涂料專用硅溶膠是以水為分散相的無機高分子膠體容液，無臭無毒，有相當(dāng)大的比表面積，粒子本身無色透明，不影響被覆蓋無的本色，硅溶膠的分子式可以表示為mSiO2.nH2O，粒子多以球狀單個或多個聚結(jié)，膠體微粒均勻，直徑一般在20-30nm，與一般乳液（粒徑0.1-10um）相比，粒徑小的多，滲透性好，水能滲透的地方它都能滲透，硅溶膠與其他物質(zhì)混合時分散性和滲透性都非常好。硅溶膠分子附著在基材和填料顆粒的表面，隨著水分的蒸發(fā)，SiO2.nH2O粒子間脫水，形成牢固的Si-O鍵交聯(lián)的立體網(wǎng)絡(luò)涂膜。Si-O鍵的剛性較強，無變形能力，涂料成膜脫水過程中容易出現(xiàn)裂縫、微孔等缺陷，因而引入有機高分子，使有機高分子隨機均勻的分布在Si-O鍵涂膜間隙中，提高涂膜的韌性、抗沖擊性和耐水性等。
一、硅溶膠的特點
硅溶膠主要有以下特點：
①附著在固體表面的二氧化硅膠?？稍龃竽Σ料禂?shù)；
②無需固化劑，自身可牢固地附著在固體表面并形成堅固的膜，同時成膜溫度很低；
?、弁ㄟ^干燥或燒結(jié)可形成固態(tài)凝膠，因而具有一定的耐久性；
?、芗瓤尚纬删哂斜砻娣e大且均勻細(xì)孔的凝膠，又可均勻分散粉料，增加懸浮體的穩(wěn)定性；
?、萃ㄟ^Si-OH基和吸附水，可提高潤濕性和防帶電性能；
?、蘅山胩畛涞蕉嗫仔晕镔|(zhì)中，使表面平滑；
?、咄ㄟ^均勻混合微粒，可使有機樹脂在機械、光學(xué)及電性能方面的改性增強；
?、嗳苣z是液狀體系，能進行均相反應(yīng)，以硅溶膠代替二氧化硅作原料進行反應(yīng)，可提高反應(yīng)速度。
硅溶膠具有許多優(yōu)良性質(zhì)和特點，因此作為一種精細(xì)化工產(chǎn)品，被廣泛應(yīng)用于化工、材料、紡織/造紙、電子等工業(yè)。
二、硅溶膠在建筑涂料中的應(yīng)用
涂料專用硅溶膠用于涂料工業(yè)，提高附著力，補強薄弱的基材，提高涂層硬度和抗污性、增加耐老化、耐堿性、耐洗刷等功能。
硅溶膠顆粒細(xì)微，析膠時的氧化硅具有較高的活性，能與某些無機鹽、金屬氧化物生成新的硅酸鹽無機高分子化合物，形成很硬的膜；粒子細(xì)小對基材的滲透力強，細(xì)小的顆粒能通過毛細(xì)管作用滲透到基材的內(nèi)部，并能與基材中的堿性物質(zhì)Ca(OH)2反映生產(chǎn)硅酸鈣CaSiO3，使涂膜具有較強的附著力。附著力的增強是硅溶膠的滲透、硬化粘結(jié)的綜合效果，是機械咬合與化學(xué)鍵合的綜合效果，因而具有優(yōu)于一般涂料的表面附著的粘結(jié)力。硅溶膠與有機高分子聚合物混溶，使有機高分子均勻的分布在硅-氧-硅無機涂層的間隙中，屏蔽無機涂層中殘存的親水基團，涂膜經(jīng)受冷熱膠體時使涂層的收縮得到緩沖，并使涂層具有一定的彈性，所形成的涂層兼具有無機-涂料和有機-涂料的特性，彌補兩者不足。硅溶膠成膜后形成硅氧體形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，不怕酸堿，提高涂膜性能。硅溶膠成膜過程如下：
三、硅溶膠在建筑涂料具體應(yīng)用體系
硅溶膠可以與水性高分子化合物拼混，如聚乙烯醇（PVA），與高分子乳液如醋酸乙烯、苯丙、硅丙等拼混，硅溶膠對乳液的改性視乳液品種不同佳用量范圍不一樣。
硅溶膠可以與多種有機高聚物混拼，因而可以在多種涂料體系中應(yīng)用，根據(jù)性能需要進行調(diào)配，如封閉底漆、彈性涂料、防水涂料、低PVC涂料、普通內(nèi)外墻涂料以及非高光水性木器漆等，可以改善涂料的性能。
1、硅溶膠在封閉底漆、彈性乳膠涂料、防水涂料中應(yīng)用
封閉底漆、彈性乳膠涂料、單組分防水涂料等要求涂料對基材有一定的滲透性，增強附著力。添加硅溶膠，制備有機-無機復(fù)合的涂料可以滿足這兩方面的需求。彈性涂料、單組分防水涂料乳液彈性好，乳膠粒子粒徑大，涂料稠厚，超過130KU，這樣的涂料缺乏滲透性，高有機組分的涂料與無機基材附著力差。涂層的附著力來自以下幾個方面：分子間的力，包括氫鍵、靜電引力、分子間相互滲透并形成化學(xué)結(jié)合或分子間的咬合、表面粗糙而形成的機械咬合，施工打磨基材表面便是為了增加機械咬合力，后兩者力較強。彈性涂料和防水涂料的附著力差，添加一定比例的硅溶膠，和基材潤濕劑，增加對基材潤濕，促使?jié)B透加快。在封閉底漆、彈性乳膠涂料、單組分防水涂料的有機-無機復(fù)合體系，納米級硅溶膠離子滲透性好，滲透到基材表面的毛細(xì)孔中，堵塞毛細(xì)孔，降低開放孔數(shù)，增加封閉孔數(shù)，從而抑制、減少基材對涂料水分的吸收，使得這種吸收變得很均勻，干燥變得均勻，更重要的是能夠增強基層和中涂層支架的結(jié)合，在界面形成一層更密實的黏結(jié)層，增強界面的結(jié)合力，硅溶膠滲透到基材內(nèi)部，與基材中某些堿性物質(zhì)反應(yīng)，被基材吸收，即可補強薄弱的底材，還可以降低基材的堿性，防止鹽析。封閉底漆的這種有機-無機復(fù)配，得到溶劑型封閉劑與乳液型封閉劑復(fù)配封閉效果，在具體的應(yīng)用中，硅溶膠與有機乳液之間的不同配比，對涂膜干燥和附著力影響很大
2、硅溶膠在低PVC體系中應(yīng)用
低PVC涂膜鋼性不夠、高溫回粘易粘污、透氣性差易起泡。在低PVC體系添加一定比例硅溶膠于乳膠漆中，可以改善漆膜許多性能，提高漆膜剛性，提高乳膠漆的高溫回粘性能，增加漆膜的耐洗刷次數(shù)和抗堿性。但硅溶膠用量過大，降低涂料的疏水性，降低涂層的耐水性，從而降低涂層的凍融性，導(dǎo)致涂層起泡、影響附著力。硅溶膠的佳添加量范圍是調(diào)節(jié)漆膜的鋼性-柔性、親水-疏水、耐水-耐堿平衡，從而提高涂層的耐堿性和耐洗刷性、硬度與高溫回粘性，同時注意不讓涂膜親水性增加過多，而導(dǎo)致其它負(fù)面影響的急增。
添加不同百分比的硅溶膠，涂料涂膜在高溫回粘、耐水、耐堿等性能的變化。從表2可以明顯看出硅溶膠與乳液的復(fù)合有佳配比范圍，不同牌號的乳液，性能不一樣，復(fù)配的佳比例范圍不同。二者復(fù)配比例適當(dāng)，涂層抗水、抗堿提高、耐洗刷、耐高低溫凍融次數(shù)提高，具體添加比例根據(jù)實驗確定。
四、硅溶膠在使用過程中存在的問題與問題解決
硅溶膠縮合成膜后為無機SiO2分子構(gòu)成的立體網(wǎng)狀涂膜。漆膜對基材的附著力，耐酸堿、耐侯性高，成本低，但這一體系存在一個儲存不穩(wěn)定的問題。這一不穩(wěn)定來源于硅溶膠和乳液自身，二者混合物的穩(wěn)定性視兩者的用量、乳液種類、硅溶膠種類不同而有非常大的差異。要解決這些問題需要從兩方面著手保護乳液、保護硅溶膠。
體系的不穩(wěn)定問題表現(xiàn)在涂料的穩(wěn)定性下降，黏度增長過快，嚴(yán)重者導(dǎo)致涂料在施工前膠化報廢，這方面問題可以通過選用適宜的表面活性劑來解決。
添加少量5%-10%的澄清、透明度高的硅溶膠對體系穩(wěn)定性影響較少，而用量加大到20%，則涂料穩(wěn)定性急劇下降，甚至出現(xiàn)膠化。相反，粗粒徑硅溶膠在大用量的范圍內(nèi)穩(wěn)定性好，低用量的體系對涂料穩(wěn)定性影響大。
乳液和硅溶膠之間的相容性與乳液自身、硅溶膠的性質(zhì)有關(guān)，不穩(wěn)定的因素來源乳液的不穩(wěn)定表現(xiàn)在乳液保護不夠，易破乳，乳液自身穩(wěn)定性不夠，添加硅溶膠后，乳液破乳的危險增加，在此方面添加306保護劑，增加對乳液的保護，可以改善穩(wěn)定性。
硅溶膠的保護，我們設(shè)想在無機SiO2粒子表面吸附一層潤濕分散劑，而這種潤濕分散劑有其特殊的結(jié)構(gòu)，是可以吸附在SiO2粒子表面的物質(zhì)，增加對硅溶膠的保護，從而該善體系的穩(wěn)定性。但兩者作用機理不一樣。
五、建議添加量
內(nèi)墻涂料建議添加乳液體積的5-10%，外墻涂料建議添加10-20%，具體添加量根據(jù)不同涂料體系確定，由試驗數(shù)據(jù)確定。
硅溶膠具有比表面積大、表面能高、耐高溫、抗氧化、高硬度等特性。成膜時，隨著水分的蒸發(fā)，膠體顆粒保持緊密狀態(tài)，-Si-OH中相鄰的-OH基脫水形成-Si-O-Si交聯(lián)的三維網(wǎng)狀涂膜。因-Si-O-Si-骨架分解溫度高，故硅溶膠的耐高溫性和耐候性能好。
向硅溶膠中加入一定量的甲基硅酸鉀，甲基硅酸鉀與硅溶膠相結(jié)合生成硅酸鉀溶液，不易凝膠:PMS-40與空氣中的CO2和H2O反應(yīng)生成碳酸鉀和甲基硅酸，甲基硅酸中硅羥基比較活潑.能與硅溶膠表面的羥基聚合成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，得到較致密的涂層，灼燒時涂膜膨脹愈加明顯，可以起到良好的隔熱耐高溫作用。
專注防火涂料
產(chǎn)品中心 公司主營鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,防火漆,防火涂料生產(chǎn)廠家,防火涂料廠家,國內(nèi)知名防火涂料廠家,防火封堵材料、膠粘劑的技術(shù)引進、推廣與研發(fā)。
企業(yè)實力 公司成立于2002年，注冊資金10000萬元，是一家專注從事防火涂料技術(shù)引進、技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)制造、產(chǎn)品銷售和咨詢服務(wù)的中外合資企業(yè)。
