[发明专利]一种硅溶胶的制备方法及由其得到的硅溶胶

说明书

本发明提供了一种硅溶胶的制备方法及由其得到的硅溶胶，所述制备方法包括以下步骤：(1)将硅酸盐水溶液酸化，得到硅酸溶液；(2)将碱性催化剂与步骤(1)得到的硅酸溶液混合，得到具有预设pH值的反应液，进行反应，得到所述硅溶胶。本发明得到的硅溶胶可以控制粒径在2‑7nm、粘度在1‑5cP；甚至于通过控制反应条件得到粒径在2‑5nm，粘度在1‑3cP范围内的硅溶胶。

技术领域

本发明属于硅溶胶领域，涉及一种硅溶胶的制备方法及由其得到的硅溶胶。

背景技术

小粒径硅溶胶在许多行业中具有广泛的用途，包括造纸、耐火材料、纳米级墨水和涂料等。硅溶胶的粒径与其吸附性、比表面积、粘结性以及反应性等有密切的联系，粒径较小且分布范围较窄的硅溶胶在以上几个指标上均有很大的提升，具有更广泛的工业用途。

但是，二氧化硅的尺寸越小，其溶胶的表面能越大，粘度也相应更大，因此容易加速硅溶胶的凝胶。而且随着硅溶胶浓度越大，单位体积里所发生的二氧化硅碰撞次数越多，使得硅溶胶更加不稳定。综上，制备高含量且粘度较低的小粒径硅溶胶存在一定的技术难度。

希望通过生产方法的改进，调整各种原料的比例和工艺参数，来制备出一种粒径小且分布均一、粘度低及含量较高的硅溶胶。

发明内容

本发明的目的在于提供一种硅溶胶的制备方法及由其得到的硅溶胶。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种硅溶胶的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将硅酸盐水溶液酸化，得到硅酸溶液；

(2)将碱性催化剂与步骤(1)得到的硅酸溶液混合，得到具有预设pH值的反应液，进行反应，得到所述硅溶胶。

本发明提供的制备方法通过将硅酸盐水溶液酸化之后与碱性催化剂进行反应，得到硅溶胶，通过调整反应液pH值，使最终得到的硅溶胶粘度低，分散稳定，可长期存放。

在本发明中，步骤(2)所述预设pH值为9.50±0.10(例如9.40、9.46、9.48、9.51、9.57、9.60等)、10.00±0.10(例如9.90、9.95、10.05、10.10等)、10.50±0.10(例如10.40、10.45、10.55、10.60等)、11.00±0.10(例如10.90、10.96、11.04、11.10等)或11.50±0.10(例如11.40、11.42、11.46、11.52、11.55、11.59、11.60等)中的任意一种。

优选地，步骤(2)所述碱性催化剂包括硅酸盐和/或无机氢氧化物。

优选地，所述硅酸盐包括硅酸钠和/或硅酸钾。

优选地，所述无机氢氧化物包括氢氧化钠、氢氧化钾和氨水中的任意一种或至少两种的组合。

优选地，当碱性催化剂为硅酸盐时，步骤(2)所述碱性催化剂的添加量m通过公式(1)计算得到：

其中，c为步骤(1)所述硅酸溶液的浓度，Be；V为步骤(1)所述硅酸溶液的体积，mL；m为催化剂的添加量，g；X为常数。

优选地，当反应液预设pH值为9.50±0.10时，X为110。

优选地，当反应液预设pH值为10.00±0.10时，X为80。

优选地，当反应液预设pH值为10.50±0.10时，X为52。

优选地，当反应液预设pH值为11.00±0.10时，X为40。

优选地，当反应液预设pH值为11.50±0.10时，X为20。