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其實,硅溶膠就是一種高分子二氧化硅微粒分散于水中或中的膠體溶液。硅溶膠主要應(yīng)用于纖維,織物,紙張,橡膠,涂料,油漆,陶瓷,耐火涂料等行業(yè)中。除此之外,硅溶膠在半導(dǎo)體硅晶片的拋光,水處理,礦物浮選和啤酒等工藝中。在制備硅溶膠時,除了可用硅溶膠金屬硅粉制備,還具有很多不同的制備方法。
1、滲析法,用酸中和硅酸鈉水溶液,經(jīng)陳化后,再通過半透膜滲析鈉離子。滲析法制備硅溶膠的話,滲析時所需要的時間過長,不適于工業(yè)化生產(chǎn)。
2、硅溶解法,采用無機或有機堿作催化劑,以單質(zhì)硅與純水反應(yīng)來制備硅溶膠的方法稱硅溶解法。硅粉在使用前應(yīng)預(yù)活化,除去硅粉表面形成的惰性膜。活化時先用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為48%的洗滌,然后依次用純水,醇,醚沖洗,在氮氣保護(hù)下干燥?;罨蟮墓枞苣z金屬硅粉與水在胺催化作用下,于20-100攝氏度溫度下反應(yīng),可制備粒徑8-15nm的硅溶膠。
3、離子交換法,利用離子交換法制備硅溶膠通常分為三個步驟,分別是活性硅酸制備,膠粒增長,稀硅溶膠濃縮。離子交換法的優(yōu)點是根據(jù)不同的工藝組合可合成不同性能的硅溶膠,缺點是起始原料水玻璃的深度不能很高,使后面濃縮過程時間長,能耗大,而且再生離子交換樹脂時產(chǎn)生的大量廢水需加以處理。
4、膠溶法,先用酸中和水玻璃溶液形成凝膠,所得凝膠經(jīng)過濾水洗,然后加稀堿溶液,在加壓加熱條件下解膠即得溶膠。利用膠溶法制備出來的硅溶膠粒徑分布較寬,且純度較低。
硅石中SiO2>99.0%,Al2O3<0.3%,F(xiàn)e2O3<0.15%,CaO<0.2%,MgO<0.15%;粒度為15~80mm。選擇碳質(zhì)還原劑的原則是:固定碳高,灰分低,化學(xué)活性好。通常是采用低灰分的石油焦或瀝青焦作還原劑。但是,由于這兩種焦炭電阻率小,反應(yīng)能力差,因而必須配用灰分低,電阻率大和反應(yīng)能力強的木炭(或木塊)代替部分石油焦。為使?fàn)t料燒結(jié),還應(yīng)配入部分低灰分煙煤。必須指出,過多或全部用木炭,不但會提高產(chǎn)品成本,而且還會使?fàn)t況紊亂,如因料面燒結(jié)差而引起刺火塌料、難以形成高溫反應(yīng)區(qū)、爐底易開成SiC層、出鐵困難等。
高純硅粉是一種有效的活性摻合料,能夠顯著提高混凝土的強度、抗?jié)B性,抗凍性和耐久性。硅粉混凝土的特性得到人們的重視,硅粉混凝土被廣泛應(yīng)用到水利水電工程、建筑工程、公路工程和橋梁工程等。
1 高純硅粉性能及用途
高純硅粉是用二氧化硅(SiO2)又稱石英的材料經(jīng)過破碎、提純、研磨、分級等工藝精細(xì)加工而成,其純度高、色澤白、顆粒級配合理,有著的性能和廣泛的用途。
1. 1 硅微粉性能
(1)具有良好的絕緣性:由于硅微粉純度高,雜質(zhì)含量低,性能穩(wěn)定,電絕緣性能優(yōu)異,使固化物具有良好的絕緣性能和抗電弧性能。
(2)高純硅粉能降低環(huán)氧樹脂固化反應(yīng)的放熱峰值溫度,降低固化物的線膨脹系數(shù)和收縮率,從而消除固化物的內(nèi)應(yīng)力,防止開裂。
(3)抗腐蝕性:硅微粉不易與其他物質(zhì)反應(yīng),與大部分酸、堿不起化學(xué)反應(yīng),其顆粒均勻覆蓋在物件表面,具有較強的抗腐蝕能力。
(4)顆粒級配合理,使用時能減少和消除沉淀、分層現(xiàn)象;可使固化物的抗拉、抗壓強度增強,耐磨性能提高,并能固化物的導(dǎo)熱系數(shù),增加阻燃性能。
(5)高純硅粉經(jīng)偶聯(lián)劑處理的硅微粉,對各類樹脂有良好的浸潤性,吸附性能好,易混合,無結(jié)團(tuán)現(xiàn)象。
(6)硅微粉作為填充料,加進(jìn)有機樹脂中,不但提高了固化物的各項性能,同時也降低了產(chǎn)品成本。