导读:硅溶胶介绍

硅溶胶又称硅酸水溶胶,是硅酸的多分子聚合物的胶体溶液。其胶体颗粒细微,粒径为5-80um,其外观为半透明乳白状。二氧化硅的含量随其型号不同而有差异。一般建筑涂料用硅溶胶二氧化硅含量为20%-30%。
硅溶胶主要用于无机高分子建筑内外墙涂料的基料,在硅溶胶失去水分时单体硅酸逐渐聚合成聚硅酸,随着水分的蒸发,胶体分子量增大,最终形成
网状结构的涂膜。
硅溶胶作为涂料基料使用时有如下特性。
(1)颗粒细微 析胶时的二氧化硅具有较高的活性,能与某些无机盐类、金属氧化物生成新的硅酸盐无机高分子化合物,并硬化成膜。
(2)对基材渗透力强 细微的颗粒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反应生成硅酸钙,使涂膜具有较强的附着力。用硅溶胶为基料配制的涂料对于基材的附着是渗透,硬化、黏结的综合效果,因而具有优于一般涂料表面附着的粘结力。
(3)硅溶胶中氧化钠含量低 具有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。
(4)硅溶胶和某些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,同时还能在冷热交替时使涂层的收缩得到缓冲,并使涂层具有一定弹性。所形成的涂层兼具无机涂料和有机涂料的特性,又弥补了两者的不足。
硅溶胶类型其发展趋势
硅溶胶涂料一般除硅溶胶外,基料中大多都掺入其他成膜物,主要有以下几种类型。
(1)水溶性高分子化合物的混合型 水溶性高分子化合物与硅溶胶在较好的混溶性,而不需另外加入任何表面活性剂。例如聚乙烯醇(PVA)与硅溶胶混合涂料,硅溶胶与PVA的配合比可以在相当大的范围内任意调整,并可 加热至95ºC,PVA溶于硅溶胶中,可得到一系列具有不同性质的基料。如有的专利报道,聚乙烯醇水溶液与硅酸水溶液的混合物可形成常温干燥、能耐热水的耐水涂膜。
(2)高分子乳液的混合型 有机高分子乳液具有成膜性好、涂膜耐水和耐碱性好等优点,掺入硅胶中可改善涂料的涂刷性能,增加涂膜的弹性,有效地防止硅溶胶涂膜产生龟裂的现象。
与硅溶胶混合性较好的有机高分子乳液有乙酸乙烯乳液、苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液、乙酸乙烯共聚乳液等。其混合物的稳定性视其两者的用量、乳液类型不同而有较大差异,要在试验中摸索而定。此类涂料的关键是硅溶胶与聚合物乳液的共混稳定性,实际操作中一定要格外注意。
(3)加固化剂型 硅溶胶使用某些金属化合物(如磷酸盐等)有硬化作用,这类涂料具有的耐水性及耐老化性,尤其适用于高温场合,是一般热塑性涂料所不及的。
(4)单硅溶胶型 硅溶胶中SIO2含量达50%以上,该硅溶胶性质较活泼,易和颜料、填料结合,易成膜。在50℃干燥1~2h便可形成耐候、耐热、耐冲击的涂层。
除此之外,还有偶联剂改性硅溶胶涂料。
在建筑涂料中,(1)、(2)两种使用较普遍。
硅溶胶的发展趋势是将硅溶胶直接同有机高分子化合物在聚合中接枝,生成新型树脂以制备出具有优异耐老化、耐久性的高档涂料,应进一步开发偶联剂硅溶胶涂料。