硅溶胶的应用

涂料中的应用

硅溶胶颗粒细微，析胶时的氧化硅具有较高的活性，能与某些无机盐、金属氧化物生成新的硅酸盐无机高分子化合物，形成很硬的膜；粒子细小对基材的渗透力强，细小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Ca(OH)2反应生成硅酸钙，使涂膜具有较强的附着力。附着力的增强是硅溶胶的渗透、硬化粘结的综合效果，是机械咬合与化学键合的综合结果，因而具有优于一般涂料的表面附着的黏结力。硅溶胶与有机高分子聚合物混溶，使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，涂膜经受冷热交替时使涂层的收缩得到缓冲，并使涂层具有一定的弹性，所形成的涂层兼具无机涂料和有机涂料的特性，弥补两者不足。硅溶胶成膜后形成硅氧体为网状结构，不怕酸碱，提高了涂膜的性能。以硅溶胶为主要成膜物，以合成乳液(如苯丙乳液、醋酸乙烯树脂乳液等)为辅助成膜物，外加颜料、填料、添加剂所配制的复合面墙涂料，具有独特的耐水、耐火、耐洗刷、耐污染性能。用硅溶胶与耐火粉末混合配制的铸造涂料，在浇铸钢锭时，可较好地防止钢水熔附和平板磨损。现在的 立邦漆 等大部分高档乳胶漆都含有硅溶胶。此外硅溶胶在制备金属型面层导热涂料、耐水仿瓷涂料、墙面珠钢涂料、节能防腐高温陶瓷涂料、金属型保温涂料、发泡型防火涂料等中广为应用。

耐火材料中的应用

以硅溶胶为主要原料的硅酸盐耐火纤维，由于其卓越的节能性和抗高温性，被作为保温绝热材料广泛应用于工业炉等设备上。用硅溶胶作结合剂的其他不定形耐火材料，因其不会带入各种低熔点氧化物，提高了使用性能，且具有脱模强度高、高温体积稳定、抗震性能好等优点。此外用硅溶胶处理的耐酸性水泥或陶瓷，可以制耐酸的化工设备，能阻止酸渗透和承受较高压力。不定形耐火材料采用硅溶胶作结合剂，在高温下不会因结合剂带入低熔点氧化物而使其使用性能恶化。不定形耐火材料的基质是由特级或一级高铝熟料与硅石粉组成，在高温下生成针柱状次生莫来石网状结构，因而在高温强度大的情况下，具有高温体积稳定、抗温度急变性能好等优点。

精密铸造中的应用

随着对精铸件质量和精度要求的提高，用水玻璃或硅酸乙酯为粘结剂的制造工艺所造成的 精铸不精 及环境污染等弊端已严重阻碍了中国铸造工业的发展。因此，为提高铸件质量、缩小同国际精铸业的差距，用硅溶胶取代水玻璃和硅酸乙酯势在必行。同时，在无需增加较大财力、物力及改变主要工艺的情况下，使用硅溶胶-水玻璃复合制壳工艺，可以提高铸件的光洁度。

半导体元件抛光剂中的应用

20世纪60年代中期，半导体基片抛光大部分沿用机械抛光，所得的镜面表面损伤极其严重。1965年提出SiO2溶胶和凝胶抛光后，以SiO2为代表的化学机械抛光(CMP)工艺技术逐渐代替传统的机械抛光。自1996年以来，随着电子工业的发展，作为硅晶片抛光液的原料硅溶胶的需求量激增。所谓抛光剂由SiO2粉体、水、分散稳定剂、润湿调节剂、pH调节剂和表面处理剂组成，SiO2的质量分数最高可达60%，产品的粘度 0.1 Pa s，重力沉降性能为1 a以上，是一种性能优良的CMP技术用的抛光材料，能用于硅片的粗抛和精抛，以及IC加工过程，特别适用于大规模集成电路多层化薄膜的平坦化加工，也可用于晶圆的后道CMP清洗等半导体器件、平面显示器、多晶化模组、微电机系统、光导摄像管等的加工过程。

造纸工业中的应用

玻璃纸和塑料薄膜夏季容易发粘，如用硅溶胶和单硬脂的混和液处理，就可以圆满解决。感光纸用硅溶胶与感光液的混合液处理，可使感光纸纸面平滑，影像鲜明，并增大曝光范围。用于晒图纸、复印纸和胶印纸的预涂层，可使纸面平滑，图像造影清晰，对比度好。牛皮纸和瓦楞纸表面用硅溶胶处理后，可以提高纸的防滑性，减少运输中堆层的滑动，提高纸品的耐湿性和强度。在非灰复写纸制造中，用硅溶胶代替粘土、滑石粉和二氧化硅粉涂层，可使其色泽更加鲜明。电子计算机使用的穿孔卡，用硅溶胶涂覆后，可具有较高的稳定性和防滑性，且打印性好。

纺织工业中的应用

用硅溶胶和毛油并用处理羊毛，可改善羊毛的可纺性，减少断头，防止飞花，提高成品率；用于纱线上浆液中，可提高浆料的粘着力，且易于落浆，使干燥时间缩短等；添加于纺织用树脂中，可使纱线防滑，使纺物挺括，有干燥感，还可控制织物的光泽。另外，硅溶胶还可广泛用作各种织物的处理剂，如尼龙、粘胶纤维、醋酸纤维、聚酯、聚丙烯等材质的织物，经处理后，均具有消光、防滑、耐磨、耐洗、耐污染、防静电等优点。

硅溶胶用作净水剂、澄清剂

硅溶胶或硅胶液，用于酿造酱油，可有效吸附酱油中各类杂质，很好地提高酱油的澄清度，还可防止发生二次沉淀及微生物的繁殖。与自然沉淀过滤相比，可在短时间内使杂质分离得更彻底。在啤酒进行发酵后的溶液中加入酸性硅溶胶，能使不纯的离子生成凝聚物而被除去，使得产品清澈透亮。也可用于米酒、酱油、果汁等的澄清剂，不影响产品的色、香、味。而且硅对于人体无毒害。

用于蓄电池工业

酸性硅溶胶用于胶体铅酸蓄电池上时，与硫酸混合后生成的硅胶体是胶体铅酸蓄电池的理想不流动电解质。它改变了传统铅酸蓄电池的漏酸、污染环境，和繁重的加酸、加水及维护等缺点，使蓄电池的使用寿命延长，低温启动性能好，耐震，一次灌注，安全可靠。

应用在静电植绒技术上

酸性硅溶胶应用在静电植绒技术上，是因为酸性硅溶胶在其纤维表面形成硅烷醇基，而使纤维具有亲水性，使植绒毛带电性得到改善，它是静电植绒的绒毛处理剂的主要成分，起分散作用。

3.10应用于可降解的防水纸杯及植物纤维花盆、餐具等

主要原材料麦草浆、木浆、草浆或由废品纸打成的浆，通过化浆后再加入硅溶胶热压成型，主要是利用了硅溶胶是二氧化硅粒子。二氧化硅是一种稳定剂，在pH为9左右时，硅溶胶会渗透到纸杯内表面和外表面壁孔内，并在壁孔内自发长大，形成一种防水的膜，具有防水功能。

喷墨涂层配方中

硅溶胶是由分散状的球型SiO2颗粒组成的分散胶状体，具有很大的表面积，具有阴阳离子的作用和宽范围的颗粒尺寸。在喷墨涂层配方中作为基本的颜料成分，具有以下作用：1)优秀的打印清晰性和光学密度；2)良好的油墨分散、吸收性，促进油墨快干；3)很大程度上减少基料(粘合剂)用量，典型的配方是使用10份或更少的聚乙烯醇粘合剂；4)硅溶胶以液态形式存在，不存在把干粉SiO2混合成浆料的问题，例如粉化和润湿。

其他

特别要指出的是最近某个科研组利用硅溶胶作为纳米尺寸胶水，制备凝胶和气溶胶。这个发现可以为电子学和光学应用制备纳米材料。此外硅溶胶还广泛作为添加剂应用于牙膏、各种药物，以及生物制药中。硅溶胶还用于轻质粘土建筑用砖。利用硅溶胶的大比表面和活性，可用作催化剂载体。利用活性硅溶胶的除臭作用，生产的肥料无臭味。利用硅溶胶具有良好的分散性和粘接性，可做彩色显像管及荧光屏的分散剂。同时还广泛地应用于矿物浮选、橡胶制品、陶瓷、油漆、地板蜡、珍珠着色等行业中。

结束语

随着经济全球一体化，中国经济和世界其他国家的经济逐渐融为一体，带动了中国制造业的飞速发展，硅溶胶作为一种精细化工产品，在各个制造领域得到了越来越广泛的应用，硅溶胶的需求量逐年激增，同时对硅溶胶的质量要求越来越高。因此加大对中国硅溶胶新产品的研发投入是必要的，拓宽其应用领域是一件具有重要意义的工作。