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硅溶膠的應用
打印本頁    發布時間:2018/10/9 15:43:05

一、硅溶膠在催化劑中的應用

硅溶膠廣泛應用于各種催化劑載體的制備。例如應用于在汽車排氣管的三元催化反應器、火電廠煙氣脫硫脫硝反應處理裝置以及石油化工領域。

納米硅溶膠具有很大的比表面積,用硅溶膠制備催化劑載體能夠加速催化速度,以提高生產效率。硅溶膠制備催化劑載體的優點是比表面積大、無副產物、具有很好的反應選擇性和反應活性。如下圖所示為汽車排氣管三元催化反應器、火電廠煙氣脫硫脫硝反應處理裝置示意圖。

 汽車排氣管三元催化反應裝置示意圖          SCR脫硫脫硝反應裝置示意圖      

根據客戶的具體定制要求,本公司可為專業的合作伙伴提供高純度和比表面積可控的硅溶膠產品。銨穩定型硅溶膠憑借其極低的鈉含量,其非常適用和改善SCR催化劑的性能,SCR主要用于減少氣體排放,特別是氮氧化物。目前,本公司為國內多家公司提供銨穩定型催化劑專用硅溶膠,用以生產波紋式燃氣脫硝催化劑。

本公司生產的硅溶膠產品種類基本涵蓋了所有硅溶膠特性,如粒徑大小,pH、比表面積,粒徑分布和二氧化硅粒子的表面改性等。

催化劑行業對硅溶膠產品性能有極高的要求,我們致力于硅溶膠產品性能滿足并超越催化劑的廣泛要求而進行深入研發,努力豐富硅溶膠產品的多樣性,使我們能夠為合作伙伴提供更加完美的硅溶膠產品和催化劑相關問題的解決方案。

 

二、硅溶膠在蓄電池中的應用

鉛酸蓄電池一直被人類廣泛的利用于各個領域。普通AGM鉛酸蓄電池使用一段時間后,電解液水分降低導致硫酸濃度發生變化,后期需加水維護繁瑣;另一方面,充電過程中酸霧析出,對環境和設備造成一定危害,為了將電解液牢牢鎖住,膠體電解液的鉛酸蓄電池應運而生。膠體蓄電池是對液態電解質的鉛酸蓄電池進行的改進,用固體電解質替代了硫酸電解液,從而在安全性、蓄電量、放電性能和使用壽命等方面有所改善。如下圖所示為膠體蓄電池和AGM電池結構圖。

膠體蓄電池的工作原理與普通鉛酸蓄電池相同,但其電池內部的硅凝膠是以-Si-O-質點作為骨架構成的三維立體網狀結構,它將電解液包在內部,形成的凝膠體系能阻止內部液體的轉移,但仍可通過毛細管作用保留液體組分。當電解液灌注的硅溶膠變成凝膠后,凝膠骨架會收縮,使凝膠出現裂縫貫穿于正負極板之間,給正極析出的氧提供了到達負極的通道。膠體蓄電池與AGM蓄電池的密封工作原理是相同的,區別在于電解液的“固定”方式和提供氧氣到達負極通道的方式有所不同。

                  膠體蓄電池結構圖                           AGM電池結構圖

膠體蓄電池具有以下幾個方面的優良特性:

1.良好的觸變性:固體電解質受振動或攪拌時凝膠體系內部暫時被破壞,但靜止后又能恢復原結構的特性。

2.較好的吸附性:硅溶膠形成的聚硅酸具有很大的表面積和很強的吸附力,膠體的網狀結構能吸附大量電解質離子,增加了膠體的導電性,減少了負極析氫現象。

3.固體電解質不會受重力影響而分層,而且對溫度不敏感,可在-40℃--65℃的溫度范圍內使用,這是常規AGM電池所不具備的。

4.固體電解質在使用過程中會形成大量的微細裂紋,這有利于氧向負極擴散,促進了水的復合,減少了水分的散失。   

硅溶膠作為制備膠體蓄電池電解質的重要原材料,其具有使用方便、健康環保、極具使用成本效益明顯優勢,同時,由于硅溶膠液體的穩定分散性,使用硅溶膠制造膠體蓄電池比使用氣相二氧化硅更容易。此外,在制備過程中使用硅溶膠避免了接觸氣相二氧化硅粉塵,處理更容易,同時使生產環境得到極大改善。

硅溶膠和硫酸制備的膠體蓄電池具有富液式特點和耐過充、深放電循環性強、自放電少、溫度適應強、使用壽命長、安全環保等優點,在很多方面彌補了AGM電池的缺陷,使用硅溶膠制備膠體蓄電池必將在電池行業成為趨勢,具有廣闊的應用前景。

我公司可根據客戶對硅溶膠產品的具體要求,提供合適的超細粒度硅溶膠產品,配合客戶調整膠體蓄電池中的硅溶膠用量和凝膠溫度,優化膠體電解質的凝膠強度和凝膠時間,為客戶制備性能優異的膠體蓄電池產品提供良好的基礎幫助。

 

三、硅溶膠在拋光中的應用

納米二氧化硅拋光液是以硅溶膠為主要原料,經過特殊工藝生產的一種拋光產品,廣泛用于多種材料表面的平坦化拋光,如電子產品的金屬外殼、手機攝像頭玻璃、Home鍵、計算機硬盤盤片、硅晶片等表面的拋光加工。

 

納米二氧化硅拋光液的拋光過程是在拋光機上實現的,在拋光過程中拋光墊和工件相對做旋轉運動,拋光液(磨料)在旋轉的拋光墊與工件之間流動,在一定壓力、溫度和轉速作用下,發生化學機械拋光過程-簡稱CMP(Chemical Mechanical Polishing),因此拋光過程是在化學的和機械的綜合作用下,使工件表面平整化(拋光)。

在拋光過程中,拋光液的主要作用是:①拋光作用,通過研磨、腐蝕、吸附反應物來實現;②潤滑作用;③冷卻降溫作用;④沖洗排渣作用。

硅溶膠是納米拋光液的重要組成部分,其粒徑、粒子形態、粒徑分布、濃度、pH和雜質含量會直接影響拋光材料表面去除率和表面粗糙度或波紋度之間的平衡,進而影響材料表面的拋光質量。我公司與相關行業合作密切,致力于不斷推出和優化拋光液系列產品,為客戶提供完美的服務和解決方案。如下圖所示。我公司可以生產多種特性的硅溶膠拋光液。

      多級配型拋光液            單一粒徑拋光液             非球型拋光液

 

四、硅溶膠在紡織上的應用  

硅溶膠可用于紡織工業中,通過硅溶膠處理過的織物強度高、尺寸穩定、回彈性高。硅溶膠和合毛油并用,增加纖維之間的抱合力,增大的抗張力,提高了生產效率,能紡出高支數的產品。羊毛紡織過程中,硅溶膠作為徑紡上漿的助劑,可減少羊毛纖維的斷頭率并節省漿料。在采用細紋滾壓或絞卷上漿時,把硅溶膠加入聚乙烯醇、羧甲基纖維素、天然淀粉和油脂等料漿中,可使徑紗分離容易,防滑不斷紗。

 

硅溶膠還可在織物染色中使用。因為它具有粘結性,還可以形成優良保護液,幫助顏料粘附在織物表面上,增加染色的均勻度和牢度,防止顏料凝聚;把硅溶膠添加到淀粉膠中,用來處理織物,如地毯等處理后,可起到防滑、防塵,防靜電,不粘塵土等功能。總之,硅溶膠在處理的織物中的范圍非常廣泛。

 

五、硅溶膠在精密鑄造中的應用

硅溶膠主要用于精密鑄造的粘結劑,可用作型殼的面層涂料和加固層涂料。將小粒子硅溶膠應用于精密鑄造,代替硅酸乙脂,不僅可降低成本,而且還可以改善勞動條件。用于薄殼精密鑄造時,可使殼型強度高、尺寸精度高、鑄件光潔度好,造型比水玻璃質量好,又比硅酸乙脂價廉。對大型鑄件,表面光潔度要求高的鑄件以及要求無余量或少余量的鑄件尤為適用。把硅溶膠用作鑄模的耐高溫涂料,可使涂層具有良好的耐熱性、耐磨性,可以減少高溫下熔融金屬對模具的損耗,并有助于脫模。

硅溶膠就其在精密鑄造領域的應用的具體表現來看,主要有以下幾個方面作用:

增大殼型強度:薄殼必然存在著整體造型強度不高的弱點,通過加入硅溶膠,能夠起到增大殼型強度的作用,就能使薄殼精密鑄造加工出來的薄殼產品有很高的強度,防止在應用的時候出現結構損傷。

提高鑄造光潔度:由于硅溶膠的粒子本身是無色透明的,不會影響到覆蓋物的本色,所以在薄殼精密鑄造方面應用的時候,必然能夠起到提高鑄造光潔度作用,以此增強產品的質感和產品的外觀。

降低成本:相對于應用硅酸乙酯來說,在薄殼精密鑄造方面應用硅溶膠需要花費的成本更低,可以起到很好的降低成本作用。

 

六、硅溶膠在涂料中的應用      

硅溶膠產品的主要成分為無定型二氧化硅顆粒和水,因而具有環保、無毒等優點,是溶劑型涂料轉換為水性涂料的理想選擇原材料。在建筑涂料、水性木器涂料、硅酸鹽涂料、工業涂料中加入適量的硅溶膠組分能明顯改善涂料的性能,如硬度、附著力、抗污性能等特性。

1.硅溶膠在陶瓷涂料中的應用

硅溶膠還可用來制備陶瓷涂料。陶瓷涂層使廚房烹飪和炊具清理變得前所未有的簡單。通過將硅溶膠添加到陶瓷涂層的組合物中,納米硅溶膠顆粒充當無機填料,制備出新一代的陶瓷涂層,提高了涂層表面的硬度、耐磨性、耐溫性、易清潔等性能。陶瓷涂料除了在炊具行業中應用廣泛,近年來在電熨斗,燙發器,建筑物幕墻鋁單板等領域的應用也發展迅猛。

2.硅溶膠在建筑涂料中的應用

硅溶膠在涂料中的應用主要在建筑涂料方面。建筑涂料的成膜物質以有機乳液為主,因揮發性組分含量高,對人類的生活居住環境造成影響。因此,在現有建筑涂料基礎上開發更為綠色環保的涂料產品越來越受到人們的關注。硅溶膠具有高滲透性,并且其干燥凝膠后易形成網狀結構、涂膜堅硬、附著力強、耐水耐候好,因而作為一種無機涂料添加劑應用相當廣泛,將其與有機高聚物乳液相復合以替代部分有機乳液可達到降低涂料制備成本、減小環境污染和增強涂料性能的優點。

3.硅溶膠在水性木器涂料中的應用

水性木器涂料(如清漆)中加入適量硅溶膠組分,會明顯提高涂層的機械性能。硅溶膠中的二氧化硅顆粒會形成-Si-O-Si-結構的網絡結構,使涂層變得更耐用、耐刮擦,并且使涂層表面具有更大的潤濕能力。硅溶膠成分中堅硬的納米二氧化硅顆粒具有類似玻璃般的性質也增強了水性木器涂料的抗粘連性能。

另外,硅溶膠也大量應用于聚烯烴、聚酯等塑料薄膜的功能性涂料行業中。

 

七、硅溶膠在造紙行業中的應用

以硅溶膠為主要原料與聚乙烯醇、高分子乳液等成膜物質做成漿料,用于彩色噴墨打印紙涂層。硅溶膠中納米二氧化硅可以形成表面的納米孔隙,起到很好的固色作用,提高彩色圖案的清晰度。

陽離子硅溶膠在玻璃紙制造過程中可以吸附于紙張表面,起到防粘隔離作用,在制造玻璃紙過程中發揮著重要的作用。

另外,在生產人造纖維和玻璃紙時,用硅溶膠作粘結劑,可以防止薄膜間的粘結與卷進;用硅溶膠與感光液混和處理感光紙,可使感光紙面平滑,影像鮮明,并增大曝光范圍,制作一步成像紙;硅溶膠用于曬圖紙、復印紙和膠印的底涂層,可使紙面平滑,圖像造影清晰,對比度好。牛皮紙和瓦楞紙表面用硅溶膠處理后,可以提高紙的防滑性,減小運輸和堆存中的滑動,提高紙品的耐溫性和強度;在非炭復寫紙制造中用硅溶膠代替粘土、滑石粉和二氧化硅粉涂層,可使其顯色更加鮮明;塑料薄膜和玻璃紙夏季容易發粘,如用硅溶膠和單硬酯酸甘油脂混合液處理,就可以圓滿的得到解決。

 

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