CN102391688A

CN102391688A - 酸性硅溶胶的复配型稳定剂

Info

Publication number: CN102391688A
Application number: CN2011102422911A
Authority: CN
Inventors: 李家荣; 徐功涛; 张金平
Original assignee: Nantong Haixun Tianheng Manometer Technology Co Ltd
Current assignee: Nantong Haixun Tianheng Manometer Technology Co Ltd
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2012-03-28

Abstract

本发明提供了一种酸性硅溶胶的复配型稳定剂，按照重量百分比包括下列成分：溶剂阻隔剂50-80%，有机分散剂20-50%。本发明的复配型稳定剂具有组方合理、方法简便、能有效提高酸性硅溶胶稳定性、成本较低等特点，宜于推广应用。将本发明的稳定剂加入到酸性硅溶胶中，可使酸性硅溶胶保持一年以上不凝胶，并且在放置过程中胶体的pH基本上无变化，显著提高了酸性硅溶胶的稳定性。

Description

酸性硅溶胶的复配型稳定剂

技术领域

本发明涉及一种化工助剂，具体地说，涉及一种酸性硅溶胶适用的复配型稳定剂。主要用于稳定酸性硅溶胶，延长其寿命。

背景技术

硅溶胶是一种较常见的无机精细化工产品，实质上为无定性SiO₂聚集粒子在水中均匀分散形成的一种乳白色半透明胶状液体。根据PH值范围可分为酸性、碱性及中性硅溶胶三种。由于硅溶胶二氧化硅具有较大的表面活性，经表面改性又能与有机聚合物混溶，因此被广泛用于有机及无机材料的粘结剂中，应用于涂料、精密铸造、耐火材料以及电子工业等行业。

酸性硅溶胶处于亚稳定状态。在放置过程中会逐渐发生凝胶，尤其是高浓度的酸性硅溶胶的凝胶趋势更为明显．成为制约国内企业生产高浓度酸性硅溶胶的主要影响因素。国内有不少科研工作者对酸性硅溶胶制备及其稳定性影响因素进行了研究。许念强等在题为《二氧化硅粒径对酸性硅溶胶稳定性的影响》的文献中研究了二氧化硅粒径对酸性硅溶胶稳定性的影响；芦贻春等在题为《pH值对硅溶胶凝胶化过程的影响》的文献中研究了pH值对酸性硅溶胶稳定性的影响；王金晞等在题为《酸性硅溶胶的胶凝速度》的文献中研究了电解质对酸性硅溶胶稳定性的影响。这些文献中提及了很多酸性硅溶胶的影响因素，但很少有人采用向酸性硅溶胶中加入稳定剂来提高其稳定性的。

发明内容

本发明的目的在于克服酸性硅溶胶存在的存放时间短、存放过程中pH会升高等缺点，提供一种酸性硅溶胶稳定剂，能够有效提高酸性硅溶胶的稳定性。

本发明的酸性硅溶胶的复配型稳定剂，按照重量百分比包括下列成分：溶

剂阻隔剂50-80%，有机分散剂20-50%。

优选地，

所说的溶剂阻隔剂为有机醇。

所说的有机分散剂为脂肪酸、脂肪族酰胺或酯。

所说的溶剂阻隔剂为一元醇、二元醇和三元醇的组合物。

所说的有机分散剂中为聚丙烯酸铵、丙烯酸-马来酸酐共聚物、聚乙二醇200、硬脂酸单甘油酯或己烯基双硬脂酰胺。

所说的稳定剂中按照重量百分比包括下列成分：一元醇38%，二元醇30%，

三元醇7%，有机分散剂25%。

本发明的理论依据为：

酸性硅溶胶又称硅酸水溶胶，是高分子SiO₂微粒分散于水中的胶体溶液，分子式可表示为mSiO₂-nH₂0(式中：m，n很大，且m<<n)。硅溶胶粒子的内部结构为硅氧烷键(-Si-O-Si-)，表面层由许多硅氧醇基(-SiOH)和羟基(-OH)所覆盖。它们同胶体溶液中存在的碱金属离子一起形成扩散双电层，粒子间的静电作用对胶体溶液的稳定起重要作用。ζ电位、布朗运动及足够的溶剂阻隔三大因素赋予其聚结稳定性和动力学稳定性。然而，胶粒为介稳相，始终存在自发聚结的倾向。三大稳定因素只要有一种被削弱，它就会自动聚结，产生凝胶或聚沉。当硅溶胶凝聚成凝胶后，不可能再用加热或加溶剂的方法使之重新成为溶胶，因此是一种不可逆的胶体。

硅溶胶的稳定性与pH之间的密切关系：在低pH(<2.0)区域内，溶胶稳定性随pH的升高略有上升；在中部pH(2<pH<4)区域内，酸性硅溶胶具有一个较为宽阔的亚稳定区域；在pH接近5~6的区域范围内时，硅溶胶的稳定性迅速下降。经测定硅溶胶pH在2~10之间时，粒子的ζ电位为负值；pH在2以下时，粒子的ζ电位为正值；pH=2时ζ电位为0。本发明人在配方中加入分散剂，分散剂吸附在胶粒表面使颗粒间的静电斥力增大，提高稳定性。硅溶胶离子表面有许多羟基，醇类的加入可以起到很好的溶剂阻隔作用，亦能提高酸性硅溶胶的稳定性。在分散剂和阻隔剂的协同作用下可以显著的延长酸性硅溶胶的放置时间，并且在整个放置过程中胶体的pH不会出现明显的变化，对抛光行业来说，胶体的pH发生变化是降低抛光速率的一个很重要的因素。

本发明的复配型稳定剂具有组方合理、方法简便、能有效提高酸性硅溶胶稳定性、成本较低等特点，宜于推广应用。将本发明的稳定剂加入到酸性硅溶胶中，可使酸性硅溶胶保持一年以上不凝胶，并且在放置过程中胶体的pH基本上无变化，显著提高了酸性硅溶胶的稳定性。

附图说明

图1为存放期间（时间单位：月）加入本发明复配型稳定剂后酸性硅溶胶的pH变化曲线。

具体实施方式

实施例1

本实施例的酸性硅溶胶的复配型稳定剂，以重量份数计，分别取一元醇38份，二元醇30份，三元醇7份，聚丙烯酸铵25份，复配而成。取100g用离子交换法处理的酸性硅溶胶，加入3g复配型稳定剂，搅拌10min。密封存放。可稳定1年，且PH值基本无变化。

实施例2

本实施例的酸性硅溶胶的复配型稳定剂，以重量份数计，分别取一元醇38份，二元醇30份，三元醇7份，硬脂酸单甘油酯聚25份，复配而成。取100g用离子交换法处理的酸性硅溶胶，加入4g复配型稳定剂，搅拌10min。密封存放。可稳定1年以上，且PH值基本无变化。

实施例3

本实施例的酸性硅溶胶的复配型稳定剂，以重量份数计，分别取一元醇38份，二元醇30份，三元醇7份，丙烯酸-马来酸酐共聚物25份，复配而成。取100g用离子交换法处理的酸性硅溶胶，加入3.5g复配型稳定剂，搅拌10min。密封存放。可稳定1年以上，且PH值基本无变化。

实施例4

本实施例的酸性硅溶胶的复配型稳定剂，以重量份数计，分别取一元醇38份，二元醇30份，三元醇7份，聚乙二醇200 25份，复配而成。取100g用离子交换法处理的酸性硅溶胶，加入4.5g复配型稳定剂，搅拌10min。密封存放。可稳定1年以上，且PH值基本无变化。

实施例5

本实施例的酸性硅溶胶的复配型稳定剂，以重量份数计，分别取一元醇38份，二元醇30份，三元醇7份，己烯基双硬脂酰胺25份，复配而成。取100g用离子交换法处理的酸性硅溶胶，加入5g复配型稳定剂，搅拌10min。密封存放。可稳定1年以上，且PH值基本无变化。

实施例6 稳定性检测

将配置好的稳定剂与硅溶胶按质量比3:100加入到酸性硅溶胶中搅拌均匀即可，加入该复配型稳定剂的酸性硅溶胶可存放一年以上。

从图1可以看出硅溶胶pH变化很小，说明了该稳定剂可使酸性硅溶胶的PH值稳定在一定的范围内，进一步提高了提高了硅溶胶的稳定性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims

1.酸性硅溶胶的复配型稳定剂，其特征在于，按照重量百分比包括下

列成分：溶剂阻隔剂50-80%，有机分散剂20-50%。

2.根据权利要求1所述的酸性硅溶胶的复配型稳定剂，其特征在于，所说的溶剂阻隔剂为有机醇。

3.根据权利要求1或2所述的酸性硅溶胶的复配型稳定剂，其特征在于，所说的有机分散剂为脂肪酸、脂肪族酰胺或酯。

4.根据权利要求2所述的酸性硅溶胶的复配型稳定剂，其特征在于，所说的溶剂阻隔剂为一元醇、二元醇和三元醇的组合物。

5.根据权利要求3所述的酸性硅溶胶的复配型稳定剂，其特征在于，所说的有机分散剂中为聚丙烯酸铵、丙烯酸-马来酸酐共聚物、聚乙二醇200、硬脂酸单甘油酯或己烯基双硬脂酰胺。

6.根据权利要求4或5所述的复配型稳定剂，其特征在于，所说的稳定剂

中按照重量百分比包括下列成分：一元醇38%，二元醇30%，三元醇7%，有机分散剂25%。

7.根据权利要求1所述的复配型稳定剂，其特征在于，所述的稳定剂添加到刚刚通过离子交换法处理过的酸性硅溶胶中的比例为3-5wt%。