本發明屬于硅溶膠提純，具體涉及一種硅溶膠提純方法。

背景技術：

1、硅溶膠是一種特殊的膠體溶液，是二氧化硅(sio2)的膠體微粒分散于水中的膠體溶液，也可稱為硅酸溶膠或二氧化硅水溶膠。硅溶膠外觀多呈乳白色或淡青透明的溶液狀，多呈穩定的堿性，少數呈酸性，硅溶膠中sio2的濃度一般為10％～35％，屬膠體溶液，無臭、無毒，粘度較低，當硅溶膠水分子被蒸發后，膠體粒子能牢固地附著在物體表面，粒子間形成硅氧結合，表現出很好的粘合劑特性。因其獨特的性質而廣泛應用于耐火材料粘結劑、涂料工業、精密鑄造、催化劑及載體、造紙工業、紡織工業等諸多領域，是一種具有廣泛應用前景的膠體溶液。

2、硅溶膠作為一種由納米級二氧化硅粒子在水中高度分散形成的無機高分子化合物，因其獨特的物理化學性質，在現代工業與科研領域展現出了廣泛的應用前景和巨大的市場潛力，隨著技術的不斷進步和市場需求的持續增長，硅溶膠市場正迎來前所未有的發展機遇，特別是在電子、航天、重型機械、建筑、航空等高科技和高端制造領域，對硅溶膠的純度、粒徑、穩定性等性能要求越來越高，推動了硅溶膠提純技術的不斷發展，新的提純方法、新的設備和工藝不斷涌現，提高了硅溶膠的提純效率和產品質量。例如，采用離子交換法、直接酸化法、超濾濃縮等方法可以提高硅溶膠的純度，然而，現有的硅溶膠提純工藝在應用中，依然發現存在硅溶膠提純效果提升空間，為此，本申請提出一種硅溶膠提純方法。

技術實現思路

1、針對現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種硅溶膠提純方法，旨在解決現有技術下現有的硅溶膠提純工藝在應用中，依然發現存在硅溶膠提純效果提升空間的技術問題。

2、技術方案

3、為了解決上述技術問題，本發明提供了一種硅溶膠提純方法，包括以下步驟：

4、步驟一：設備原料準備，包括：

5、準備原料：硅溶膠粗溶液、去離子水以及離子交換樹脂；

6、準備設備：反應器皿若干、離子交換樹脂床、離心機、濃縮機、ph計以及溫度計；

7、步驟二：稀釋，將硅溶膠粗溶液用去離子水稀釋；

8、步驟三：第一次離子交換，將稀釋后的硅溶膠通過離子交換樹脂床進行離子交換；

9、步驟四：純化，包括：

10、離心分離，使用離心機對第一次離子交換后的硅溶膠進行離心分離，去除其中的機械雜質；

11、第二次離子交換，將離心分離后的硅溶膠通過離子交換樹脂床進行離子交換，進一步去除雜質；

12、步驟五：濃縮，對純化后的硅溶膠濃縮，將硅溶膠濃縮至所需sio2含量；

13、步驟六：檢測與質量控制，包括：

14、sio2含量檢測，使用化學分析方法或儀器分析方法檢測硅溶膠中的sio2含量，確保sio2含量符合生產要求；

15、ph值檢測，使用ph計檢測硅溶膠的ph值；

16、粒度分布檢測：使用激光粒度分析儀或電子顯微鏡設備檢測硅溶膠的粒度分布，確保其粒徑符合生產要求；

17、步驟七：后處理與儲存，包括：

18、后處理，使用微孔濾膜或精密過濾器對濃縮后的硅溶膠進行過濾，確保硅溶膠的純凈度，使用酸或堿調節硅溶膠的ph值，獲得提純后的硅溶膠；

19、儲存，將提純后的硅溶膠裝入清潔、干燥、密封的容器中，并在陰涼、通風、避光的條件下儲存，定期檢查儲存容器的密封性。

20、優選地，步驟二中，將硅溶膠粗溶液用去離子水稀釋至sio2含量為10％～15％。

21、優選地，每次離子交換后，用去離子水洗滌離子交換樹脂床，直至洗滌液中檢測不到雜質離子。

22、優選地，步驟三中，離心分離過程離心機的轉速為3000～5000r/min，離心時間為1～2h。

23、優選地，硅溶膠流過離子交換樹脂床的流量0.25～0.35ml/cm2·min。

24、優選地，步驟五中純化后的硅溶膠濃縮方法包括真空蒸發濃縮法和超濾濃縮法，

25、真空蒸發濃縮法，將純化后的硅溶膠倒入真空蒸發器中，設置真空度為0.01～0.1mpa，加熱溫度為60～80℃，進行真空蒸發濃縮，濃縮過程中需不斷攪拌，以避免硅溶膠局部過熱而凝膠，濃縮至所需sio2含量后，停止加熱和真空抽取，將硅溶膠冷卻至室溫；

26、超濾濃縮法，將純化后的硅溶膠通過超濾膜進行濃縮，超濾過程中的壓力為0.25～0.40mpa，膜通量為60～200l/m^2·h，濃縮至所需sio2含量后，停止超濾，將硅溶膠收集起來。

27、優選地，步驟六中，硅溶膠的ph值應在8.5～10之間，步驟七中使用naoh溶液或稀硫酸來調節ph值。

28、優選地，硅溶膠提純過程中，溫度控制在20～30℃之間，并定期監測溫度，溫度監測頻率為每0.5～1h監測一次。

29、優選地，硅溶膠提純過程中，攪拌器選用錨式攪拌機、漿式攪拌機、渦輪式攪拌機中的一種或多種，攪拌速度為200～400r/min。

30、有益效果

31、與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

32、本發明通過采用稀釋、離子交換、離心分離、離子交換、濃縮、檢測分離的工藝流程，能夠大幅度地對硅溶膠提純，使硅溶膠能夠滿足電子、航天、重型機械、建筑、航空等高科技和高端制造領域的使用需求。通過采用先離子交換，然后離心分離，再進行離子交換、濃縮的工藝流程，相較于傳統先離子交換，然后離心分離直接濃縮的工藝流程，提高了去除硅溶膠中機械雜質的效果，能夠獲得更高純度的硅溶膠；通過對反應溫度、膜通量、壓力以及ph的控制，確保了硅溶膠提純工藝的穩定性，能夠制備獲得品質更優的硅溶膠產品。

技術特征：

1.一種硅溶膠提純方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種硅溶膠提純方法，其特征在于，步驟二中，將硅溶膠粗溶液用去離子水稀釋至sio2含量為10％～15％。

3.根據權利要求1所述的一種硅溶膠提純方法，其特征在于，每次離子交換后，用去離子水洗滌離子交換樹脂床，直至洗滌液中檢測不到雜質離子。

4.根據權利要求1所述的一種硅溶膠提純方法，其特征在于，步驟三中，離心分離過程離心機的轉速為3000～5000r/min，離心時間為1～2h。

5.根據權利要求1所述的一種硅溶膠提純方法，其特征在于，硅溶膠流過離子交換樹脂床的流量0.25～0.35ml/cm2·min。

6.根據權利要求1所述的一種硅溶膠提純方法，其特征在于，步驟五中純化后的硅溶膠濃縮方法包括真空蒸發濃縮法和超濾濃縮法，

7.根據權利要求5所述的一種硅溶膠提純方法，其特征在于，步驟六中，硅溶膠的ph值應在8.5～10之間，步驟七中使用naoh溶液或稀硫酸來調節ph值。

8.根據權利要求1所述的一種硅溶膠提純方法，其特征在于，硅溶膠提純過程中，溫度控制在20～30℃之間，并定期監測溫度，溫度監測頻率為每0.5～1h監測一次。

9.根據權利要求5所述的一種硅溶膠提純方法，其特征在于，硅溶膠提純過程中，攪拌器選用錨式攪拌機、漿式攪拌機、渦輪式攪拌機中的一種或多種，攪拌速度為200～400r/min。

技術總結
本發明公開了一種硅溶膠提純方法，屬于硅溶膠提純技術領域，旨在解決現有技術下現有的硅溶膠提純工藝在應用中，依然發現存在硅溶膠提純效果提升空間的技術問題。該硅溶膠提純方法包括以下步驟：設備原料準備，準備原料：硅溶膠粗溶液、去離子水以及離子交換樹脂；準備設備：反應器皿若干、離子交換樹脂床、離心機、濃縮機、pH計以及溫度計；稀釋，第一次離子交換，離心分離，第二次離子交換，濃縮。該硅溶膠提純方法，通過采用先離子交換，然后離心分離，再進行離子交換、濃縮的工藝流程，相較于傳統先離子交換，然后離心分離直接濃縮的工藝流程，提高了去除硅溶膠中機械雜質的效果，能夠獲得更高純度的硅溶膠。

技術研發人員：曹立松,郭洪偉
受保護的技術使用者：河北佳世鴻維科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24