如何应用硅溶胶？

一、硅溶胶在催化剂中的应用

硅溶胶广泛应用于各种催化剂载体的制备。例如应用于在汽车排气管的三元催化反应器、火电厂烟气脱硫脱硝反应处理装置以及石油化工领域。

纳米硅溶胶具有很大的比表面积，用硅溶胶制备催化剂载体能够加速催化速度，以提高生产效率。硅溶胶制备催化剂载体的优点是比表面积大、无副产物、具有很好的反应选择性和反应活性。如下图所示为汽车排气管三元催化反应器、火电厂烟气脱硫脱硝反应处理装置示意图。

 汽车排气管三元催化反应装置示意图          SCR脱硫脱硝反应装置示意图      

根据客户的具体定制要求，本公司可为专业的合作伙伴提供高纯度和比表面积可控的硅溶胶产品。铵稳定型硅溶胶凭借其极低的钠含量，其非常适用和改善SCR催化剂的性能，SCR主要用于减少气体排放，特别是氮氧化物。目前，本公司为国内多家公司提供铵稳定型催化剂专用硅溶胶，用以生产波纹式燃气脱硝催化剂。

本公司生产的硅溶胶产品种类基本涵盖了所有硅溶胶特性，如粒径大小，pH、比表面积，粒径分布和二氧化硅粒子的表面改性等。

催化剂行业对硅溶胶产品性能有极高的要求，我们致力于硅溶胶产品性能满足并超越催化剂的广泛要求而进行深入研发，努力丰富硅溶胶产品的多样性，使我们能够为合作伙伴提供更加完美的硅溶胶产品和催化剂相关问题的解决方案。

二、硅溶胶在蓄电池中的应用

铅酸蓄电池一直被人类广泛的利用于各个领域。普通AGM铅酸蓄电池使用一段时间后，电解液水分降低导致硫酸浓度发生变化，后期需加水维护繁琐；另一方面，充电过程中酸雾析出，对环境和设备造成一定危害，为了将电解液牢牢锁住，胶体电解液的铅酸蓄电池应运而生。胶体蓄电池是对液态电解质的铅酸蓄电池进行的改进，用固体电解质替代了硫酸电解液，从而在安全性、蓄电量、放电性能和使用寿命等方面有所改善。如下图所示为胶体蓄电池和AGM电池结构图。

胶体蓄电池的工作原理与普通铅酸蓄电池相同，但其电池内部的硅凝胶是以-Si-O-质点作为骨架构成的三维立体网状结构，它将电解液包在内部，形成的凝胶体系能阻止内部液体的转移，但仍可通过毛细管作用保留液体组分。当电解液灌注的硅溶胶变成凝胶后，凝胶骨架会收缩，使凝胶出现裂缝贯穿于正负极板之间，给正极析出的氧提供了到达负极的通道。胶体蓄电池与AGM蓄电池的密封工作原理是相同的，区别在于电解液的“固定”方式和提供氧气到达负极通道的方式有所不同。

                  胶体蓄电池结构图                           AGM电池结构图

胶体蓄电池具有以下几个方面的优良特性：

1.良好的触变性：固体电解质受振动或搅拌时凝胶体系内部暂时被破坏，但静止后又能恢复原结构的特性。

2.较好的吸附性：硅溶胶形成的聚硅酸具有很大的表面积和很强的吸附力，胶体的网状结构能吸附大量电解质离子，增加了胶体的导电性，减少了负极析氢现象。

3.固体电解质不会受重力影响而分层，而且对温度不敏感，可在-40℃--65℃的温度范围内使用，这是常规AGM电池所不具备的。

4.固体电解质在使用过程中会形成大量的微细裂纹，这有利于氧向负极扩散，促进了水的复合，减少了水分的散失。   

硅溶胶作为制备胶体蓄电池电解质的重要原材料，其具有使用方便、健康环保、极具使用成本效益明显优势，同时，由于硅溶胶液体的稳定分散性，使用硅溶胶制造胶体蓄电池比使用气相二氧化硅更容易。此外，在制备过程中使用硅溶胶避免了接触气相二氧化硅粉尘，处理更容易，同时使生产环境得到极大改善。

硅溶胶和硫酸制备的胶体蓄电池具有富液式特点和耐过充、深放电循环性强、自放电少、温度适应强、使用寿命长、安全环保等优点，在很多方面弥补了AGM电池的缺陷，使用硅溶胶制备胶体蓄电池必将在电池行业成为趋势，具有广阔的应用前景。

我公司可根据客户对硅溶胶产品的具体要求，提供合适的超细粒度硅溶胶产品，配合客户调整胶体蓄电池中的硅溶胶用量和凝胶温度，优化胶体电解质的凝胶强度和凝胶时间，为客户制备性能优异的胶体蓄电池产品提供良好的基础帮助。

三、硅溶胶在抛光中的应用

纳米二氧化硅抛光液是以硅溶胶为主要原料，经过特殊工艺生产的一种抛光产品，广泛用于多种材料表面的平坦化抛光，如电子产品的金属外壳、手机摄像头玻璃、Home键、计算机硬盘盘片、硅晶片等表面的抛光加工。

纳米二氧化硅抛光液的抛光过程是在抛光机上实现的，在抛光过程中抛光垫和工件相对做旋转运动，抛光液（磨料）在旋转的抛光垫与工件之间流动，在一定压力、温度和转速作用下，发生化学机械抛光过程-简称CMP(Chemical Mechanical Polishing)，因此抛光过程是在化学的和机械的综合作用下，使工件表面平整化（抛光）。

在抛光过程中，抛光液的主要作用是：①抛光作用，通过研磨、腐蚀、吸附反应物来实现；②润滑作用；③冷却降温作用；④冲洗排渣作用。

硅溶胶是纳米抛光液的重要组成部分，其粒径、粒子形态、粒径分布、浓度、pH和杂质含量会直接影响抛光材料表面去除率和表面粗糙度或波纹度之间的平衡，进而影响材料表面的抛光质量。我公司与相关行业合作密切，致力于不断推出和优化抛光液系列产品，为客户提供完美的服务和解决方案。如下图所示。我公司可以生产多种特性的硅溶胶抛光液。

      多级配型抛光液            单一粒径抛光液             非球型抛光液

四、硅溶胶在纺织上的应用  

硅溶胶可用于纺织工业中，通过硅溶胶处理过的织物强度高、尺寸稳定、回弹性高。硅溶胶和合毛油并用，增加纤维之间的抱合力，增大的抗张力，提高了生产效率，能纺出高支数的产品。羊毛纺织过程中，硅溶胶作为径纺上浆的助剂，可减少羊毛纤维的断头率并节省浆料。在采用细纹滚压或绞卷上浆时，把硅溶胶加入聚乙烯醇、羧甲基纤维素、天然淀粉和油脂等料浆中，可使径纱分离容易，防滑不断纱。

硅溶胶还可在织物染色中使用。因为它具有粘结性，还可以形成优良保护液，帮助颜料粘附在织物表面上，增加染色的均匀度和牢度，防止颜料凝聚；把硅溶胶添加到淀粉胶中，用来处理织物，如地毯等处理后，可起到防滑、防尘，防静电，不粘尘土等功能。总之，硅溶胶在处理的织物中的范围非常广泛。

五、硅溶胶在精密铸造中的应用

硅溶胶主要用于精密铸造的粘结剂，可用作型壳的面层涂料和加固层涂料。将小粒子硅溶胶应用于精密铸造，代替硅酸乙脂，不仅可降低成本，而且还可以改善劳动条件。用于薄壳精密铸造时，可使壳型强度高、尺寸精度高、铸件光洁度好，造型比水玻璃质量好，又比硅酸乙脂价廉。对大型铸件，表面光洁度要求高的铸件以及要求无余量或少余量的铸件尤为适用。把硅溶胶用作铸模的耐高温涂料，可使涂层具有良好的耐热性、耐磨性，可以减少高温下熔融金属对模具的损耗，并有助于脱模。

硅溶胶就其在精密铸造领域的应用的具体表现来看，主要有以下几个方面作用：

①增大壳型强度：薄壳必然存在着整体造型强度不高的弱点，通过加入硅溶胶，能够起到增大壳型强度的作用，就能使薄壳精密铸造加工出来的薄壳产品有很高的强度，防止在应用的时候出现结构损伤。

②提高铸造光洁度：由于硅溶胶的粒子本身是无色透明的，不会影响到覆盖物的本色，所以在薄壳精密铸造方面应用的时候，必然能够起到提高铸造光洁度作用，以此增强产品的质感和产品的外观。

③降低成本：相对于应用硅酸乙酯来说，在薄壳精密铸造方面应用硅溶胶需要花费的成本更低，可以起到很好的降低成本作用。

六、硅溶胶在涂料中的应用      

硅溶胶产品的主要成分为无定型二氧化硅颗粒和水，因而具有环保、无毒等优点，是溶剂型涂料转换为水性涂料的理想选择原材料。在建筑涂料、水性木器涂料、硅酸盐涂料、工业涂料中加入适量的硅溶胶组分能明显改善涂料的性能，如硬度、附着力、抗污性能等特性。

1.硅溶胶在陶瓷涂料中的应用

硅溶胶还可用来制备陶瓷涂料。陶瓷涂层使厨房烹饪和炊具清理变得前所未有的简单。通过将硅溶胶添加到陶瓷涂层的组合物中，纳米硅溶胶颗粒充当无机填料，制备出新一代的陶瓷涂层，提高了涂层表面的硬度、耐磨性、耐温性、易清洁等性能。陶瓷涂料除了在炊具行业中应用广泛，近年来在电熨斗，烫发器，建筑物幕墙铝单板等领域的应用也发展迅猛。

2.硅溶胶在建筑涂料中的应用

硅溶胶在涂料中的应用主要在建筑涂料方面。建筑涂料的成膜物质以有机乳液为主，因挥发性组分含量高，对人类的生活居住环境造成影响。因此，在现有建筑涂料基础上开发更为绿色环保的涂料产品越来越受到人们的关注。硅溶胶具有高渗透性，并且其干燥凝胶后易形成网状结构、涂膜坚硬、附着力强、耐水耐候好，因而作为一种无机涂料添加剂应用相当广泛，将其与有机高聚物乳液相复合以替代部分有机乳液可达到降低涂料制备成本、减小环境污染和增强涂料性能的优点。

3.硅溶胶在水性木器涂料中的应用

水性木器涂料（如清漆）中加入适量硅溶胶组分，会明显提高涂层的机械性能。硅溶胶中的二氧化硅颗粒会形成-Si-O-Si-结构的网络结构，使涂层变得更耐用、耐刮擦，并且使涂层表面具有更大的润湿能力。硅溶胶成分中坚硬的纳米二氧化硅颗粒具有类似玻璃般的性质也增强了水性木器涂料的抗粘连性能。

另外，硅溶胶也大量应用于聚烯烃、聚酯等塑料薄膜的功能性涂料行业中。

七、硅溶胶在造纸行业中的应用

以硅溶胶为主要原料与聚乙烯醇、高分子乳液等成膜物质做成浆料，用于彩色喷墨打印纸涂层。硅溶胶中纳米二氧化硅可以形成表面的纳米孔隙，起到很好的固色作用，提高彩色图案的清晰度。

阳离子硅溶胶在玻璃纸制造过程中可以吸附于纸张表面，起到防粘隔离作用，在制造玻璃纸过程中发挥着重要的作用。

另外，在生产人造纤维和玻璃纸时，用硅溶胶作粘结剂，可以防止薄膜间的粘结与卷进；用硅溶胶与感光液混和处理感光纸，可使感光纸面平滑，影像鲜明，并增大曝光范围，制作一步成像纸；硅溶胶用于晒图纸、复印纸和胶印的底涂层，可使纸面平滑，图像造影清晰，对比度好。牛皮纸和瓦楞纸表面用硅溶胶处理后，可以提高纸的防滑性，减小运输和堆存中的滑动，提高纸品的耐温性和强度；在非炭复写纸制造中用硅溶胶代替粘土、滑石粉和二氧化硅粉涂层，可使其显色更加鲜明；塑料薄膜和玻璃纸夏季容易发粘，如用硅溶胶和单硬酯酸甘油脂混合液处理，就可以圆满的得到解决。