碱性硅溶胶的制备方法及其表面改性的制作方法

硅溶胶是二氧化硅的微粒分散于水中的胶体溶液，又名硅酸溶胶，或二氧化硅水 溶胶。作为一种重要的无机高分子材料，具有无需固化剂、耐久性好、提高润湿性、强吸附 性、绝缘性好等性能。广泛地应用于化工、精密铸造、纺织、造纸、涂料、食品、电子、选矿等领 域。

目前，工业上采用较多的制备硅溶胶的方法是离子交换法，根据其不同的工艺组 合可合成不同性能的硅溶胶，缺点是起始原料水玻璃的浓度不能很高，致使后面浓缩过程 时间长，能耗大，而且再生离子交换树脂时产生的大量废水需加以处理。另外，研究者对酸 中和法、电渗析法、胶溶法等也进行了研究，但实际工业生产中很少有用。硅粉是无定形、粉 末状的二氧化硅(Si02)。工业上用单质硅粉和碱液直接反应生产硅溶胶的工艺较简单，并 且此法产品杂质含量少，稳定性高，低温抗冻结，二氧化硅的胶粒粒形、粒径、PH值、密度等 易控制，能减少设备投资，缩短生产周期，减少废水排放。因此，在当前环保与能源危机下， 作为一种新型的制备硅溶胶的方法，单质硅粉溶解法已被越来越多的企业所重视和采用。 中科院许念强等人报道了一种制备大颗粒、高浓度的硅溶胶的新方法，在该方法中单质硅 粉溶解法也是其进行粒径生长的关键步骤。

稳定性是硅溶胶一个极其重要的指标，对其在科学研究、生产和生活中的应用都 具有重要意义。由基本热力学我们可知，任何体系，若任其自行发展，都将自发地趋向于改 变自己的状况(化学的和/或物理的)，努力达到最小总自由能的状态。近两年胶体稳定 性的研究过程中形成和发展起来的较为完善的理论是在前苏联科学家德查金(Derjaguin) 和朗道(Landau)以及奥地利科学家维伟(Verwey)和奥沃比克(Overbeeek)分别于1941 和1948年提出来的即被称为DLVO理论基础上进一步发展起来的。另外近年来发现在溶胶 中加入一定量的高分子化合物或缔合胶体，能显著提高溶胶对电解质的稳定性，称之为胶 体的空间稳定性(steric stablility)理论或熵稳定作用理论。