用金属硅粉制备生产硅溶胶工艺介绍

硅溶胶为胶体大小的无定形的二氧化硅粒子在水中的稳定体系，由于硅溶胶具有较大的比表面积，较好的渗透性、吸附性和粘结性，较高的耐火绝缘性等优良性能，在纺织、造纸、钢铁铸造、金属表面处理、陶瓷、涂料、颜料、胶粘剂等行业上得到了相当广泛的应用，在改善工业产品质量、简化生产工艺和节约原材料等方面都可发挥不同程度的作用。

目前国内制备硅溶胶的方法有三种：离子交换法、酸中和法、电渗析法、硅粉溶解法和胶溶法。离子交换法为国内大多采用的方法，但此法工艺程序较多，能源消耗大；电解电渗析法在操作过程中会发生二氧化硅在阳极上的吸附沉积，电压和功耗都比较高，且硅溶胶易发生聚合；酸中和法稳定性差而胶溶法要求条件较高。

用硅粉制备硅溶胶工艺简单，成本较低，产品质量较好，更适合中小型企业进行生产。但目前硅粉制备硅溶胶存在的问题是产品浓度不高（<30%），得率较低，一般在60%～75%之间。笔者采用硅粉溶解法制备硅溶胶，探索了制备的新工艺，产品的浓度高，粒径大，稳定性好，粘度低。

硅粉用量的影响

操作过程同2.1，反应温度为反应温度取80°，反应时间取5h，考察硅粉用量对硅溶胶质量的影响，取100份，120份，160份，200份四个水平，实验结果见表3。

实验表明，硅粉的用量越多，硅溶胶中的SiO2的含量就越高，硅溶胶的质量越好，但是加入过多的硅粉会给真空抽滤和硅粉的回收重新利用带来一定的困难，同样考虑到经济原因，硅粉用量应以160份为宜。

2.4．催化剂的选择

以前的文献中多采用稀NaOH或KOH溶液作为制备硅溶胶的催化剂，本实验首次尝试采用水玻璃和氨水为催化剂，实验证明水玻璃的加入能够提高硅溶胶的SiO2的含量，而氨水的加入则能够加快反应的进行（见表4）。

3．结论

用单质硅粉制备硅溶胶，成本较低，SiO2的含量较高（>30%），粘度较低（<5mpa·s），稳定性好。

本实验得出制备硅溶胶的条件是：在60份水玻璃和3份氨水做催化剂的条件下，160份硅粉和1000份去离子水于80°反应5h，能得到SiO2的含量较>30%的硅溶胶，得率>80%。

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