制备小粒径硅溶胶的方法

  硅溶胶是粒径在1-100纳米范围的纳米二氧化硅颗粒在水或其他有机溶剂中的

  分散液，大范围的应用于精密铸造、耐火材料、涂料、纺织、精密抛光等领域。硅溶胶

  根据其粒径范围的不同而应用于不同的领域，其中小粒径硅溶胶（粒径小于10纳

  米）因为二氧化硅纳米粒子非常小，因而干燥后其粒子之间的结合力非常强，成膜

  性非常好，在无机涂料、造纸、电镀、金属表面处理等领域有广泛的用途。目前国

  内的硅溶胶生产企业很多，但是产品的质量与国外相比还有一定差距，主要体现在对

  硅溶胶的粒径没有办法进行精确控制，大多数公司制作的硅溶胶粒径在10-30纳米范围，

  大量用于耐火材料、精密铸造等低端领域。而目前国内很少有企业能够生产小粒径

  硅溶胶。目前小粒径硅溶胶技术主要掌握在国外几家大公司，如AKZO-NOBEL公

  司，国内还没有关于小粒径硅溶胶的专利和论文等有关技术报道。国内的硅溶胶生

  产技术主要有离子交换法和硅粉水解法。离子交换法生产硅溶胶主要是采用硅酸钠

  为原料，先将硅酸钠配制成5-10%的水溶液，然后通过阳离子交换树脂进行离子交

  换，除去钠离子而得到稀的硅酸水溶液，然后将3-6%的稀硅酸溶液滴加到反应釜

  中，经过控制体系的pH值，使硅酸逐渐在碱性条件下聚合成二氧化硅粒子，然后

  经过浓缩，得到硅溶胶成品。这种生产技术由于成本低而被很多企业采用，但是有

  两个缺点：（一）离子交换树脂的再生要产生大量的废水，后期的浓缩过程也要产

  生大量的废水，会造成非常严重的环境污染。（二）生产周期比较长，整个生产周

  期需要几十个小时，生产效率低。（三）难以获得小粒径硅溶胶，因为在这种生产

  过程中随着反应时间的延长，硅溶胶的粒径在逐渐增大，等到达到20%以上的浓

  度时，硅溶胶的粒径已经增长到10-30纳米。硅粉水解法的生产的基本工艺要简单一些，

  在反应釜中加入水，加入碱性催化剂，升温至合适温度后，加入硅粉，使硅粉在碱

  催化下进行水解，生成硅酸并聚合成二氧化硅粒子，最后过滤就得到合适浓度的硅

  溶胶，整个生产周期不到10小时，而且没有废水产生，过滤产生的少量废渣可以

  作为耐火材料的原料，因而没有环境污染问题。但是，现存技术没有实现对粒径的

  控制，生产的全部过程中二氧化硅粒子无序生长，一般粒径都达到了10-30纳米范围，粒

  为了解决以上现存技术中硅溶胶的粒径大、只能用于低端领域的问题......完整内