硅溶胶即硅酸溶胶,呈乳白色胶液,带负电性,其通实为xSiO2·H2O,由下列成分构成:偏硅酸(H2SiO3),二偏硅酸(H2SiO2)2,和正硅酸(H4SiO4)。胶体粒子约10~80mm。硅溶胶的制备方法很多,如水解四乙氧基甲硅烷:电解、渗析、电渗析硅酸钠溶液:水解四氯化硅或硅酸酯:用气态氟处理硅酸钠:分散硅凝胶悬浮液等。最广泛使用的方法有酸法、离子交换法和电渗析法。各种硅溶胶的性质如表1
硅溶胶的水溶液具有不同的聚集稳定性,可以液态、半固态和固态的形式存在。硅溶胶的稳定性是因为在二氧化硅颗粒的表面上形成了一层由分散介质组成的溶剂化层,SiO-离子停留在颗粒的表面上带负电荷,而氢离子则处于溶液中。因此,要使硅溶胶凝聚,必须使二氧化硅颗粒放电,降低其表面电位或压缩双电层,减少双电层能使颗粒之间的静电斥力减弱,当颗粒发生碰撞时会聚集在一起,形成凝胶。
加热时硅溶胶单体聚合,水分蒸发,最终形成硅氧网络:
从而使制品产生结合。作为结合剂,硅溶胶有如下特点:
(1)胶粒细小,凝胶后氧化硅有很高的活性,可与无机盐和氧化物反应生成硅酸盐,具有 极大的粘接性能;
(2)渗透能力强,能与表面层下的物质发生反应;
(3)可与高分子聚合物混溶,分散性和润湿性好;
(4)钠离子含量低,冷态和热态强度均较高;
(5)与铝溶胶混溶,可制成莫来石溶胶,可以作为与铝硅系同材质的结合剂。