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气相二氧化硅知多少？

时间：2025-10-17来源：全球有机硅网

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瓦克HDK气相法二氧化硅是一种高度分散的、无定形并且纯度极高的二氧化硅，其制备方法是在氢氧气相火焰下，由四氯化硅高温水解而得，其原生粒子是一种内部没有孔洞的球状粒子。

原生粒子在火焰内相互作用并聚集，形成了聚集体。原生粒子的平均粒径从7nm～40nm不等，相应地比表面积为150～400m²/g。

硅氧烷和硅烷醇基团位于HDK气相法二氧化硅微粒的表面。后者的存在使得未经处理的HDK气相法二氧化硅有亲水性，图1中表示了亲水性HDK气相法二氧化硅的表面基团。

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亲水型气相二氧化硅中表面硅羟基的几种存在方式

通过硅烷醇基团与合适的化合物反应，可对HDK气相法二氧化硅进行表面改性。亲水性和疏水性的HDK气相法二氧化硅已经在许多领域得以成功应用。值得一提的是HDK气相法二氧化硅的以下几个作用，即：

• 补强填料

• 增稠剂和触变剂

• 防沉剂

• 自由流动助剂

下图为HDK表面改性后几款不同的表面疏水基团的存在形式：

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疏水气硅

通过硅烷醇基团与合适的化合物反应，可对HDK 气相法二氧化硅进行表面改性。亲水性和疏水性的HDK 气相法二氧化硅已经在许多领域得以成功应用。气硅在客户产品中能起到以下作用：

• 补强填料

• 增稠剂和触变剂

• 防沉剂

• 自由流动助剂

HDK表面改性后几款不同的表面疏水基团的存在形式如下列图片所示：

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H13L/H15/H20—聚二甲基硅氧烷改性后

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H17/H18—聚二甲基二氯硅烷改性后

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H2000—六甲基二硅氮烷改性后

气硅该如何选型呢？

1.通过体系极性选择

极性差异能给气硅带来更好的分散效果，从而使气硅的性能得到充分的体现；

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2. 根据比表选型

同种气硅：比表越大，增稠性越大，触变性越好，挤出性越差，分散难度越大，透明度越好；

若是胶粘剂等需要交联的产品，交联后成品的抗张强度和抗撕裂强度越大；断裂伸长率和硬度影响不大。

3. 根据需要的体系粘度选型

在气硅添加使用时，往往会遇到添加量低时粘度合适，但是补强性不够，增加添加量后虽然补强性得到了满足，但是体系粘度过大的情况。这时我们可以将部分原有添加的亲水气硅更改为同比表疏水产品。

这是因为，气硅疏水性越高：增稠性越差，触变性越差，挤出性越好，透明度越好，分散质量越好。

若是胶粘剂等需要交联的产品，交联后成品的机械性能不会受到疏水化程度的影响。

因此疏水产品可以在体系中起到某种粘度调节剂的作用：在不影响最终产品机械性能的前提下，给产品带来更宽的粘度调配区间。

4.考虑气硅添加量对产品性能的影响

同种气硅：添加量越大透明度下降，增稠性增加，挤出性降低，越难分散；

交联后成品的抗张强度跟抗撕裂性显著增强，硬度略微增加，断裂伸长率跟回弹性无明显影响；

就介绍到这里，希望能对您有所帮助！

上海闻普化学代理瓦克HDK气相二氧化硅

亲水和疏水牌号齐全，供大家自由选择~

下面我们来介绍一下HDK气相法二氧化硅的应用场景：

HDK的应用(一)——消泡剂

消泡剂作为工业上重要的助剂，广泛应用于纺织、造纸、石油、食品、水处理等各个领域。消泡剂具有针对性和专用性，因为每种起泡体系的起泡机理和工艺条件不同，不同的起泡体系需要不同的消泡剂。

过多的泡沫是我们生产过程中不愿意看到的，因为泡沫会：

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瓦克有机硅系消泡剂

（https://mp.weixin.qq.com/s/HIxga6PlA_2EV8WixAir5w，<--戳此复习）是由硅油、改性硅油、硅树脂和白炭黑作为主要成分生产复配而成，是目前应用最广、最高效的一类消泡剂。

与其他种类的消泡剂比较，有几个突出的特点：

1. 溶解性小，溶解度与其他有机物相差较大，不会与水、含极性基团的化合物和烃类化合物发生缔合，即可用于水性体系，又可用于油性体系，对大部分发泡体系都有消泡效果。

2. 表面张力低，其表面张力为20-21mN/m，比水及一般消泡液的表面张力都低得多，这是硅油消泡剂应用面广和消泡能力强的主要原因，一般用量为10-200ppm，不会污染体系及影响产品的加工性能。

3. 化学稳定性、耐热性好，在弱酸、碱、盐及高温体系中能有效的起到消泡作用。

4. 生理惰性，可用于食品、化妆品、医药行业。

5. 品种型号多样，可供多种体系选择。

6. 在消泡剂的生产中，除了不允许含分散剂（白炭黑）的体系，如油性体系，气相二氧化硅作为硅系消泡剂的重要组分，其作用是巨大的。

HDK在消泡剂里主要能起到以下几种作用：

(1) 分散

气相二氧化硅含有硅羟键，能和水分子形成氢键，应用在水体系中可促进消泡剂的分散和稳定。由于SiO2微粒的存在，硅油能迅速铺展在起泡液中，提高了硅油的分散效率，从而提高了消泡效果。

衡量消泡剂好坏的一个重要指标是它的分散效果，溶解性小而分散性大的物质才能成为消泡剂的活性成分。

二甲基硅油作为消泡剂的主要成分，溶解性小且分散性也小，必须借助白炭黑、乳化剂及其他分散助剂来提高其分散效果。

气相二氧化硅分为亲水型和疏水型，亲水型含有硅羟键，能和水分子形成氢键，应用在水体系中可促进消泡剂的分散和稳定。

疏水型气相二氧化硅是利用亲水型二氧化硅经过表面化学处理而得，使二氧化硅的Si－OH键数量减少至合适程度，也可应用于水体系中，减少二氧化硅在水体系的缔合度，从而达到最佳消泡效果。

由于SiO2微粒的存在，硅油能迅速铺展在起泡液中，提高了硅油的分散效率，从而提高了消泡效果。

硅膏的混合方法对硅膏的稳定性和消泡性能有一定影响。

当使用亲水型二氧化硅时，由于无机的二氧化硅和有机硅油相容性小，为达到混匀的目的，将硅油和二氧化硅置于行星搅拌机混合，在150~180℃下通N2搅拌2～7h，以提高二氧化硅和硅油的浸润性。

若使用疏水型二氧化硅，由于表面已经过有机物处理，它和硅油的亲合性大大提高，可在150℃下通N2搅拌2～5小时即可。气相二氧化硅制成的硅膏成透明或半透明状，比例一般为硅油：二氧化硅＝（90～95）：（10～5），二甲基硅油一般选用25℃，500～1000cp的硅油，白炭黑可选用比表面积200m²/g(BET法)以上。

硅油膏作为硅油消泡剂的活性成分，可直接使用或用溶剂稀释，或用乳化剂或聚醚改性硅油自乳化来达到消泡的目的。

(2) 吸附

由于粒径小，比表面积大，表面能高，具有三维网状结构，白炭黑会吸附并冲击气泡造成薄弱点，起到去润湿的作用，然后在硅油低表面张力的铺展作用下使气泡破裂导致破泡。因此，气相法白炭黑在消泡剂中相当于“针尖”，用量少但作用巨大。它和硅油作为高效消泡剂的活性成分，具有复合高效、协同的消泡效果。

因此，气相法白炭黑在消泡剂中相当于“针尖”，用量少但作用巨大。它和硅油作为高效消泡剂的活性成分，具有复合高效、协同的消泡效果。

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(3) 增稠防沉淀

由于粒径小、比表面积大，稳定的氢键三维网状结构，使HDK®微粒能均匀、稳定地分布在整个体系中，使体系储存稳定。所以，气相法白炭黑在消泡剂中作为一种非常好的增稠防沉剂。

乳液型硅油消泡剂的重要指标是消泡效果和储存稳定性，特别是含硅膏乳液。

影响乳液稳定性的原因有很多，如乳液的粒径、乳液的粘度等。乳液粒径是乳液型消泡剂最重要的控制指标，一般要求粒径小于10um。乳液粒径取决于乳化剂的选择、乳化工艺和微粒的大小。

气相法二氧化硅的最小粒径可达5um左右，含这种二氧化硅的硅油乳液微粒在起泡液中构成颗粒非常小、数量非常多的基本消泡单元，使消泡剂达到最佳消泡效果。

同时由于粒径小、比表面积大，稳定的氢键三维网状结构，使白炭黑微粒能均匀、稳定地分布在整个体系中，使体系储存稳定。

所以，气相法二氧化硅在消泡剂中作为一种非常好的增稠防沉剂。

在消泡剂应用中，我们推荐N20ST，N20，V15三款亲水型气相二氧化硅，H20，H15，H18三款疏水型气相二氧化硅，可搭配复配使用。

气相法二氧化硅硅油膏在硅油消泡剂中作为消泡活性物起着非常重要的高效复合、协同作用，极大地提高了硅油的消泡效率，产品的稳定性。一般来说，选用比表面积为200～400㎡/g的型号即可有效的起到效果。

HDK的应用(二)——胶粘剂

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HDK的应用(三)——涂料

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HDK的应用(四)——密封胶

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HDK的应用(五)——农化产品

一、农化产品类型

农化方面产品可分为液体配方和固体配方：

1、其中液体配方包括乳油（EC）、油悬浮剂（OD、OF）、水悬浮剂（SC）；

2、固体配方包括粉剂（D）、可湿性粉剂（WP）、粒剂（GR）、水分散粒剂（WG）。

EC：农药+有机溶剂+表面活性剂。加水稀释使用

OD：农药+植物油+乳化剂。加水稀释使用

OF：农药+植物油。加油稀释使用

SC：农药+水。加水稀释使用

D：农药+惰性填料。直接使用

WP：农药+填料+表活+助剂。用水稀释使用

GR：农药+助剂。直接使用

WG：农药+填料+表活+助剂。用水稀释使用

现今我国绝大多数的原药加工制成乳油和可湿性粉剂这两种剂型，水悬浮剂、水分散粒剂等更环保有效的药剂市场占比也在逐渐增大。

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二、气相二氧化硅的作用机理

气相二氧化硅比表面积大，吸附性能强，易于悬浮，在水中能吸附大量水分子而膨裂成极细的粒子形成稳定的悬浮液。因此，它特别适宜做农药可湿性粉剂、粒剂、水分散粒剂的载体以及悬浮剂的分散剂和增稠。

气相二氧化硅还有良好的亲和性以及化学稳定性，即使在雨水、冲洗和炎热条件下，仍能长期保持不变，从而保证农药的持久效力。

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三、气相二氧化硅在农药中的应用

液体农化配方在产品中占有非常重要的份额。液体配方能够更有效地处理活性成分。常见的液体配方有：乳油（EC），油悬浮剂（OD、OF），水悬浮剂（SC）。

气相二氧化硅在液体配方中作为流变改性剂和抗沉降剂可以提供优良的性能。作为一种高效的稳定剂，气相法二氧化硅能防止活性成分的聚集，确保产品的有效分散和长期稳定。

亲水气相二氧化硅，用作水悬浮剂（SC）、油悬浮剂（OD）和水包油型（O/W）乳液的抗沉降剂和流变改性剂。气相法二氧化硅和气相法二氧化铝混合物，特别适用于水悬浮剂（SC）和水包油型（O/W）乳液。

疏水气相二氧化硅，主要适用于油悬浮剂（OD）的分散和黏度控制。

固体农化配方已经有多年的历史，常见的剂型有：可湿性粉剂（WP），粒剂（GR）和水分散粒剂（WG）。

颗粒配方的优点在于它们对清空的包装几乎没有污染，而粉剂（D）会产生粉尘，在使用安全方面不合需要。因此，粉剂配方正越来越多地被颗粒剂配方或液体体系所取代。

气相法二氧化硅可用于固体配方中，作为流动助剂、研磨助剂、抗结块剂和液体活性成分的载体。处理后的可湿性粉剂（WP）配方流动性良好，储存时不易结块。

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对于直接喷洒在田间的粒剂（GR）来说，可以使用大粒径的二氧化硅。这些产品可作为液体或低熔点活性物的载体，提供助流动和抗结块的功能。吸收物的颗粒形状在载体二氧化硅的作用下已初步形成，不用再经另外的造粒过程。

亲水性气相法二氧化硅，在可湿性粉剂（WP）和水分散粒剂（WG）中作为助流剂和抗结块剂提供优异性能。

此外，在种子包衣和丸粒化产品方面白炭黑也因其特性有新发展的应用。

四、部分农化产品应用举例

12.5%丙炔·吡嘧（丙炔噁草酮·吡嘧磺隆）可分散油悬浮剂，以矿物油为分散介质，可用有机膨润土、有机高分子和疏水气相二氧化硅三类增稠剂单独使用或搭配使用。

50%草铵膦可溶粒剂配方：50%草铵膦原药，3%十二烷基苯磺酸钠，3%速渗201，1%可溶性淀粉，5%白炭黑，硫酸铵补足100%。

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五、二氧化硅对于配方改进的影响

填料用于稀释农药中的惰性物质。在可溶粒剂的加工中，可选择水溶性填料，也可选择非水溶性填料。以氯化铵、硫酸铵、硫酸钠、二氧化硅、高岭土为筛选对象，加入 50% 草铵膦原药中并补足 100%，混合粉碎均匀后，考察挤压造粒的成粒性和吸潮性，测定崩解时间，结果见下表。

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