優(yōu)于天然產(chǎn)品的來源和合成路線的不同已形成系列產(chǎn)品,在外觀和使用性能上有很多差異。在化學(xué)屬性上都具有SiO2的特性,為白色粉末中性物質(zhì),化學(xué)穩(wěn)定性較高,耐酸不耐堿,不溶于水,耐高溫,但在物理狀態(tài)上卻有極大的差別。一般來講,天然產(chǎn)品顆粒粗大,吸油量很低,顏色不夠純凈,白色或近灰色,比較致密,質(zhì)地硬,耐磨性強(qiáng)。
天然二氧化硅密度小,是體質(zhì)顏料中折射率較低的品種,但比合成二氧化硅高,大1.54g/cm³左右。合成產(chǎn)品顆粒一般較細(xì),吸油量高,顏色白或略帶藍(lán)相,折射率較低,在1.45左右。
1) 天然無定形二氧化硅 無定形是指非結(jié)晶形,顆粒大部分在4.μm以下,為細(xì)白粉末,密度2.65g/cm3,折射率1.54—1.55,吸油量29—31g/100g,熔點(diǎn)1704℃,pH為7.因其價(jià)廉和化學(xué)穩(wěn)定性好,在涂料中廣泛用于填料,如用于底漆、平光漆和地板漆等。
2) 天然結(jié)晶形二氧化硅 天然結(jié)晶形二氧化硅即天然石英砂,經(jīng)純化、研磨和過篩制成。為白色粉末,吸油量24—36g/100g,密度2.65gcm3,折射率1.55,pH為7,粒徑1.5—9.0μm。由于它色白、耐熱、化學(xué)穩(wěn)定性好,在涂料中不僅起到填充作用,而且涂料涂刷性及耐候性均好。粉狀石英砂還大量用于真石漆和飾紋涂料中。
3) 天然硅藻土 硅藻土為含水二氧化硅,水的數(shù)量不定,其分子式SiO2·nH2O。它是海生生物的遺骸,資源非常豐富。由于來源和制造方法不同,質(zhì)量波動(dòng)比較大,可由灰色粉末至細(xì)白粉末。其密度很小,為2g/cm3,質(zhì)輕,顆粒蓬松,折射率相當(dāng)?shù)停?.42—1.48),顆粒較粗,粒徑為4—12μm,具有多孔性,吸油量高達(dá)120—180g/100g。它的多孔性特點(diǎn)具有提高遮蓋力的作用,主要用于平光涂料和厚質(zhì)涂料中。
4) 沉淀法二氧化硅 沉淀法二氧化硅的外觀為白色無定形(非晶體)粉末,密度2g/cm3,吸油量110—160g/100g,折射率1.46,平均粒徑0.02—0.11μm。其化學(xué)成分為SiO2·nH2O,其結(jié)合水含量通常為4.6%,具有吸濕性。產(chǎn)品中還有一定量的游離水分,在較高溫度下灼燒可失去部分水分。在涂料工業(yè)中用于體質(zhì)顏料、中性顏料,其穩(wěn)定性好,但難以分散。
5) 合成氣相二氧化硅 合成氣相二氧化硅又稱白炭黑,是一種極純的無定形二氧化硅,在不吸附水的情況下,其純度超過98.8%。外觀為帶藍(lán)相或白色松散粉末,密度2.2g/cm3,折射率1.45,。粒度極為微細(xì),平均粒徑為0.012μm,粒度范圍0.004—0.17μm,由于顆粒細(xì),比表面積可達(dá)50—350/g,吸油量高達(dá)280g/100g;瘜W(xué)穩(wěn)定性強(qiáng),除了氫氟酸和強(qiáng)堿外,不溶于所有溶劑。
氣相二氧化硅比一般的二氧化硅性能優(yōu)良。經(jīng)表面處理后,按照用途不同形成系列產(chǎn)品,主要有疏水和憎水兩大類。它主要用于黏結(jié)劑、涂料、制藥、塑料、硅橡膠等行業(yè)。
氣相二氧化硅在液體介質(zhì)中呈現(xiàn)增稠性和觸變性,在靜止情況下形成一定的結(jié)構(gòu),從而使體系粘度提高,當(dāng)受外界機(jī)械力作用時(shí),形成的結(jié)構(gòu)被破壞,體系的黏度降低,利用這個(gè)性能可使涂料呈現(xiàn)適度的觸變結(jié)構(gòu),從而使較厚的涂膜不致出現(xiàn)流掛現(xiàn)象,一般加入1%—4%就可獲得適宜的觸變性。
氣相二氧化硅還可防止顏料在涂料中下沉,因?yàn)槎趸桀w?尚纬扇S鏈狀結(jié)構(gòu),輕微的觸變性可改善涂料的涂覆性,減輕流掛及發(fā)花現(xiàn)象。由于顆粒極小,在涂料中不能起平光作用。使用憎水型氣相二氧化硅可作為防沉降劑,同時(shí)提高涂膜的耐水性。
6) 納米二氧化硅 納米二氧化硅是無定形白色粉末,表面存在不飽和的殘鍵及不同鍵合狀態(tài)的羥基,其分子狀態(tài)呈三維鏈狀結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)可以賦予涂料優(yōu)良的觸變性和分散穩(wěn)定性。同時(shí),納米SiO2具有極強(qiáng)的紫外線反射能力,在涂料中能形成屏蔽作用,達(dá)到抗紫外線老化的目的,同時(shí)增加涂料的隔熱性。
納米SiO2是一種良好的涂料添加劑。在涂料中加入納米二氧化硅可明顯改善涂料的開罐效果,涂料不易分層,具有觸變性,防流掛,施工性能良好,抗老化好、熱穩(wěn)定性、強(qiáng)度等都會(huì)有所提高。