[发明专利]一种工业硅溶胶的制备方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种工业硅溶胶的制备方法，属于硅溶胶制备技术领域。

背景技术

硅溶胶属胶体溶液，无臭、无毒。硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液。由于硅溶胶中的SiO₂含有大量的水及羟基，故硅溶胶也可以表述为mSiO₂.nH₂O。制备硅溶胶有不同的途径。最常用的方法有离子交换法、硅粉一步水解法、硅烷水解法等。

硅溶胶可用作各种耐火材料粘结剂，具有粘结力强、耐高温等特点；用于涂料工业，能使涂料牢固，又能抗污防尘、耐老化、防火等；用于薄壳精密铸造，可使壳型强度大、铸造光洁度高，用其造型比水玻璃造型质量好，代替硅酸乙酯造型可降低成本和改善操作条件；硅溶胶有较高的比表面积，可用于催化剂制造及催化剂载体；用于造纸工业，可作为玻璃纸防粘剂、照相用纸前处理剂、水泥袋防滑剂等；用作纺织工业上浆剂，它与油剂并用处理羊毛、兔毛的可纺性，减少断头，防止飞花，提高成品率，增加经济效益；用作矽钢片处理剂、显像管分散剂、地板蜡抗滑等。

以硅溶胶为基料的无机涂料以低成本、低碳、环保、高硬度和耐高温等优点而被广泛研究和应用；但硅溶胶形成的膜存在刚性大、易龟裂、光泽差等缺点，限制了其应用范围。为了弥补硅溶胶的缺陷，可用有机物进行改性。众所周知，硅树脂是以Si-O-Si为主链、Si原子上连接有机基团的交联型半无机高聚物，集有机物和无机物的特性于一身，具有优良的耐高温性、耐老化性和柔韧性等，且与硅溶胶的结构相似；所以，可用于硅溶胶的改性。因此，对硅溶胶进行进一步研究，改善硅溶胶的柔韧性，十分重要。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是：针对传统硅溶胶刚性大、易龟裂的问题，提供了一种工业硅溶胶的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）将猪皮与水按质量比1：20～1：30加入1号烧杯中混合后，置于冰箱中冷冻，得冷冻块；

（2）将上述所得冷冻块置于冷冻粉碎机中，粉碎，过筛，即得粉碎料；

（3）将上述所得粉碎料置于2号烧杯中，加热溶解，过滤，干燥，得滤渣；

（4）将滤渣与硫酸按质量比为1：5～1：10混合后，置于坩埚中，加热搅拌反应，得反应产物；

（5）将动物甲壳置于球磨机中，球磨粉碎，过筛，得甲壳碎料；

（6）将上述所得甲壳碎料与盐酸按质量比1：50～1：100加入3号烧杯中，加热搅拌混合，过滤，即得酸处理滤渣；

（7）将上述所得酸处理滤渣与氢氧化钠溶液按质量比1：50～1：100加入三口烧瓶中，加热搅拌混合，再滴加盐酸调节pH，过滤，洗涤，即得滤饼；

（8）将上述所得滤饼与乙醇按质量比1：50～1：100加入四口烧瓶中，加热搅拌回流，过滤，减压浓缩，即得甲壳提取液；

（9）按重量份数计，将30～40份硅粉，30～40份氢氧化钠溶液，100～120份水，10～20份反应产物，10～20份甲壳提取液，10～20份硅烷偶联剂混合，搅拌反应，即得混合浆料；

（10）将上述所得混合浆料压滤，减压浓缩，即得工业硅溶胶。

步骤（2）所述过筛目数为80～100目的筛。

步骤（5）所述动物甲壳为蜗牛壳，螺蛳壳或河蚌壳中的任意一种。

步骤（5）所述过筛目数为200～300目的筛。

步骤（9）所述硅烷偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中的任意一种。

本发明的有益效果是：

（1）本发明技术方案通过添加猪皮与浓硫酸加热反应的产物，在使用过程中，首先，硅烷偶联剂是一类分子中同时含有两种不同化学性质的基团的硅烷，其中含有硅氧烷键的一端很容易与硅溶胶表面作用，因此，可通过有机硅的架桥作用将无机相的硅溶胶连接到猪皮与浓硫酸加热反应的产物，一方面，可提升体系的韧性和强度，有效地避免硅溶胶形成的膜刚性大，易龟裂和光泽差的问题，另一方面，猪皮与浓硫酸加热反应的产物含有大量亲水性因子，具有良好的亲水性和保水性，能过促使体系充分水化，形成致密光亮的硅溶胶膜；