膠態(tài)氧化硅在涂料中的應(yīng)用

膠態(tài)氧化硅（又叫硅溶膠）是納米級(jí)二氧化硅微粒在水中均勻擴(kuò)散形成的膠體溶液，它種類(lèi)繁多，可很大范圍的滿(mǎn)足于不同性能指標(biāo)的需求，本具有獨(dú)特性能的硅溶膠主要應(yīng)用于防腐涂料以及建筑涂料中。

膠體二氧化硅顆粒呈球形，無(wú)孔且以水作為分散介質(zhì)，硅烷醇基團(tuán)（Si-OH）覆蓋在其表面。由于其具有粒徑小，比表面積大，且它表面覆蓋的硅烷醇基團(tuán)可與涂料、聚合物和膠乳粘合劑內(nèi)常用的金屬和金屬氧化物填充物間相互作用，這種相互作用可導(dǎo)致各種基材的結(jié)合能力增強(qiáng)，使涂料等具有更高的強(qiáng)度和耐性。

硅溶膠二氧化硅主要通過(guò)平均粒徑及穩(wěn)定性的差別進(jìn)行分類(lèi)。在實(shí)際應(yīng)用中，種類(lèi)的選擇關(guān)鍵在于粒徑（或比表面積）和電荷穩(wěn)定性的選擇。

硅溶膠通常包括堿性類(lèi)、PH穩(wěn)定類(lèi)以及陽(yáng)離子類(lèi)，其中堿性類(lèi)和PH穩(wěn)定類(lèi)的硅溶膠帶負(fù)電，陽(yáng)離子類(lèi)帶正電。

最常用的使硅溶膠呈堿性的方法是利用二氧化硅粒子表面所帶的酸性硅醇基團(tuán)，與堿性化合物氫氧化鈉或銨類(lèi)化合物進(jìn)行電荷的誘導(dǎo)作用，使硅溶膠顆粒帶負(fù)電荷。通常情況下，為保持一定的穩(wěn)定性，pH值取8或以上，通常取pH值9-10，其中，以鈉離子為抗衡離子應(yīng)用在涂料配方中，經(jīng)應(yīng)用和干燥后，鈉將留在涂料中，而氫氧化銨則在涂層的干燥過(guò)程中將不斷的揮發(fā)和消失。

而PH穩(wěn)定類(lèi)是指通過(guò)在硅溶膠顆粒表面添加鋁酸鹽的多少來(lái)調(diào)節(jié)PH值，其中PH值的可調(diào)范圍為4-10.5，酸性類(lèi)硅溶膠特別適用于聚乙烯醇等水溶性聚合物或極性的有機(jī)物配方溶劑。

陽(yáng)離子類(lèi)中，硅溶膠顆粒完全被一種鋁氫氧化物復(fù)合物覆蓋使得凈粒子電荷帶正電（不同于PH值穩(wěn)定類(lèi)），它的電荷正負(fù)性是由表面的氫氧化鋁而非二氧化硅決定的，它的抗衡離子是氯離子，pH值穩(wěn)定范圍可介于3.5-6。

由于其體積小，硅溶膠在許多水性涂料配方中發(fā)揮著獨(dú)特的作用，粒徑小的硅溶膠可用于粘合劑或聯(lián)合粘合劑中，以增加其強(qiáng)度和涂層耐久性。

選擇的溶硅膠必須不干擾配方中其它組分。其中帶負(fù)電荷的溶硅膠可與大多數(shù)的乳膠、非離子型和陰離子型表面活性劑以及聚合物相容，它們與陽(yáng)離子表面活性劑和聚合物不相容。

對(duì)于堿性涂料配方，優(yōu)先選擇種類(lèi)為堿性的硅溶膠；如果鈉對(duì)配方?jīng)]有影響，可優(yōu)先選擇種類(lèi)為中等粒徑的硅溶膠；如對(duì)結(jié)合性能要求較高，可選擇粒徑相對(duì)較小的硅溶膠如HS-40；如果需要更好的表面效應(yīng)或?qū)ε浞降姆€(wěn)定性要求更高，選擇一個(gè)粒徑相對(duì)更大的硅溶膠如TM-50；如果鈉對(duì)配方有影響，考慮到介質(zhì)顆粒，以及氨穩(wěn)定性如AS-30可作為優(yōu)選；如對(duì)結(jié)合性能要求較高，可選擇粒徑相對(duì)較小的硅溶膠如SM-AS；如果需要更好的表面效應(yīng)或?qū)ε浞降姆€(wěn)定性要求更高，選擇一個(gè)粒徑相對(duì)更大的硅溶膠如AS-40。

對(duì)于酸性涂料配方，優(yōu)先選擇PH穩(wěn)定的硅溶膠，如果需要更大的PH值穩(wěn)定性，則選擇中等粒徑的硅溶膠。

硅溶膠還可應(yīng)用于許多的水涂層系統(tǒng)以及實(shí)木復(fù)合地板的配方中，用于水涂層系統(tǒng)中可顯著提高其耐用性和抗污防塵性，用于實(shí)木復(fù)合地板的配方中則可以提高其硬度和耐磨性。 

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