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硅溶胶亦称为硅酸溶胶，是硅酸的多分子聚合物的胶体溶液。 硅溶胶的分子式为 H2SiO3（SiO2.H2O）是以SiO2 为基本单位在水中的分散体。其胶团颗粒粒径一般为5-40nm，与一般粒径为 0.1-10um的乳液比粒径要小很多。硅溶胶和水玻璃类的硅酸盐相比用于涂料的突出优点是一旦成膜后不会再溶解，因为没有可以随意移动的离子来干扰。 但硅溶胶的应用过程中有2个比较突出的问题， 1. 开裂，2.储存稳定性。 开裂： 由于硅溶胶的粒径小固含量低，导致干燥过程中，失水后，体积收缩很大，容易导致开裂。这个可以通过改善填料和复配一部分的乳液可以改善涂膜的柔韧性。 再者，由于硅溶胶本身粒径小，和硅酸类底材能反应，导致如果底材疏松或者状况不佳时，大量的硅溶胶被底材吸收，导致没有足够的粘接料粘接粉料导致开裂。这个时候对底材做合适对处理和封闭就变得尤为重要。 储存稳定性： 硅溶胶涂料的储存稳定性，跟复合涂料的pH，硅溶胶粒子的粒径，颜料，填料，混拼使用的乳液等，都相关。 SiO2在水相体系中是典型的胶体，经典的DLVO理论，对其性状及稳定性影响因素进行了理论预测和描述。首先，溶胶颗粒在水中以水合形式存在。在胶团之间, 既存在着斥力势能, 又存在着引力势能。两胶团扩散层重叠后，破坏了扩散层中反离子的平衡分布，使重叠区反离子向未重叠区扩散，导致渗透性斥力产生；同时也破坏了双电层的静电平衡，导致静电斥力产生 在溶胶中分散相微粒间存在的吸引力本质上仍具有范德华吸引力的性质，但这种吸引力的作用范围要比一般分子的大千百倍之多，故称其为远程范德华力。 胶体系统的相对稳定或聚沉取决于斥力势能和吸力势能的相对大小。当粒子间斥力势能在数值上大于吸力势能，而且足以阻止由于布朗运动使粒子相互碰撞而粘结时，则胶体处于相对稳定状态；当吸力势能在数值上大于斥力势能，粒子将相互靠拢而发生聚沉。调整两者的相对大小，可以改变胶体系统的稳定性。 pH对硅溶胶的稳定性影响巨大，处于pH 7的中性状态，硅溶胶会迅速凝胶。 硅溶胶在pH7和大于12的时候硅溶胶最不稳定。当pH小于3，SiO2表面带正电，pH大于7时候，硅溶胶表面带负电，因为涂料大部分是偏碱性的，故此碱性稳定的硅溶胶应用于涂料的更多一些，所以通常硅溶胶涂料的合适pH在 8.5~10.5之间。 当pH大于12时候，硅溶胶转变为模数等于或者大于5的水不溶性的硅酸钠而发生凝胶，导致不稳定。 pH为什么会影响硅溶胶的稳定性呢？其实还是由于pH改变着表面电荷斥力的变化。 硅溶胶是聚硅酸的胶体溶液，胶体离子表面一般都带电荷，并分散于介质中，SiO2和水作用发生水化，产生羟基，羟基解离，使粒子表面带电，粒子表面的电位随着介质的pH值发生变化。导致表面电荷斥力的变化，以至于影响了硅溶胶的稳定性。 硅溶胶的粒径：硅溶胶的粒径范围一般在 5-30nm之间，粒径小于5的时候胶体比表面积巨大，水的隔离作用降低，容易发生凝聚，粒子大于 30nm时候 硅溶胶外观出现浑浊，对颜料的包裹能力变差。 由于硅溶胶主要是靠电荷斥力来稳定，这样体系中的 离子，特别是高价离子对电荷的影响，会影响体系稳定性，比如涂料中 使用了ZnO2，Zn2+，或者轻钙，导致Ca2+，这些都会影响硅溶胶的稳定性， 高价阳离子盐决定了二氧化硅溶胶的稳定性。电解质中能使溶胶发生聚沉的离子是反离子, 反离子的价数愈高, 聚沉能力愈强。 如对带SiO2(带负电的)溶胶起聚沉作用的电解质阳离子 K+, Mg2+, Al3+的聚沉值分别与其价态的六次方成正比。 故此市面上又衍生出了无机涂料稳定剂，从原理上看无碍乎是一些离子的螯合剂或者减少离子影响的产品，代表作 克莱恩的SP-PLUS，等。 洋洋洒洒说了一堆，算是完成了对这2个主要粘结物的两篇短文。其实关键硅溶胶和无机硅酸盐作为无机涂料的主要粘接料，各有优劣，就笔者看，硅溶胶的前途更为广泛一点。 但不管是硅溶胶和无机硅酸盐其都不能用经典的乳胶漆原理来推断和解决。无机硅酸盐的关键是如何在需要的时候形成硅酸溶胶，固定活泼离子，而硅溶胶，需要解决的更多是如何避免影响硅溶胶稳定性的不利条件出现。很多代理商现在都是打包配方，即卖硅酸盐或者硅溶胶，又卖打包的填料，以及助剂，从本质上这个和直接找个贴牌商直接分装没有区别。 于配方师而言，这样的操作着实无聊，作为配方师，大家还是要从理论上理解问题的来源，和理论上的根本，了解这些差异，才能更好的完成配方实践。 |
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