偏硅酸鈉是一種無(wú)機(jī)物,化學(xué)式為Na2SiO3,為白色顆粒晶體,是普通泡化堿與燒堿水熱反應(yīng)而制得的低分子晶體,產(chǎn)品有無(wú)水、五水和九水合物,其中九水合物只有我國(guó)市場(chǎng)上存在。
一、無(wú)水偏硅酸鈉的應(yīng)用范圍
無(wú)水偏硅酸鈉是硅酸的一種鹽,屬于無(wú)機(jī)鹽產(chǎn)品,分子式Na2SiO3·nH2O,是一種無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)公害的白色粉末或結(jié)晶顆粒。易溶于水及稀堿液,不溶于醇和酸。水溶液呈堿性。
1.洗衣粉助洗劑。ISS與4A沸石在功能方面具有互補(bǔ)性,二者以合理的配比混合,可以完全取代洗衣粉中的STPP。既可以前配料噴霧干燥生產(chǎn)普通洗衣粉,也可以作為基礎(chǔ)粉采用附聚法生產(chǎn)濃縮洗衣粉,產(chǎn)品流動(dòng)性好,不結(jié)團(tuán)、不結(jié)塊,去污力強(qiáng)。
2.洗衣膏、洗衣液助劑。與表面活性劑和漂白劑的相溶性好,不水解,不沉淀。
3.餐洗凈助洗劑。吸油值高達(dá)70%,去油污能力取代水合偏硅酸鈉(吸油值38%)。
4.工業(yè)清洗劑助劑。ISS 是金屬清洗劑,重油污清洗劑、石油管道疏通清洗劑、酒瓶奶瓶清洗劑等多種清洗劑的重要組成成分,去污力強(qiáng),又有防腐防銹效果。
5.直接清洗油污。ISS可以不需表面活性劑配合,直接調(diào)成適當(dāng)濃度的水溶液就可以清洗油污。
6.陶瓷、水泥、耐火材料、助磨增強(qiáng)劑。ISS具有獨(dú)特的降凝解聚效果,在陶瓷、水泥、耐火材料磨粉生產(chǎn)中,可以有效縮短細(xì)磨時(shí)間,提高胚體強(qiáng)度和水泥標(biāo)號(hào)。
7.建筑用水泥添加劑、分散劑。
8.電鍍除銹拋光劑、PH值緩沖劑。
9.棉紗蒸煮、紙張漂白、織物整理劑。
10.原油、天然氣和水下鉆探工程中用作膠粘劑和水泥分散劑。
11.金屬防腐防銹劑。
12.高爐維修、砌筑粘結(jié)劑。
13.生產(chǎn)特種潤(rùn)滑油、觸變劑的助劑。
14.玻璃增強(qiáng)劑。
二、五水偏硅酸鈉應(yīng)用范圍
在偏硅酸鈉品種中,應(yīng)用最多、最為典型的就是五水偏硅酸鈉,其結(jié)晶體的分子式通常寫(xiě)作Na2SiO3·5H2O,實(shí)際上是帶兩個(gè)陽(yáng)離子的正硅酸二氫二鈉的四水合物,溶解度(20℃)50g/100g水,熔點(diǎn)72℃。五水偏硅酸鈉具有硅酸鈉和偏硅酸鈉的一般特性,并有一定的鈣鎂離子束縛能力,尤其對(duì)鎂離子的結(jié)合容量大于260mgMgCO3/g(35℃,20min)。
1.洗滌助劑
偏硅酸鈉便于同其他常用稀釋劑如純堿、磷酸鹽、腐殖酸鈉等調(diào)配成符合稀釋解膠劑,比單一解膠劑有更好的解膠性能。五水偏硅酸鈉對(duì)脂肪類(lèi)物質(zhì)有較強(qiáng)的潤(rùn)濕、乳化和皂化作用,具有較強(qiáng)的去油污性能,廣泛應(yīng)用于配置各種洗滌劑,是三聚磷酸鈉最好的替代品。
2.金屬表面處理
硅酸鹽在水中會(huì)發(fā)生水解,水解生成的硅酸不溶于水,而以膠束結(jié)構(gòu)懸浮在槽液中,此種溶劑化的膠束對(duì)固體污垢的粒子具有懸浮和分散能力,對(duì)油污有乳化作用,因而有利于防止污垢在工件的表面再沉積。硅酸鹽具有緩沖作用,即在酸性污垢存在時(shí),其PH值幾乎維持不變。硅酸鹽還可以和水中的高價(jià)金屬離子形成沉淀,可除去水中的鐵鹽,還能絡(luò)合鈣鎂離子,在一定意義上說(shuō)有軟化水的作用。硅酸鹽還具有耐腐蝕作用,是金屬緩蝕劑,因而有色金屬,特別是鋁、鋅、錫等制件用的堿性清洗劑幾乎都含有硅酸鹽。
3.陶瓷助磨劑
偏硅酸鈉具有稀釋作用的原因是它能增大泥漿中膠團(tuán)的表面電荷密度,從而增加雙電層和ξ電位,使粒子之間的排斥力加大;同時(shí),偏硅酸鈉所含的硅酸根陰離子能同泥漿中的Ca2+,Mg2+有害離子生成難溶物,促進(jìn)Na+的交換作用,使泥漿的粘度減小,而流動(dòng)性增加。特別適合陶瓷泥漿注漿成形添加劑。
4.耐火劑原料,脫墨劑原料,保塑保水劑。
三、九水偏硅酸鈉應(yīng)用范圍
九水偏硅酸鈉的分子式是Na2SiO3·9H2O結(jié)晶水含量達(dá)到58%,溶解度(20℃)38g/100g水,但溶解速度較快;熔點(diǎn)41.6℃,在30~40℃時(shí),就會(huì)釋放結(jié)晶水,給使用帶來(lái)不便;儲(chǔ)存時(shí),自溶板結(jié)現(xiàn)象比較嚴(yán)重。九水偏硅酸鈉在陶瓷等許多對(duì)結(jié)晶水不要求的行業(yè)中,用量還不小,市場(chǎng)比較穩(wěn)定,每年7-10萬(wàn)噸的需求量。
1.主要用作版紙、木材、焊條、鑄造、耐火材料等方面的黏合劑,制皂業(yè)的填充料,以及土壤穩(wěn)定劑、橡膠防水劑。也用于紙張漂白、礦物浮選、合成洗滌劑。是無(wú)機(jī)涂料的組分,也是硅膠、分子篩、沉淀法白炭黑等系列產(chǎn)品的原料。
2.用作分析試劑、織物防火劑、膠黏劑、硬化劑、增重劑、填充劑。也用于礦石浮洗及石油精制。
3.為一種用途很廣的化工原料。膠黏劑工業(yè)用作瓦楞紙、硬紙板、黏合板、木材、包裝材料、耐火材料及建筑材料等的膠黏劑?;瘜W(xué)工業(yè)中用于制造硅酸鹽、硅膠、硅溶膠、分子篩、白炭黑及硅鋁催化劑等。鑄造業(yè)用于制造砂輪及翻砂。紡織工業(yè)用于紡織品的漂、染和漿料,還用作棉布的煮煉助劑、雙氧水漂白穩(wěn)定劑。洗滌劑工業(yè)大量用作重垢型洗滌劑,它可與重金屬離子形成沉淀,使水軟化,并防止污垢在衣物上再沉積,還具有緩蝕性、潤(rùn)濕性及乳化性等;也特別用作硬表面洗滌助劑。還可用作土壤穩(wěn)定劑、橡膠防水劑、紙張漂白劑、切割冷卻液防銹劑、肥皂填充劑、金屬防腐劑等。亦用于礦物浮選、耐火材料及陶瓷生產(chǎn)、食品防腐等。
4.可用于木材的防火、禽蛋貯存期的延長(zhǎng)以及作為一種高效的洗滌劑和水軟化劑。用于牙膏作鋁管的抗腐蝕劑。