矽溶膠是由矽酸多分子聚合物構成一種膠體溶液 ,又名矽酸溶液 ,其分子式是SiO2.nH2O 。聚合物的微粒通常在7~20nm ,製備矽溶膠有不同的途徑 ,常用方法有離子交換法 、矽粉一步水解法 、矽烷水解法等 。
矽溶膠的失水溫度範圍寬 ,當矽溶膠水份蒸發時 ,膠體粒子牢固地附著在物體表麵 ,粒子間形成矽氧結合 ,使其三維結構更加穩定 ,結合強度更高 。
矽溶膠之所以能夠作為耐火澆注料結合劑的是基於溶膠-凝膠技術 ,由於矽溶膠的吸附能力強 、比表麵積大 ,矽溶膠分布於耐火材料顆粒表麵 ,在顆粒周圍形成凝膠 ,與此同時顆粒表麵上的羥基凝固脫去水分 ,形成Si-O-Si結合的空間網絡結構 ,使耐火材料在施工養護過程中強度得到大大提升 。等到施工體幹燥後 ,凝膠把骨料結合在一起形成骨架 ,從而使強度大大提高 。
鋁碳化矽質澆注料中加入矽溶膠 ,可明顯提高耐火材料的抗渣侵蝕能力 ;矽溶膠作為結合劑 ,替代純鋁酸鹽水泥應用於剛玉質澆注料可明顯延長使用壽命 、縮短施工時間 、提升熱態強度 ;矽溶膠作為結合劑替代焦油及有機樹脂應用於壓入泥漿可提升壓入泥漿的施工性能和使用性能,大大降低環境汙染 。
矽溶膠耐火性能好一般可耐1500-1600°C的高溫 ,粘結力強 ,使用其做結合劑的耐火材料具有高溫體積穩定性好 、強度高 、抗熱震性好等優點 ,從而提升了材料的使用壽命和施工性能 ,因此矽溶膠在不定形耐火材料中的應用越來越廣泛 。