涂料专用硅溶胶是以水为分散相的无机高分子胶体容易,无臭无毒,有相当大的比表面积,粒子本身无色透明,不影响被覆盖无的本色,硅溶胶的分子式可以表示为mSiO2.nH2O,粒子多以球状单个或多个聚结,胶体微粒均匀,直径一般在20-30nm,与一般乳液(粒径0.1-10um)相比,粒径小的多,渗透性好,水能渗透的地方它都能渗透,硅溶胶与其他物质混合时分散性和渗透性都非常好。硅溶胶分子附着在基材和填料颗粒的表面,随着水分的蒸发,SiO2.nH2O粒子间脱水,形成牢固的Si-O键交联的立体网络涂膜。Si-O键的刚性较强,无变形能力,涂料成膜脱水过程中容易出现裂缝、微孔等缺陷,因而引入有机高分子,使有机高分子随机均匀的分布在Si-O键涂膜间隙中,提高涂膜的韧性、抗冲击性和耐水性等。
在涂料的成膜和脱水过程中容易出现裂纹,微孔和其他缺陷。因此,引入有机聚合物以使有机聚合物随机且均匀地分布在Si-O键合膜的间隙中,从而提高了膜的韧性,耐冲击性和耐水性。硅溶胶可以与水性高分子化合物和聚合物乳液混合。硅溶胶对乳液的改性与视觉乳液不同。硅溶胶可与多种有机聚合物混合,因此可用于多种涂料体系,例如密封底漆,弹性涂料,防水涂料,低PVC涂料,常见的内外墙涂料和非高光泽水性涂料木漆等,可以改变涂层的性能并掩盖涂层本身的缺陷。
硅溶胶缩合成膜后为无机SiO2分子构成的立体网状涂膜。漆膜对基材的附着力,耐酸碱、耐侯性高,成本低,但这一体系存在一个储存不稳定的问题。这一不稳定来源于硅溶胶和乳液自身,二者混合物的稳定性视两者的用量、乳液种类、硅溶胶种类不同而有非常大的差异。要解决这些问题需要从两方面着手保护乳液、保护硅溶胶。
体系的不稳定问题表现在涂料的稳定性下降,黏度增长过快,严重者导致涂料在施工前胶化报废,这方面问题可以通过选用适宜的表面活性剂来解决。
添加少量5%-10%的澄清、透明度高的硅溶胶对体系稳定性影响较少,而用量加大到20%,则涂料稳定性急剧下降,甚至出现胶化。相反,粗粒径硅溶胶在大用量的范围内稳定性好,低用量的体系对涂料稳定性影响大。
乳液和硅溶胶之间的相容性与乳液自身、硅溶胶的性质有关,不稳定的因素来源乳液的不稳定表现在乳液保护不够,易破乳,乳液自身稳定性不够,添加硅溶胶后,乳液破乳的危险增加,在此方面添加306保护剂,增加对乳液的保护,可以改善稳定性。
硅溶胶的保护,我们设想在无机SiO2粒子表面吸附一层润湿分散剂,而这种润湿分散剂有其特殊的结构,是可以吸附在SiO2粒子表面的物质,增加对硅溶胶的保护,从而该善体系的稳定性。但两者作用机理不一样。
内墙涂料建议添加乳液体积的5-10%,外墙涂料建议添加10-20%,具体添加量根据不同涂料体系确定,由试验数据确定。