硅溶胶性质、用途与生产工艺
二氧化硅(SiO2)是所有矿物中最丰富的。 自然界中存在的二氧化硅称硅石,约占地壳总重量的12%。硅石有石英、鳞石英和方石英三种不同的晶型,石英在室温下最稳定,另两种在高温下稳定,因它们转变成石英的速度很慢,所以在室温亦有存在。硅溶胶是二氧化硅的胶体微粒分散于水中的胶体溶液,又名硅酸溶胶,或二氧化硅水溶胶。
中国华北地区有质量较好的大量硅石矿,石英 砂岩在华南分布较广,在青海、云南、广东、广西 和贵州等省有水晶矿。
石英的熔点为1 610℃。 除氟、氟化氢和氢氟酸外,它与卤素、卤化氢和 无机酸都不起反应。但溶于热浓碱液及熔融的强碱或碳酸钠。
SiO2晶体有多种晶型,其基本结构单元是四面体,每个Si周围结合4个O,Si在中心,O在四个顶角;最小环上有6个硅原子和六个氧原子。
许多这样的四面体又通过顶角的O相连接,每个O为两个四面体所共有,即每个O与2个Si相结合。实际上,SiO2晶体是由Si和O按1:2的比例所组成的立体网状结构的晶体
1、药用二氧化硅:主要用作润滑剂、抗粘剂、助流剂.
2、食品、饮料用二氧化硅:流动助剂、抗结块性能。
3、橡胶用二氧化硅:消除内张力、分层和开裂现象.
4、油漆、涂料用二氧化硅:控制流变、防亮光、抗流挂、抗紫外线、防沉降、提高耐腐蚀性。
5、造纸用二氧化硅:吸墨速度快、白度高、打印图象清晰、鲜艳。
6、模具用二氧化硅:具有优异分散性、相溶性、高透明性、高白度 。
7、还生产其他二氧化硅用于石油、食用油脱色剂、牙膏研磨剂、皮革专用消光剂等。
添加剂中文名称
允许使用该种添加剂的食品中文名称
添加剂功能
最大允许使用量(g/kg)
最大允许残留量(g/kg)
二氧化硅
其他(豆制品工艺用)
抗结剂
0.025(复配消泡剂用,以每千克黄豆的使用量计)
二氧化硅
脱水蛋制品(如蛋白粉、蛋黄粉、蛋白片)
抗结剂
15.0
二氧化硅
可可制品(以可可为主要原料的脂、粉、浆、酱、馅)
抗结剂
15.0
二氧化硅
其他油脂或油脂制品(仅限植脂末)
抗结剂
15.0
二氧化硅
乳粉(包括加糖乳粉)和奶油粉及其调制产品
抗结剂
15.0
硅溶胶中SiO2的浓度一般为10%~35%,浓度高时可达50%。硅溶胶粒子比表面积为50~400 m/g,粒径范围一般在5~100nm,即处于纳米尺度,与一般粒径为0.1~10μm的乳液相比,其颗粒要小得多。
硅溶胶铸造在精密铸造领域中是一种被广泛运用的精密铸造方式,这种精密铸造方式有效降低了成本,提高了精密铸造企业的竞争力。
硅溶胶铸造常见的浇注方法:
1、压力下结晶:将型壳放在压力罐内进行浇注,结束后,立即封闭压力罐,向罐内通入高压空气或惰性气体,使铸件在压力下凝固,以增大铸件的致密度。
2、真空吸气浇注:将型壳放在真空浇注箱中,通过型壳中的微小孔隙吸走型腔中的气体,使液态金属能更好地充填型腔,复制型腔的形状,提高铸件精度,防止气孔、浇注不足的缺陷。这种方法在国外较常见。
3、定向结晶:一些熔模铸件如涡轮机叶片、磁钢等,如果它们的结晶组织是按一定方向排列的柱状晶,它们的工作性能便可提高很多,所以熔模铸造定向结晶技术正迅速地得到发展。
4、热型重力浇注:这是用得最广泛的一种浇注形式,即型壳从焙烧炉中取出后,在高温下进行浇注。
化学性质
是具有多微孔结构、比表面积高、机械强度高、二氧化硅含量高的透明或半透明的微小颗粒。无毒、无臭。热稳定性好、耐酸性好(除氢氟酸外)。溶于浓苛性钠。对水蒸气及其他气体和溶剂具有强烈的吸附作用。
用途
用作苯酐、苯胺、顺丁烯二酸酐、三聚氰胺、顺丁橡胶、丙烯腈等重要石油化工产品的催化剂载体。也广泛用于精制石油化工产品、脱除芳烃、对某些有机气体及液体的选择性吸附分离。还可作为脱除水中多价有害元素的离子交换剂。以及用于材料、器械等物品的干燥贮存和高纯气体的除水精制。
用途
代替硅酸乙酯用于精密铸造,以降低生产费用,改善操作环境,提高产品质量。用作耐火材料及其他材料的胶黏剂。是防止某些制品氧化的包覆材料。作为涂料的配合材料(内外墙水性涂料)以提高结合性、坚牢性、耐磨损性、耐污染性。作为合成纤维的处理剂,以改进纤维的摩擦系数。作为毛纺工业经纱上浆剂,可提高可纺性、手感性、减少飞毛和断头,可提高产量。用于造纸工业提高纸张平滑性及纸张强度。还用作电子材料精加工的研磨剂、催化剂,电瓶中硫酸的凝固剂。
生产方法
离子交换法:将稀释的水玻璃过滤除杂质后经阳离子交换,阴离子交换,调节Ph值,经蒸发或超滤浓缩,制得硅溶胶。
硅粉法:将蒸馏水及氢氧化钠(试剂级)加到反应槽中,升温至65℃,加入一定量的氨水调整碱度,在搅拌下分批加入硅粉,控制温度在83℃以下,硅粉加完后继续搅拌2~3h,待Ph值降至9~10时,取样分析,反应完成后在搅拌下冷却至50℃,经自然过滤,制得硅溶胶产品。未反应的硅粉可回收再用。
硫酸法:将稀释的水玻璃与稀硫酸混合于20~30℃进行反应制得硅凝胶,老化4h,用2%~2.5%的稀硫酸浸泡lh,用40~50℃的水洗涤,在转筒烘干器中脱水至含水量≤80%,经烘干至水分含量≤10%,置于500~550℃活化炉中活化,经筛选制得粗孔微球硅胶。
硅溶胶
上下游产品信息
上游原料
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