[发明专利]一种高纯硅溶胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工材料制备技术领域，尤其涉及一种高纯硅溶胶的制备方法。

背景技术

硅溶胶是一种二氧化硅微粒分散于水中或溶剂中的胶体溶液，由于具有大比表面积、高吸附性、高粘结性、良好的透光性、高耐火绝缘性和高耐温抗氧化性等优点，被广泛应用于精密铸造、造纸、纺织、橡胶、涂料、催化剂、耐火绝热材料等行业。目前，硅溶胶的制备方法主要有：离子交换法、单质硅溶解法、渗析法、电解电渗析法、溶胶凝胶法等。其中，工业上较成熟的制备方法是离子交换法和单质硅溶解法。

离子交换法通常以水玻璃硅酸钠为原料，采用离子交换树脂去除水玻璃中的金属钠离子，然而钠离子不可能被完全除去，制备出的硅溶胶中仍含有少量钠离子；单质硅溶解法采用金属硅粉为原料，虽然制备出的硅溶胶中不含金属离子，但是制备反应速度慢，硅粉转化率低；其他的方法也大都以水玻璃为原料，制备出的硅溶胶中均含有金属离子。然而，金属离子对硅溶胶的耐水性、物理强度和成膜性等都有影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种不含金属离子、杂质含量很少的高纯硅溶胶的制备方法。

本发明采用的技术方案为：

一种高纯硅溶胶的制备方法，其创新点在于，具体步骤如下：

（1）将质量比为1：1.3的氧化钙和二氧化硅粉体放入石墨坩埚中，进行充分混合，再以加热至1600-1650℃，然后保温40-50min得到氧化钙和二氧化硅的反应产物；

（2）将得到的氧化钙和二氧化硅的反应产物进行水淬处理，得到水淬硅酸钙；

（3）将得到的水淬硅酸钙进行干燥、粉碎、过筛后取筛下物得到水淬硅酸钙粉体，粉碎成100-120目粉末；

（4）配制一定浓度的硫酸溶液，在搅拌的条件下缓缓加入得到的水淬硅酸钙粉体，所述水淬硅酸钙与硫酸的质量比为1：1.2-1.4，反应完成后抽滤，分离得到的无色透明滤液，即为高纯硅溶胶。

本发明的有益效果如下：

本发明以高温水淬得到的水淬硅酸钙与硫酸反应制备硅溶胶，不仅产品中不含金属离子，杂质含量很少；而且，相较单质硅溶解法制备不含金属离子硅溶胶反应速度慢的缺点，本方法反应速度快，工艺过程简单。

具体实施方式

实施例1

一种高纯硅溶胶的制备方法，其创新点在于，具体步骤如下：

（1）将质量比为1：1.1的氧化钙和二氧化硅粉体放入石墨坩埚中，进行充分混合，再以加热至1600℃，然后保温40min得到氧化钙和二氧化硅的反应产物；

（2）将得到的氧化钙和二氧化硅的反应产物进行水淬处理，得到水淬硅酸钙；

（3）将得到的水淬硅酸钙进行干燥、粉碎、过筛后取筛下物得到水淬硅酸钙粉体，粉碎成100-120目粉末；

（4）配制一定浓度的硫酸溶液，在搅拌的条件下缓缓加入得到的水淬硅酸钙粉体，所述水淬硅酸钙与硫酸的质量比为1：1.2，反应完成后抽滤，分离得到的无色透明滤液，即为高纯硅溶胶。

实施例2

一种高纯硅溶胶的制备方法，其创新点在于，具体步骤如下：

（1）将质量比为1：1.3的氧化钙和二氧化硅粉体放入石墨坩埚中，进行充分混合，再以加热至1650℃，然后保温50min得到氧化钙和二氧化硅的反应产物；

（2）将得到的氧化钙和二氧化硅的反应产物进行水淬处理，得到水淬硅酸钙；

（3）将得到的水淬硅酸钙进行干燥、粉碎、过筛后取筛下物得到水淬硅酸钙粉体，粉碎成100-120目粉末；

（4）配制一定浓度的硫酸溶液，在搅拌的条件下缓缓加入得到的水淬硅酸钙粉体，所述水淬硅酸钙与硫酸的质量比为1：1.4，反应完成后抽滤，分离得到的无色透明滤液，即为高纯硅溶胶,。

实施例3

一种高纯硅溶胶的制备方法，其创新点在于，具体步骤如下：

（1）将质量比为1：1.2的氧化钙和二氧化硅粉体放入石墨坩埚中，进行充分混合，再以加热至1625℃，然后保温45min得到氧化钙和二氧化硅的反应产物；

（2）将得到的氧化钙和二氧化硅的反应产物进行水淬处理，得到水淬硅酸钙；

（3）将得到的水淬硅酸钙进行干燥、粉碎、过筛后取筛下物得到水淬硅酸钙粉体，粉碎成100-120目粉末；

（4）配制一定浓度的硫酸溶液，在搅拌的条件下缓缓加入得到的水淬硅酸钙粉体，所述水淬硅酸钙与硫酸的质量比为1：1.3，反应完成后抽滤，分离得到的无色透明滤液，即为高纯硅溶胶。

以上所述是本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明之权利范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的保护范围。