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硅溶胶在涂料上的应用存在什么问题?

2021-11-24 14:11:14

硅溶胶是以SiO2为基本单位在水中的分散体。硅溶胶亦称为硅酸溶胶,是硅酸的多分子聚合物的胶体溶液。其胶团颗粒粒径一般为5-40nm,与一般粒径为0.1-10um的乳液比粒径要小很多。


  硅溶胶和水玻璃类的硅酸盐相比用于涂料的突出优点是一旦成膜后不会再溶解,但硅溶胶的应用过程中有2个比较突出的问题,1.开裂,2.储存稳定性。

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  1、硅溶胶的粒径小固含量低,导致干燥过程中,失水后,体积收缩很大,容易导致开裂。这个可以通过改善填料和复配一部分的乳液可以改善涂膜的柔韧性。


  2、硅溶胶本身粒径小,和硅酸类底材能反应,导致如果底材疏松或者状况不佳时,大量的硅溶胶被底材吸收,导致没有足够的粘接料粘接粉料导致开裂。这个时候对底材做合适对处理和封闭就变得尤为重要。


  SiO2在水相体系中是典型的胶体,经典的DLVO理论,对其性状及稳定性影响因素进行了理论预测和描述。首先,溶胶颗粒在水中以水合形式存在。在胶团之间,既存在着斥力势能,又存在着引力势能。两胶团扩散层重叠后,破坏了扩散层中反离子的平衡分布,使重叠区反离子向未重叠区扩散,导致渗透性斥力产生;同时也破坏了双电层的静电平衡,导致静电斥力产生。

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  在溶胶中分散相微粒间存在的吸引力本质上仍具有范德华吸引力的性质,但这种吸引力的作用范围要比一般分子的大千百倍之多,故称其为远程范德华力。


  胶体系统的相对稳定或聚沉取决于斥力势能和吸力势能的相对大小。当粒子间斥力势能在数值上大于吸力势能,而且足以阻止由于布朗运动使粒子相互碰撞而粘结时,则胶体处于相对稳定状态;当吸力势能在数值上大于斥力势能,粒子将相互靠拢而发生聚沉。调整两者的相对大小,可以改变胶体系统的稳定性。


  pH对硅溶胶的稳定性影响巨大,处于pH 7的中性状态,硅溶胶会迅速凝胶。硅溶胶在pH7和大于12的时候硅溶胶不稳定。当pH小于3,SiO2表面带正电,pH大于7时候,硅溶胶表面带负电。


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