硅溶胶在环保涂料中的应用
无机硅化合物在涂料方面的应用
无机硅化合物在涂料方面的应用防水涂料硅溶胶对商品混凝土、水泥砂浆具有良好渗透力，同时渗透进去的胶体粒子膨胀这就使涂料牢固地粘接在墙上。
现在的“立邦漆”等大部分高档乳胶漆都含有硅溶胶。
本涂料是以聚乙烯缩已二醛和硅溶胶作为成膜物质，利用其良好的耐水性。
和不透水性使其成为具有一定柔性特征的钢性多功能防水涂料。
防壁毯装饰涂料涉及一种呈软包装效果的仿壁毯涂料，该种涂料采用棉麻、化纤及毛类短纤维做为填充料，用苯乙烯丙烯酸共聚乳液做为粘合剂，氯磺化聚乙烯做为防水剂，用硅溶胶和白乳胶做为助剂，用传统配比制作工艺调配而成，具有良好的软包装饰效果和质感，以及优良的防水、消音特性，具成本价格与普通多彩喷涂内外墙涂料相似，其装饰效果豪华富丽，是目前最新式的高档内外墙装饰材料。
种彩色建筑装饰膏装饰膏中有苯—丙乳液，复合聚乙烯醇溶液，８３１纤维素，硅溶胶，重钙，多能粉。
还可有增塑剂成膜助剂，活化重钙，有机硅乳液等。
无毒、无异味，无放射性，粘结力强，耐污染，并有优良的高耐光性、耐候性、不泛黄性，耐碱，耐火、耐湿擦洗等性能。
成膜后表面光滑细腻、硬度高、成本低、工艺简单、适应性强、寿命长。
水溶性高光彩瓷涂料本发明公开了一种水溶性高光彩瓷涂料，由（按重量％计）：甲组份：硅溶胶３—４，尿素树脂８０，苯丙乳液０．５—１，聚乙烯醇２—３，颜料０．５—１０，苯酚钠０．５，乳化剂０．２—１，消泡剂０．０１—０．０３；乙组份：聚酯树脂９０—９５，ＡＰ２－助膜剂５—１０，苯酚钠０．２组成。
本发明可以直接用水调节其粘度。
无毒、无味、不污染环境，成本较低，附着力较好，色彩丰富，耐磨和耐酸碱。
并且耐高温，有瓷一样的效果。
是一种较理想的高光彩瓷涂料。
新型水性复合高分子外墙涂料提供了一种新型水性复合高分子外墙涂料，其特征是：将两种或两种以上有机成膜物与两种无机成膜物复合而成的，采用的是二次复合工艺。
其组分是硅溶胶、苯丙乳液、聚乙烯醇缩甲醛、改性硅酸钾钠、聚丙烯酸酯乳液、各类助剂及颜填料。
硅溶胶的制备及其在涂料中的应用
２硅溶胶的制备方法
制备硅溶胶有两种方法，即凝聚法和分散法。 利用在溶液中的化学反应首先生成ｓｉＯ：超微粒子， 然后通过成核，生长，制得ＳｉＯ：溶胶的方法为凝聚 法；利用机械分散将ＳｉＯｚ微粒在一定条件下分散 于水中制得ｓｉＯ：溶胶的方法，即分散法。根据使用 原料及工艺的不同，上述两种方法可细分成下面多 种常见的制备方式。 ２．１离子交换法
附作用，致使二氧化硅表面可带有某种电荷，用反
应式表示为：
＼
Ｈ＋
＼
ＯＨ’ ＼
一Ｓｉ一０Ｈ２＋砷—兰一Ｓｉ—ＯＨｌｑｉ—邕一Ｓｉ一０。＋Ｈ２０
／
／
／
显然，二氧化硅所带电荷由水溶液的ｐＨ值决
定，当ｐＨ值为适当数值时其表面电荷可为零，此
时即为其零电荷点，一般情况下，零电荷点接近于
等电点。研究表明：二氧化硅的等电点为ｐＨ＝２。当
由于具有上述优点，自２０世纪４０年代以来，硅 溶胶作为一种用途广泛的无机硅化合物在众多领域 得到了应用。特别是在涂料领域，硅溶胶作为一种 无机涂料与有机高分子聚合物乳液复合取得了令人 满意的效果，因而引起了世界范围内涂料研究者的 关注。通过将无机纳米二氧化硅引入聚合物乳液， 可以制备出性能优良的无机一有机纳米复合材料， 成为材料工作者研究的方向之一。并且随着现代科 学技术的进一步发展，当前社会各行业对于硅溶胶 的需求无论从数量上还是从质量上都有了极大的 发展。为此，根据硅溶胶市场的需求，找出目前我 国与世界发达国家在该项技术领域的差距，进一步
2.期刊论文 郑典模.屈海宁.马纯超 改良单质硅水解法制备硅溶胶的工艺研究 -硅酸盐通报2010,29(4)
笔者对硅溶胶的单质硅粉溶解制备方法进行 了系统研究，发现到目前为止，该项技术仍然存在 一些问题：第一，单质硅溶解法的反应是硅与碱 液的反应，这是一个放出气体（氢气）的自动放热 的氧化还原反应。因为反应放热，所以该反应的温 度控制尤为重要，否则，随着热量的大量放出反应 将失控，目前大部分研究者都采取保持较低的反 应温度和延长反应时间的办法来减小放热影响， 这就带来了反应时间过长的负效应。因此，研究如 何通过合理的升温和控温，既达到反应可控又保 证合理的反应速率，是实现其实用化的关键技术 之一。第二，产物稳定性控制的研究报道也较少， 特别是实用化的稳定剂的研究仍需做大量工作。 第三，废物氢气的处理。由前述反应可知，反应中 放出大量的氢气，氢气可作为一种绿色能源，应用 前景广阔，如何收集这些氢气，使其变废为宝也是 值得研究的课题之一。 ２．３其他方法
高岭土硅溶胶
高岭土硅溶胶
高岭土硅溶胶是由高岭土和硅溶胶两种组分混合而成的材料。
高岭土是一种由岩石风化和水侵蚀形成的含铝、镁矽酸盐矿物，主要成分为高岭石和伊利石。
硅溶胶是一种无定形的硅酸盐，其微细颗粒结构有较高的表面积和孔隙度。
高岭土硅溶胶具有许多优良的性质和应用领域。
首先，它具有良好的吸附性能，可以吸附和去除空气中的有害物质，如甲醛、苯等有机污染物。
其次，它的微细颗粒结构和高比表面积使其具有优异的增稠和流变性能，可以用于油漆、胶水等涂料的增稠剂。
此外，高岭土硅溶胶还具有较高的火焰阻燃性能，可以应用于建筑材料、电子产品等领域，提高其阻燃性能。
高岭土硅溶胶的制备方法主要包括溶胶-凝胶法和水热法。
溶胶-凝胶法是将高岭土和硅溶胶分散于适量的溶剂中，经过混合、搅拌和加热脱水等步骤，形成均匀的凝胶体，接着通过干燥和煅烧等过程制得硅溶胶。
水热法则是将高岭土和硅溶胶按一定比例混合，加入适量的水，经过高温高压处理后，生成高岭土硅溶胶。
总的来说，高岭土硅溶胶是一种多功能材料，具有吸附性能、增稠性能和火焰阻燃性能等优点，广泛应用于环境治理、涂料工业和建筑材料等领域。
硅溶胶在水性涂料中应用原理
浙江冠旗纳米科技有限公司
硅溶胶在水性涂料中应用原理
防水：纳米级硅溶胶粒子渗透性好，渗透到基材表面的毛细孔中，堵塞毛细孔，降低开放孔数，增加封闭孔数，从而抑制、减少基层对涂料水分的吸收，使得这种吸收变的得很均匀，干燥变的均匀，增加涂层的致密性，提高防水能力。
硬度：硅溶胶干燥时形成“硅—氧—硅”很硬的无机涂层。
重涂性：加入硅溶胶能够增强基层和中涂层之间的结合，在界面形成一层更密实的黏结层，增强界面的结合力。
耐水性：硅溶胶中氧化钠含量低一旦成膜就不会再溶解的特性，因而使涂膜具有很好的耐水性。
附着力：硅溶胶粒子细小对基材的渗透力强，能通过毛细管作用渗透到基材的内部，并能与基材中的碱性物质如：（Ca(OH)2反应生成硅酸钙CaSiO3，使涂膜具有较强的附着力。
附着力的增强是硅溶胶的渗透、硬化黏结的综合效果，是机械咬合与化学键合的综合结果，因而具有优于一般涂料的表面附着的黏结力。
耐温性：硅溶胶与有机高分子聚合物混溶，使有机高分子均匀地分布在硅-氧-硅无机涂层的间隙中，屏蔽无机涂层中残存的亲水基团，涂膜经受冷热交替时使涂层的收缩得到缓冲，并使涂层具有一定的弹性。
耐酸碱：硅溶胶成膜后形成硅氧体形网状结构，不怕酸碱。
防腐，防锈：良好的致密性和防水、耐水能力，提高了涂层防锈防腐的性能
耐沾污性：良好的致密性，尘埃粒子不易侵入涂层，硬度的提高也增加涂层耐沾污性能
抗静电性：由于硅溶胶透气性好，成膜从内到外干燥快，硬度高，表面不易产生静电。
耐紫外性：纳米二氧化硅具有紫外吸收、红外反射的特性，提高涂层耐紫外性。
中性硅溶胶
中性硅溶胶中性硅溶胶是一种透明的硅胶材料，其主要特性是除了保护功能以外，还具有润滑和隔离性能。
它由硅酸钠、钙、硅酸镁等复合成混合物而成，在加入过氧化物的环境下进行固化，具有优异的环氧硅胶特性，可以用于涂料、油墨、塑料等工业应用。
中性硅溶胶具有优质的组织构造、良好的化学稳定性及高温稳定性，具有非常优良的附着力、耐腐蚀性、耐热性、耐油性及耐抗冲性等。
它可用于表面涂层，用于预防污染、粉尘等，也可以用于做电机绝缘器、管道、缝纫机等其它电气元件的遮护。
中性硅溶胶具有水性、渗透性、安全性、高强度，可以抵抗空气中的腐蚀、氧化，减少传热，充分提高产品的耐磨性，耐腐蚀性，以及使用寿命。
它可以提供以下优点：1、防护性好：中性硅溶胶具有强大的绝缘和抗冲击性，可以有效防止电子设备受到磁场干扰，防止外界的噪音；2、耐高温性能良好：它可以耐受高达200摄氏度的温度；3、耐腐蚀性强：在恶劣的环境下，它可以有效抵抗空气中的腐蚀，氧化，防止盐雾的侵蚀，而且不易被有机污染物侵蚀；4、安全可靠：中性硅溶胶可以形成一层安全可靠的保护，有利于消除电子设备之间的互相干扰，从而提高电子设备的故障率；5、保护作用强：中性硅溶胶可以有效阻隔外界的污染物，防止污染物侵蚀电子元件，保护电子元件不受损坏，并保证电子元件正常工作。
另外，中性硅溶胶还具有节能环保的作用，因为它不含有任何对身体有害的成分，也不会对大气环境造成任何危害。
其主要作用是帮助电子设备降低能耗，以及保证设备的持久稳定运行。
总之，中性硅溶胶是一种具有多种特殊性能的透明硅胶材料，具有耐腐蚀性、耐热性、耐油性等优点，可用于高精密的电子设备上，具有优质的组织构造、良好的化学稳定性及高温稳定性。
它主要用途是用于表面涂层，保护电子元件，消除电子设备之间的互相干扰，降低能耗，提升设备的使用寿命。
它的显著特点是安全可靠，环保节能，功能多样，更耐用，更省钱。
硅溶胶的应用
硅溶胶的应用防水涂料硅溶胶对混凝土、水泥砂浆具有良好渗透力，同时渗透进去的胶体粒子膨胀这就使涂料牢固地粘接在墙上。
现在的“立邦漆”等大部分高档乳胶漆都含有硅溶胶。
本涂料是以聚乙烯缩已二醛和硅溶胶作为成膜物质，利用其良好的耐水性。
和不透水性使其成为具有一定柔性特征的钢性多功能防水涂料。
防壁毯装饰涂料涉及一种呈软包装效果的仿壁毯涂料，该种涂料采用棉麻、化纤及毛类短纤维做为填充料，用苯乙烯丙烯酸共聚乳液做为粘合剂，氯磺化聚乙烯做为防水剂，用硅溶胶和白乳胶做为助剂，用传统配比制作工艺调配而成，具有良好的软包装饰效果和质感，以及优良的防水、消音特性，具成本价格与普通多彩喷涂内外墙涂料相似，其装饰效果豪华富丽，是目前最新式的高档内外墙装饰材料。
种彩色建筑装饰膏装饰膏中有苯—丙乳液，复合聚乙烯醇溶液，８３１纤维素，硅溶胶，重钙，多能粉。
还可有增塑剂成膜助剂，活化重钙，有机硅乳液等。
无毒、无异味，无放射性，粘结力强，耐污染，并有优良的高耐光性、耐候性、不泛黄性，耐碱，耐火、耐湿擦洗等性能。
成膜后表面光滑细腻、硬度高、成本低、工艺简单、适应性强、寿命长。
水溶性高光彩瓷涂料本发明公开了一种水溶性高光彩瓷涂料，由（按重量％计）：甲组份：硅溶胶３—４，尿素树脂８０，苯丙乳液０．５—１，聚乙烯醇２—３，颜料０．５—１０，苯酚钠０．５，乳化剂０．２—１，消泡剂０．０１—０．０３；乙组份：聚酯树脂９０—９５，ＡＰ２－助膜剂５—１０，苯酚钠０．２组成。
本发明可以直接用水调节其粘度。
无毒、无味、不污染环境，成本较低，附着力较好，色彩丰富，耐磨和耐酸碱。
并且耐高温，有瓷一样的效果。
是一种较理想的高光彩瓷涂料。
新型水性复合高分子外墙涂料提供了一种新型水性复合高分子外墙涂料，其特征是：将两种或两种以上有机成膜物与两种无机成膜物复合而成的，采用的是二次复合工艺。
其组分是硅溶胶、苯丙乳液、聚乙烯醇缩甲醛、改性硅酸钾钠、聚丙烯酸酯乳液、各类助剂及颜填料。
克朗弗 硅溶胶
克朗弗硅溶胶是一种无机水性矿物涂料，具有防潮、防霉、防火阻燃、无味、耐候性强等特点。
它采用硅酸盐作为主要成分，经过特殊加工和处理，可以应用于各种建筑材料的涂装和保护。
克朗弗硅溶胶具有以下特点：
1. 无机环保：以无机硅酸盐为主要成分，不含有害物质，绿色环保。
2. 耐候性强：能够承受室外环境的影响，保持涂层的长久性和美观性。
3. 防潮防霉：具有很好的防潮和防霉性能，能够有效地防止水分渗透和霉菌生长。
4. 防火阻燃：具有较高的防火性能，能够有效阻止火焰蔓延和燃烧。
5. 无味无刺激：没有刺激性气味，不会对人体造成伤害。
6. 应用范围广：可以应用于各种建筑材料的涂装和保护，如水泥、木材、玻璃等。
总的来说，克朗弗硅溶胶是一种性能优良、应用广泛的无机涂料，具有环保、耐候、防潮防霉、防火阻燃等特点，可以有效地保护和装饰建筑表面。
硅溶胶的广泛用途
硅溶胶的广泛用途
硅溶胶是一种具有高表面积和吸附性能的材料，具有广泛的应用。
以下是硅溶胶的一些主要用途：
1. 干燥剂：硅溶胶可以吸收周围环境中的水分和湿气，因此被
广泛用作干燥剂。
在电子器件生产、药品制造、食品加工等领域中，硅溶胶可以帮助除去湿气，保证产品质量。
2. 催化剂：硅溶胶可被用作催化剂，因为它能提供一个大的表
面积以及对反应物的有效吸附。
在化学反应中，硅溶胶可用于催化酯化、氧化和还原等反应。
3. 消毒剂：硅溶胶具有抗菌和抗真菌能力，因此可以被用作消
毒剂。
在医疗和食品加工领域中，硅溶胶可以帮助除去细菌和真菌，确保产品的卫生和安全。
4. 吸附剂：硅溶胶可吸附许多物质，包括气体、水分、有机物
和金属离子。
这使得它在环境保护领域中非常有用，例如用于去除污染物、处理废水和净化空气。
5. 粘合剂：硅溶胶可以用作粘合剂，因为它可以与许多不同种
类的表面相互作用。
在制造粘合剂、密封剂和涂料时，硅溶胶可以提高产品的性能和可靠性。
综上所述，硅溶胶是一种多功能材料，具有广泛的应用领域。
它的独特性能使得它在生产和工业中发挥着重要的作用。
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高 了抗 冲击 性 ， 改 善 了涂料 贮 存稳 定 性 ， 保 持 也 仍
涂膜不燃性 。
２ 涂料 组成 的选 择
曾对 硅 溶 剂 建 筑 涂 料 的 主要 成 膜 物 质 — — 硅 溶 胶 和 辅 助 成 膜 物 质— — 有 机 高 分 子 乳 液 进 行 选 择性试验 。 硅 溶 胶 是 涂 料 主要 成 膜 物 质 ，其 用 量 直 接 影 响 涂 料 附 着 性 能 ， 验 结 果 列 人 表 ｌ 试 。
由表 １可 知 ， 溶 胶 的用 量 低 ， 层 附 着 力 亦 硅 涂
低 ； 硅溶胶用 量过高 ， 层附着力 反而 降低 ， 但 涂 这 是 因 为 硅 溶胶 用 量低 时二 氧 化硅 粒 子不 能 全 部 包 围 填 料 和颜 料 颗 料 ，未 形 成 连续 涂 膜 ，故 附 着 力 低 ； 硅 溶 胶 用 量 过 高 ， 二 氧 化 硅 粒 子 对 固体 颗 若 则
克等装饰材料 限制使用 。 那些 施工难度大 、 易脱 落 和 对 人 民 生 命 财 产 造 成 不 必 要 的 损 失 的 装 饰 材 料， 已不能满足现代城市 的发展需要 。 硅溶胶涂料 是继第一代水 泥涂料 ，第二 代合成树脂涂料后 的 第 三 代 无 机 系建 筑 涂 料 ，是 目前 国 家 发 展 最 有 前 途 环 保 型 高 档 建 筑 涂 料 。 特 点 是 ： 膜 系无 机 材 其 涂 料 ， 霉 变性好 ； 膜硬 度高 ， 抗 涂 附着 力 强 可 适 用 于 多 种 基 材 的装 饰 保 护 ， 水 耐 碱 ， 有 超 常 的耐 候 耐 具 性 ， 用 寿 命 １ 使 ０ ８以上 ； 高 低 温 性 好 ， 污 染 ， 耐 耐 保色性优 良 ， 产施工安全 ， 环境污染。 生 无
１ 涂料 成膜 机 理
目前 ，广 泛 流 行 的 硅 溶 胶 建 筑 涂 料 分 为 消 光 平 面 状 ， 壁 状 和 凹凸 状 ， 们 虽 然 采 用 了不 同 品 砂 它 类 的硅 溶 胶 ， 成 膜 原 理 都 是 基 本 相 同的 。 但 硅 溶 胶 是 以水 为 分 散 介 质 的无 机 高分 子 聚 偏 硅 酸 的 胶 体 溶 液 。其 二 氧 化 硅 粒 子 多 以 球 状 单 个 或 多 个 聚 结 多 散 ，能 牢 固地 附着 在基 材 和 填 料 颗 料 表 面 ， 着 水 份 的 不 断 蒸 发 ， 氧 化 硅 粒 子 间能 随 二
收 稿 日期 ：０ １ ０ 一 ｌ ２ １ － ６ Ｏ 作者简 介 ： 张绍 敏（ ９ ５ ） 女 ， １６ 一 ， 山东东 明人 ， 工程 师 ， 董事 长 ， 从 事公 司管 理及 市政 工程 设计 研究 工作 。
０ 前 言
我 国 经 济 改 革 深 入 发 展 ，城 乡 建 设 规 模 在 不 断 扩 大 ， 筑 物 已开 始 向超 高 层 、 规 模 化 、 建 大 大板 框 组 装 方 向迈 进 ，以及 国 家 的 政 策 对 建 筑 装 修 所 制定 的法规 ， 色调单 一 ， 时费工 的干粘石 、 对 费 水 刷 石 等 传 统 的 面饰 材 料 ， 以及 目前 流 行 磁 砖 、 马赛
表 ２ 硅 溶胶 的 ｐ Ｈ值 与 涂料贮 存 稳定性 的关 系表
项 目 ５ 下冷 冻 ℃ 涂料 稳 定 性 贮 存稳 定 性
一
键的刚性较强 ， 成膜交联又是一个缩水过程 ； 若单 独使 用 硅 溶 胶 常 温 固化 成 膜 往 往 存 在 裂 纹 、 内部 微孔 等致命 缺陷 ，引入少量 的有机 高分 子乳液后 有 机 高 分 子 成 膜 物 能 均 匀 分 布 在 Ｓ— ｉＯ涂 膜 间 隙 中 ， 但 消 除 了 上 述 缺 陷 ， 增 加 了涂 膜 韧 性 ， 不 还 提
在 ２ ％ ～６ ％、Ｈ ９ 粒径 在 ｌ ２ ｍ时稳 定性 最好 ， 抹效 果也 最好 。 后对 涂料 的性 能进行 了各 方 面的测试 ， 对制 备 ０ ０ ｐ＝， ０～ Ｏ 涂 最 还
工 艺 进 行 了 阐述 。
关键词 ： 溶胶 ； 料 ； 硅 涂 测试 ； 用 应 中图分 类号 ： Ｕ ６３ Ｔ ５ 文 献标 识码 ： Ｂ 文章 编号 ：０ ９ ７ １ （ ０ ）９ ０ ４ — ２ １０ — ７ ６ ２ １ ０ — ２ ８ ０ １
形 成 牢 固 的 Ｓ一 ｉ０键 而 成 为 连 续 涂 膜 。 由 于 Ｓ一 ｉ０
粒包覆层加厚 ，致使颗粒之 间及颗粒 与基 层之间 缺陷增 多而附着力 降低 ， 且使涂料成本增加 。 由此 可 见 ， 溶 胶 用 量 处 于 ２ ％ ～６ ％范 围 内 ， 论 经 硅 ０ ０ 无 济性 还 是涂 层 附 着性 都 是 最 佳 的 。 众 所 周 知 ， 溶 胶 为 偏 碱 性 最 为稳 定 ， 硅 溶 硅 故 胶 涂料 只有 碱 度 相 匹配 才 能 获得 良好 涂 料 稳 定 性 及 良好 的涂 膜 性 能 。也 就 是 涂 料 只有 在 适 宜 的 碱 度 范 围 内才 呈 稳 定 。硅 溶 胶 的 ｐ Ｈ值 影 响 涂 料 贮 存 稳 定 性 ， 因果 关 系 列 入 表 ２ 其 。
２８ ４
成果应用
城 市道 桥 与 防 洪 Nhomakorabea２１年 ９ ０１ 月第 ９ 期
硅 溶胶 在环 保涂料 中的应用
张绍 敏
（ 封 市市 政工 程设 计研究 有 限公 司 ， 南开 封 ４５０ 开 河 ７ ０ ０）
摘
要： 该文 探讨 了硅 溶胶 对于 改善 环保涂 料 的必要 性和 优势 ， 出硅溶 胶能 在各 方 面提高 涂料 的性 能 。探 讨 了硅溶 胶含 量 指
表 １ 硅 溶液用 量与 附着 力的 关 系表
用量 ， ％ ｌ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９ １０ ０ ０ ０ Ｏ ０ ０ Ｏ Ｏ ０ ０ 附 着 力 １ ２６ ３１ ３ ２９ ２８ ２５ ２１ １ ０８ ． ３ ． ． ． ０ ． ． ． ． ． ５ ．