[发明专利]一种高模数硅酸锂水溶液的制备方法

说明书

本发明公开一种高模数硅酸锂水溶液的制备方法，属于无机材料合成技术领域，具体涉及一种高模数硅酸锂水溶液的制备方法。该高模数硅酸锂水溶液采用碱性硅溶胶溶液与电池级单水氢氧化锂水溶液反应制备得到。该制备方法以工艺简单，能耗低的方法制备出透光性好高模数的硅酸锂溶液。

技术领域

本发明属于无机材料合成技术领域，具体涉及一种高模数硅酸锂水溶液的制备方法。

背景技术

硅酸锂，又称为锂水玻璃，水溶液为无色透明液体，应用较为广泛，在防锈涂料、建筑涂料、黏合剂等领域均有较高的使用价值。目前，硅酸锂水溶液的制备方法主要分为干法与湿法合成两种。干法工艺中，将碳酸锂或氢氧化锂与二氧化硅混合后高温煅烧，温度需要达到1400℃左右，还需要水淬、加压溶解等工序制备得到硅酸锂水溶液。此法生产过程能耗高、产品杂质多、产品模数低。湿法工艺中，虽然能够得到模数较高的硅酸锂水溶液，但目前制备方法中基本会用到离子交换工序，离子交换树脂床的成本投入、树脂处理过程中产生的废酸废水，均会产生成本髙、环保不达标等问题。

专利文献CN111099599 A报道了一种硅酸锂溶液制备的技术方案，通过电池级氢氧化锂溶液与硅粉或硅胶粉进行反应，但实际操作过程中反应过程时间较长，而且需要浓缩环节。专利文献CN106115724B报道了一种高模数硅酸锂水溶液的制备方法，先以电池级氢氧化锂溶液与酸性硅溶胶合成模数低于3.5的模数硅酸锂水溶液，再将模数低于3.5的硅酸锂水溶液与活性硅酸反应制备模数为4.2～5.5的高模数硅酸锂水溶液。该技术方案需要使用强酸性苯乙烯系磺酸基阳离子交换树脂完成硅溶胶的处理，并且需要减压浓缩的步骤。

目前的硅酸锂溶液制备工艺都存在着一定的技术缺陷，有些工艺较为复杂、有些工艺能耗高、有些工艺制备时间长、有些工艺因需要离子交换存在环保问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高模数硅酸锂水溶液的制备方法，能够实现通过简单、低能耗生产工艺制备粘度低、透光性好、贮存时间长和粘结性能优的高模数硅酸锂水溶液产品。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种高模数硅酸锂水溶液的制备方法，采用碱性硅溶胶溶液与电池级单水氢氧化锂水溶液反应生成高模数硅酸锂水溶液。

进一步地，碱性硅溶胶溶液与电池级单水氢氧化锂水溶液反应时，反应方式为：电池级单水氢氧化锂水溶液加入至碱性硅溶胶溶液中，加入方式为一次性加入；

一步反应即生产出高模数硅酸锂水溶液，实现了生产工艺的简化。例如，在专利文献CN106115724B中，先以电池级氢氧化锂溶液与酸性硅溶胶合成模数低于3.5的模数硅酸锂水溶液，再将模数低于3.5的硅酸锂水溶液与活性硅酸反应制备模数为4.2～5.5的高模数硅酸锂水溶液，除此之外，还需采用强酸性苯乙烯磺酸基阳离子交换树脂的交换柱以去除Na⁺、K⁺；而本发明专利的技术方案中，则不需要这一步骤。

进一步地，所述碱性硅溶胶与电池级单水氢氧化锂的重量比为100：(1.3～11)。

在现有技术中，本领域生产研发过程中，采用碱性硅溶胶溶液为原料一般是用于精密铸造，外墙涂料等领域，外墙涂料等领域；酸性硅溶胶用于彩色显像管、胶体铅酸蓄电池，以及从国外引进的静电植绒技术上应用。

一般在常规的试验当中，普遍采用分批加入固体氢氧化锂的方法，但会导致反应不完全并出现大量的沉淀；而当加入液体氢氧化锂时，立刻成胶，导致试验人员过早宣布放弃。在既往研究过程中，在按照常规配比加入液体氢氧化锂时，会出现聚合现象，并且难以解除；但是本领域技术人员预料之外的是，在小剂量加入液体氢氧化锂时，虽然也会出现聚合现象，但是这种聚合很快可以解除，从而继续反应。因此，该技术一直未能得以发现。