[發明專利]酸性硅溶膠的復配型穩定劑

無效

• 申請號: 201110242291.1
• 申請日: 2011-08-23
• 公開（公告）號: CN102391688A
• 公開（公告）日: 2012-03-28
• 發明（設計）人: 李家榮;徐功濤;張金平
• 申請（專利權）人: 南通海迅天恒納米科技有限公司
• 主分類號: C09C1/30
• 分類號: C09C1/30;C09C3/08;C09C3/10
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 盧霞

技術領域

本發明涉及一種化工助劑，具體地說，涉及一種酸性硅溶膠適用的復配型穩定劑。主要用于穩定酸性硅溶膠，延長其壽命。

背景技術

硅溶膠是一種較常見的無機精細化工產品，實質上為無定性SiO₂聚集粒子在水中均勻分散形成的一種乳白色半透明膠狀液體。根據PH值范圍可分為酸性、堿性及中性硅溶膠三種。由于硅溶膠二氧化硅具有較大的表面活性，經表面改性又能與有機聚合物混溶，因此被廣泛用于有機及無機材料的粘結劑中，應用于涂料、精密鑄造、耐火材料以及電子工業等行業。

酸性硅溶膠處于亞穩定狀態。在放置過程中會逐漸發生凝膠，尤其是高濃度的酸性硅溶膠的凝膠趨勢更為明顯．成為制約國內企業生產高濃度酸性硅溶膠的主要影響因素。國內有不少科研工作者對酸性硅溶膠制備及其穩定性影響因素進行了研究。許念強等在題為《二氧化硅粒徑對酸性硅溶膠穩定性的影響》的文獻中研究了二氧化硅粒徑對酸性硅溶膠穩定性的影響；蘆貽春等在題為《pH值對硅溶膠凝膠化過程的影響》的文獻中研究了pH值對酸性硅溶膠穩定性的影響；王金晞等在題為《酸性硅溶膠的膠凝速度》的文獻中研究了電解質對酸性硅溶膠穩定性的影響。這些文獻中提及了很多酸性硅溶膠的影響因素，但很少有人采用向酸性硅溶膠中加入穩定劑來提高其穩定性的。

發明內容

本發明的目的在于克服酸性硅溶膠存在的存放時間短、存放過程中pH會升高等缺點，提供一種酸性硅溶膠穩定劑，能夠有效提高酸性硅溶膠的穩定性。

本發明的酸性硅溶膠的復配型穩定劑，按照重量百分比包括下列成分：溶

劑阻隔劑50-80%，有機分散劑20-50%。

優選地，

所說的溶劑阻隔劑為有機醇。

所說的有機分散劑為脂肪酸、脂肪族酰胺或酯。

所說的溶劑阻隔劑為一元醇、二元醇和三元醇的組合物。

所說的有機分散劑中為聚丙烯酸銨、丙烯酸-馬來酸酐共聚物、聚乙二醇200、硬脂酸單甘油酯或己烯基雙硬脂酰胺。

所說的穩定劑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%，有機分散劑25%。

本發明的理論依據為：

酸性硅溶膠又稱硅酸水溶膠，是高分子SiO₂微粒分散于水中的膠體溶液，分子式可表示為mSiO₂-nH₂0(式中：m，n很大，且m<<n)。硅溶膠粒子的內部結構為硅氧烷鍵(-Si-O-Si-)，表面層由許多硅氧醇基(-SiOH)和羥基(-OH)所覆蓋。它們同膠體溶液中存在的堿金屬離子一起形成擴散雙電層，粒子間的靜電作用對膠體溶液的穩定起重要作用。ζ電位、布朗運動及足夠的溶劑阻隔三大因素賦予其聚結穩定性和動力學穩定性。然而，膠粒為介穩相，始終存在自發聚結的傾向。三大穩定因素只要有一種被削弱，它就會自動聚結，產生凝膠或聚沉。當硅溶膠凝聚成凝膠后，不可能再用加熱或加溶劑的方法使之重新成為溶膠，因此是一種不可逆的膠體。

硅溶膠的穩定性與pH之間的密切關系：在低pH(<2.0)區域內，溶膠穩定性隨pH的升高略有上升；在中部pH(2<pH<4)區域內，酸性硅溶膠具有一個較為寬闊的亞穩定區域；在pH接近5~6的區域范圍內時，硅溶膠的穩定性迅速下降。經測定硅溶膠pH在2~10之間時，粒子的ζ電位為負值；pH在2以下時，粒子的ζ電位為正值；pH=2時ζ電位為0。本發明人在配方中加入分散劑，分散劑吸附在膠粒表面使顆粒間的靜電斥力增大，提高穩定性。硅溶膠離子表面有許多羥基，醇類的加入可以起到很好的溶劑阻隔作用，亦能提高酸性硅溶膠的穩定性。在分散劑和阻隔劑的協同作用下可以顯著的延長酸性硅溶膠的放置時間，并且在整個放置過程中膠體的pH不會出現明顯的變化，對拋光行業來說，膠體的pH發生變化是降低拋光速率的一個很重要的因素。

本發明的復配型穩定劑具有組方合理、方法簡便、能有效提高酸性硅溶膠穩定性、成本較低等特點，宜于推廣應用。將本發明的穩定劑加入到酸性硅溶膠中，可使酸性硅溶膠保持一年以上不凝膠，并且在放置過程中膠體的pH基本上無變化，顯著提高了酸性硅溶膠的穩定性。

附圖說明

圖1為存放期間（時間單位：月）加入本發明復配型穩定劑后酸性硅溶膠的pH變化曲線。

具體實施方式

實施例1