一、总体介绍

　　气相法二氧化硅从结构上分为亲水性和疏水性两种，亲水和疏水气硅的作用原理大体上都是靠气硅表面的羟基和树脂、单体以及气硅之间形成氢键，构成三维网状结构，达到相关的作用。疏水性气硅除了气硅表面羟基外，主要是依靠气硅表面经过改性的烷基之间缠绕构成三维网状结构。所以，亲水性气硅只能用于极性较低的体系内（高极性下无法形成氢键），而疏水性气硅主要用于极性较高的体系内（可以依靠改性的烷基缠绕起作用）。在胶粘剂和复材行业还要根据客户的要求选择粒径、表面改性种类（二甲基二氯硅烷，六甲基二硅氮烷等）。

　　不论亲水性还是疏水性，粒径越大越好分散；粒径越小，气硅作用效果越好。即气硅的作用来源于气硅微粒表面的硅羟基和改性基团，单位面积上硅羟基和改性基团数量越多，作用越明显。

　　溶剂型体系中气硅能发挥良好作用取决于分散和添加的顺序，运用锯齿形齿盘时，气硅的分散线速度要达到71m/s以上，通常建议8-10m/s，计算公式如下：

　　Vp(m/s)=w(rpm)·φ(cm)π·6000-1

　　圆周速度＝转速×圆盘直径×π×6000-1

　　高强度研磨、砂磨、介质磨和辊压机的分散能力充分，同时也是被推荐用来分散高比表面积类型（C>300m2/g）的气硅产品，也适用于要求**高的增稠效率、**佳的长期稳定性、**好的细度和光泽（涂料、指甲打磨等）的产品。

　　水性体系内气硅的分散比较容易，5-7米／秒的分散速度就可以分散。

　　在液体中，气硅主要起的作用就是增棚、触变、防沉、抗流挂、补强这几个方面的作用。低极性体系相同条件下，亲水性气硅增稠效率高，同等重量的QS-102的增稠效率是DM-10的四倍左右，所以需要问客户产品的树脂极性、粘度要求等情况，然后再选择型号。

　　二、各个行业的简单应用

　　l、涂料、油墨

　　无论是在溶剂型涂料、还是水性涂料中，都应采用有效的设备：如高速搅拌机、球磨机、珠磨机来分散气硅，但其分散方法因体系而异。气硅的作用包括：增稠、触变、抗流挂、增加颜料的稳定性。疏水性气硅会有一定的抗腐蚀性。涂料的种类大体上分为：木器漆、金属漆、防腐漆、卷材漆、船舶漆、塑胶漆等。使用的树脂包括：醇酸、环氧、丙烯酸、聚氨酌这几大类。

　　l)添加方式：

　　通常建议气硅应在树脂加入后加入，经过5-1Omin分散后再加入其他组分。或者先将气硅制成母料，实验表明：用球磨机可制成5-8％的预凝胶（以固体份计），然后再稀释至体系**终所需添加的浓度。

　　在涂料中（全部配方）中一般添加0.2～1.0％的气硅（亲水性添加量少，疏水性会多些，但具体添加量因涂料种类、配方而异。

　　2)气硅可用于各种涂层，如底涂、中涂、面涂；色漆、清漆等。玻璃鳞片树脂中只能使用PM-20。

　　涂料推荐牌号：QS-102，QS-3QS-40，QS-20，DM-10，DM-30，PM-20

　　2、粘合剂和密封胶：

　　l)气硅在粘合剂和密封胶内起到的作用主要包括：

　　在施工性能上；触变性、屈服点、粘度控制、补强作用、防流挂、防沉降、喷涂性能、粘结强度；

　　调节流变性能：触变性、提高粘度、假塑性、屈服点、粘弹性；提高机械强度：抗张强度、断裂延伸率、抗撕裂性、硬度；

　　高极性体系内，只能用疏水性产品，M值越高，改性程度越高，可应用的极性越高。疏水性的气硅的透明性都很好。

　　需要根据客户的产品种类、流动控制、粘度、涂布要求选定型号。

　　分散设备包括三辊、压力混合机、压力挤出机、行星式分散机、行星式混合器、捏合机。

　　2)主要应用方向

　　3、气硅在塑料中应用

　　1）简介：

　　不论是亲水性还是疏水性的气相二氧化硅，主要作为助剂应用于聚合物，聚合物复合材料和工程塑料，提供流变控制，触变效果，防止不同颜色发生窜色，抗粘连，抗沉降，作为粉状聚合物和树脂的助流剂，或赋予体系更强的防水效果。在热塑性聚合物中添加气相二氧化硅，可以降低MFR（熔融流动率），提高加工性，并且防止受热过程中出现滴液（如：电缆）。

　　在粉状和颗粒状聚合物和树脂中，气相二氧化硅和可提高产品的自由流动性并防止结块，控制产品静电荷带电，同时，也作为产品熔融过程中加工助剂。

　　在弹性体中，气相二氧化硅和提供补强作用，以及硬度，机械强度，和耐热稳定性。

　　2)应用

　　4、各类复合材料：

　　l)简介

　　气硅在各种复合材料中主要亟用包括：控制体系的流变性、增加体系的耐磨性和硬度、增加各种粉体的流动性，以及使用疏水气硅来到到一定的介电性能、潮气控制和疏水性。通常是使用行星式搅拌器、带式混合机、珠磨机、高速搅拌和捏合机来达到将气硅和其他原胆的混合。

　　2)各种应用

　　5、气硅在胶体电池中的应用

　　气相法二氧化硅在电池领域主要应用于胶体电池的制备和生产。

　　气硅在胶体电池中的主要作用是：增稠，触变性，胶体结构。可以增加电池的充放电次数，充放电的存储时间和避免了电池液的泄露。目前在胶体电池中，QS-102已经有不少客户在使用。该行业将是我们的业点行业。

　　6、纸张涂层中气硅的应用

　　（气硅经过处理后的结构图）

　　l)原理

　　气硅在各种高光相纸中主要起到吸墨、固色的作用，目标客户是各个相纸生产商和相纸涂布液生产商。该行业的原理是利用气硅的小粒径以及表面羟基与极少量聚合物形成多微孔涂层，拥有一层具有特定的微孔以及孔道结构的无机海绵体，将这层海绵体涂到相纸基材上，干燥后形成涂层。

　　2)注意事项

　　由于颗粒间、颗粒与所加的稳定剂之间的相互作用，分散液不能分散达到任意的固含量。经验告诉我们在给定粘度的情况下，粉末的BET比表面积越高，则可达到的分散液的固含量越低。尽可能接近**高固含量也许有其经济上的优越性，然而值得注意的是，在较高剪切力分散的情况下，颗粒可能被过度分散，从而造成喷墨打印涂层中的结构以及孔体积的损失。

　　因为聚合物是阳离子型的，在分散气硅时一定要注意以下几点：必须使用去离子水，防止自来水中的钙、镁离子与聚合物产生絮凝；阳离子分散剂需要先加入水中，然后再加入气硅分散。

　　气硅的过度分散会造成光泽低、涂布液粘度高、颜料的沉淀、低固含量等问题，需要现场和工程师讨论。

　　7、粉体材料的流动性

　　在各种粉体材料储存过程中，都难以避免结块现象，气硅以自身小粒径的优势，将粉体材料微粒包裹住，使其流动性保持不变。具体的优势：提高流动性、增强储存稳定性、减少结块趋势、稳定的质量。

　　在粉体助流动方面，我们有亲水型的QS-102和疏水性的DM-10推荐。应用方向包括：食品、日化用品、聚丙烯酰胺、氧化铝、氧化镁、粉末涂料等行业。

　　具体的使用方法是将气硅在粉体搅拌或者混合时加入。建议添加量在0.05-0.2%。