐污染性能，可有效的防止汽车零部件因外界的环境而产生的腐蚀，可提升产品的使用寿命。
此外，氨型硅溶胶还具有优良的耐久性，不易被水侵蚀，具有良好的附着力，使其与涂料表面形成一层更牢固的附着膜，可更好地防止钢结构、汽车零部件、铝型材等表面的腐蚀，以延长使用寿命和提高使用美观度。
氨型硅溶胶的主要应用领域为汽车零部件涂层，它能够提供优良的耐磨性、耐冲击性、耐高温性和耐湿性，可使汽车零部件更耐磨、更耐冲击、更耐高温和更耐湿，可有效延长汽车零部件的使用寿命，及提高汽车零部件的功能性和安全性。
此外，氨型硅溶胶还可应用于钢结构、汽车底盘、铝型材等表面处理，使表面形成一层更牢固的附着膜，增强表面的耐腐蚀性和耐高温性，以及耐紫外线性，以保护表面不受外界环境的侵蚀和破坏，可有效延长使用寿命，减少维修的次数，提高使用美观度。
综上所述，氨型硅溶胶是一种特殊的涂料，具有优异的附着力和耐腐蚀性，可以在汽车零部件、钢结构、铝型材等表面处理，形成一层牢固的附着膜，以延长使用寿命和提高使用美观度，且具有优良的抗耐候性及耐高温性能，可用于汽车零部件、钢结构、铝型材等表面处理，以及防止外界环境的侵蚀破坏，有助于延长产品的使用寿命，提高使用美观度。
硅溶胶产品介绍
硅溶胶系列产品种类1.微电子行业使用的产品：THE-15A、 THE-30、THE-30A、THE-40、THE-40A2.工业用的产品：TH-20、TH-25、TH-30、TH-40、TH-45产品简介硅溶胶是无定形二氧化硅在水中的分散体系，外观多呈乳白半透明的溶液状。
TH、THE型硅溶胶是南通海迅天恒纳米科技有限公司生产的新一代硅溶胶，我公司采用新生产线工艺，设备技术先进，检测手段齐备，原材料选用严格，根据客户需求可选择不同的浓度、不同的粒径，并且可控粘结强度好，质量可靠，性能稳定，品种齐全，处于国内领先水平，可替代进口硅溶胶。
主要特点我公司THE型硅溶胶分散度小，可以根据客户需要选择不同的粒径范围，且纯度高、稳定性好，可广泛应用于微电子行业及高新技术产品加工领域；我公司TH型硅溶胶具有较好的粘结性、亲水性和憎油性，杂质含量低并且胶粒均匀、结构致密、吸附性强、热膨胀系数低，可广泛应用于精密铸造行业。
主要用途THE型硅溶胶主要应用于微电子行业中硅材料表面、砷化镓、碳化硅、蓝宝石表面以及石英等材料的抛光工艺，也可以用于扩散片的抛光。
TH型硅溶胶主要应用于精密铸造行业、石油工业、制药工业、有机合成工业中催化剂载体和吸附剂的制造以及涂料制备，也可用于造纸业、耐火材料、冷轧硅钢片、印刷、蓄电池等行业。
基本参数1. 微电子行业使用的产品2.工业用的产品运输及保存1、运输与存放过程中要避免光直射。
2、运输与存放温度为5℃～50℃。
3、保质期一年，建议半年内使用。
包装规格 250Kg/桶。
南通海迅天恒纳米科技有限公司是硅溶胶系列产品专业生产厂家，有多种硅溶胶产品供您选择：酸性硅溶胶，碱性硅溶胶，低钠硅溶胶，高浓度硅溶胶，高纯度硅溶胶，超细硅溶胶等。
产品粒径和PH可以根据用户要求控制调节。
粒径范围：5nm-150nmPH值：2-4；8.5-9.5 或可按要求调节产品可广泛应用于精密铸造、纺织、石油化工、耐火材料、电子、催化剂载体、涂料等多方面。
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中性硅溶胶
中性硅溶胶是一种由硅链和聚硅氧烷制成的混合溶胶，用于粘合、涂覆、封装和填充各种塑料和金属表面，以及处理光学表面和电子元件。
中性硅溶胶具有低温熔融、高温熔融、超级流平、耐水、耐卤素、耐温度变化，以及优异的耐磨性。
中性硅溶胶主要用于密封和耐温度的光学表面，如手机、电脑显示器、液晶显示器、数码相机等，以及用于涂覆PCB、IC、电缆、电池、照相机镜头、铝制品等表面。
它还可用于封装和填充高温固体磁性体，如电容器、变压器、马达和开关。
此外，中性硅溶胶还可用于布线，因为它可以密封和保护电缆和电子元件，从而延长其使用寿命。
中性硅溶胶的制备过程包括：首先，将硅链和聚硅氧烷添加进机器中，调节pH值到7-8之间，然后加热至熔融，使其形成无气泡的
溶液体。
之后，将溶液体放入模具中，并添加还原剂，以控制比表面张力，并确保消解度。
然后，放入制冷装置，将溶液体冷却到室温，通过凝固使其液体变为固体，最后就得到了中性硅溶胶。
中性硅溶胶广泛应用于粘合、涂覆、封装和填充多种塑料和金属表面，可以有效保护表面，并优化固体磁性体的电性能。
它具有低温熔融、高温熔融、超级流平、耐水、耐卤素、耐温度变化，以及优异的耐磨性，是目前使用最广泛的光学粘合剂之一。
由于中性硅溶胶的广泛应用，它的原料价格也比较高。
所以，在使用中性硅溶胶的过程中，一定要注意气体排放、废水处理等环境保
护措施，以确保使用中性硅溶胶时不会造成环境问题。
综上所述，中性硅溶胶是一种广泛应用于光学、电子领域的混合溶胶，既可粘合，又可涂覆，有着较强的环境耐受性、优秀的耐温性，以及优良的电性能。
在使用中性硅溶胶过程中，一定要注意其价格及环境保护措施。