Коллоидная силика

Коллоидная силика - водные дисперсии наночастиц аморфного диоксида кремния (SiO₂, CAS №7631-86-9) размером 2-150 нм, стабилизированные в жидкой форме. В отличие от порошковых форм кремнезёма - пирогенного (фюмед) и осаждённого - коллоидная силика поставляется готовой прозрачной или полупрозрачной дисперсией с вязкостью, близкой к воде, что упрощает дозирование и ввод. Активность определяется огромной удельной поверхностью и поверхностными силанольными группами: при высыхании или дестабилизации частицы образуют силоксановые связи между собой и с минеральными подложками, работая как неорганическое связующее. Торговая линейка - Levasil (Nouryon, ранее AkzoNobel).

Марки различаются по pH, типу стабилизации, размеру частиц и содержанию SiO₂ (15-50%):

• Щелочные натрий-стабилизированные (например, Levasil CB30, около 30% SiO₂) - универсальные связующие для керамики, огнеупоров, литейных оболочковых форм точного литья и упрочнения бетона;
• Аммиак-стабилизированные концентрированные (например, Levasil CA421, около 40% SiO₂) - высокое содержание твёрдой фазы для составов с ограничением по вводимой воде;
• Нейтральные силан-модифицированные (например, Levasil CC301, CC151, поверхность обработана эпоксисиланом) - совместимость с водными и силикатными красками, рост адгезии, твёрдости и антизагрязняющих свойств покрытий;
• Кислые и деионизированные - основа абразивных суспензий для химико-механической полировки (CMP) кремниевых пластин, металлов и сапфира в электронике.

Основные функции вытекают из наноразмера и реакционноспособной поверхности: как неорганическое связующее коллоидная силика скрепляет керамические волокна, огнеупоры и оболочковые формы точного литья; как упрочнитель повышает прочность и плотность бетона за счёт пуццолановой реакции с образованием C-S-H; как абразив обеспечивает бездефектную CMP-полировку полупроводников; как флокулянт осветляет воду, пиво, вино и соки; как модификатор поверхности придаёт гидрофильность, антизапотевание и стойкость к загрязнению фасадным краскам и керамике. Продукты на водной основе с низким содержанием ЛОС.

Выбор марки определяется совместимостью по pH с рецептурой (щелочные, нейтральные, кислые), требуемым размером частиц (мелкие дают выше реакционную поверхность и прочность связи, крупные - ниже вязкость при высоком содержании SiO₂), типом стабилизации и наличием поверхностной модификации силаном. Типичные дозировки: 1-5% к массе цемента в бетоне, 0,5-3% в водных красках, 15-40% в литейных связующих. Концентрацию и совместимость уточняют по TDS и лабораторным испытаниям.