硅溶膠結合劑是耐火材料常用的結合劑，是用硅酸鈉或硅的有機化合物經過物理化學處理而製得的結合劑，又稱硅酸溶膠。溶膠態的分散介質為液體，硅溶膠則是SiO2膠體粒子分散在水中的膠體溶液，準確的說硅溶膠應該稱為二氧化硅溶膠。
圖1 溶膠、凝膠及沉澱物結構示意圖
硅溶膠的顏色呈無色或乳白色透明狀，化學惰性，並且無臭、無毒、耐腐蝕性好。硅溶膠膠團所特有的雙電層結構(如圖2所示)陚予其特殊的理化性質，其膠團結構如圖3所示，分子式為mSiO2·nH2O，基本組成是遊離SiO2，膠核內部結構為-Si-O-Si-鏈聯接而成的二維網狀結構，表面結合的大量羥基形成極性硅羥基(-Si-OH)。
圖2 雙電層模型示意圖
圖3 硅溶膠結構示意圖
硅溶膠在pH=8.5~10時相對最穩定，在pH=3~4時則處於亞穩態，在pH=7時則極不穩定，因此硅溶膠通常呈鹼性，其化學式如圖4所示：
圖4 硅溶膠的化學式
膠核由一定量的遊離SiO2組成，膠核同含有大量硅酸根基團的吸附層共同組成膠粒結構，膠粒表面相同的電性引起的靜電排斥對硅溶膠的穩定性起到了決定性的作用，膠粒與擴散層的鈉離子構成硅溶膠的膠團結構。
硅溶膠的結合機理是溶膠中SiO2粒子通過表面的極性硅氧基(-Si-O-)發生脫水縮合反應，將硅溶膠中SiO2粒子連接在一起形成穩定的三維網絡結構.進而將耐火骨料和微粉粘結成整體，提供耐火材料的初期強度;硅溶膠作為結合劑能克服水泥結合劑對溫度過於敏感的缺點，改善材料的中溫強度：另外硅溶膠作為結合劑.能減少雜質的引入，提高材料的高溫性能。
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