1、硅酸锂硅酸锂是金属锂与硅酸根结构和形成的一系列化合物，商品名称锂水玻璃。化学式 Li2OmSiO2nH2O，已知的硅酸锂有下列几种：一硅酸锂： Li8SiO6或者 4Li2OSiO2Li4SiO4或者 2Li2OSiO2二硅酸锂： Li2SiO3或者 Li2OSiO2Li6Si2O7或者 3Li2O2SiO2Li2Si2O5或者 Li2O2SiO2五硅酸锂： Li2Si5O11或者 Li2O5SiO2硅酸锂具有一定特殊的性质，近二三十年来越来越受到各国的重视。50 年代相继报道了一些水溶性硅酸锂的制备方法。60 年代水溶性硅酸锂工艺得到大力发展。多数是利用氢氧化锂的各种形式的二氧化硅（硅溶胶，
2、硅胶等） ，在水溶液中反应制得。70 年代开发了离子交换浓硅溶胶法，稀硅溶胶法，硅粉法，硅溶胶法等。尤其 80 年代，化工部天津化工研究院和日本，先后开发成功硅酸钠酸性成胶，净化胶溶，闪蒸浓缩的凝胶法生产工艺，使硅酸锂工业在工艺流程和生产成本上有了很大的改进和降低。美国最早研究和生产硅酸锂，生产技术几乎为其垄断。到了 80 年代，日本对硅酸锂的研究不论从研究树立啊或产品质量和应用范围，都有后来居上之势。我国有丰富的锂资源，锂矿储存量占全世界总储存量的 60%70%，但是开发不多，在硅酸锂方面的研究才刚刚起步。我国生产的硅酸锂产品有：48 型硅酸锂，硅酸锂 2号（富锌漆专用） ，硅酸锂 3 号（
3、电焊条专用） 。硅酸锂水溶液的性质硅酸锂水溶液为无色透明或半透明微浑浊液体，无臭，无毒，不燃，呈碱性（pH 值=1112） 。硅酸锂水溶液和硅酸钠一样，加入酸性物质后容易胶凝。但由于锂离子半径比钠，钾离子半径小得多，因而硅酸锂水溶液还具有一些独特的性能。硅酸锂水溶液的性能与二氧化硅家里大小密切相关。如 SiO2 粒子为 1m 左右，则产品清澈透明，粘度低，贮存和使用性能（耐水性，耐火性，耐候性等）均十分优异；而当 SiO2 粒子约 3m 时，溶液呈微胶体状，粘度高，存放稳定性差，使用性能差。能够制得 SiO2/Li2O 物质的量比（即模数）很高的硅酸锂。硅酸锂水溶液允许模数高达 8，SiO2
4、含量 20%，仍然粘度低，稳定性好。而模数 4.04.5 的硅酸钠溶液，SiO2 含量超过 10%已不稳定，模数高于 4 的硅酸钾，SiO2 含量超过 10%粘度大。硅酸锂有自干性。当溶液水分蒸发后，能生成一种不溶于水的干膜，有水不可逆性。与硅酸钠，钾相比往往需加盐后才固化，在水分蒸发后，生成膜容易被水再次溶解呈水可逆性。硅酸锂产品的独特性质是受热时析出沉淀，但如析出物不过热失水，则在冷却后还重新溶解。硅酸锂的另一特性是能和具有亲水基团的物质起反应成膜。如与玻璃，钢铁，铝，纤维素等物质的表面羟基反应成膜，60以上即可进行，温度越高，反应越快。由于制法不同，硅酸锂水溶液中的 SiO2 可呈结晶态
5、或胶态，而通常稳定胶体SiO2 溶液中很少或没有结晶态 SiO2.而作为涂料使用时，采用 SiO2 呈结晶态的硅酸盐制成的涂膜其性能显著优于采用 SiO2 呈胶态的硅酸盐制成的涂膜。硅酸锂水溶液的用途涂料基料 可用水作溶剂，形成的涂膜除具有无机涂料的耐热，不燃，耐辐射，无毒等一般性能外，还具有自干，耐热可达 1000；耐磨性，耐温性，耐候性，耐水性等优异等特点。可用于海上工程，石油管道，船舶，桥梁以及建筑材料用涂料，如浴室，厨房，卫生间，大厦，各种构件以及水泥，混凝土，石棉瓦，铝，铁，木质材料，合成树脂，陶瓷等的涂装，油漆适宜作用于潮湿环境和耐水性装饰涂料。粘合剂 可适用于木材，纸张，塑料，玻
6、璃，金属，混凝土，砖瓦，石棉以及瓦楞纸箱，纤维板，绝缘板，电视荧光粉，汽车制动器和离合器等等。表面处理剂 可直接涂于金属表面，用作钢铁表面防锈液，手风琴，收音机，仪表一起等金属元件的防蚀剂和使用用于有色金属装饰品，日用品，工艺品的保光，保色；涂覆与玻璃，可形成透光性优良，反光度低的表面涂层；涂覆于镀锌铁皮，在盐水中不腐蚀；涂覆于塑料薄膜。可提高其阻湿性和阻气性等等。硅酸锂的水溶液制法采用碳酸锂和石英砂熔融而制成的硅酸锂，在水中不溶解，常规可溶性硅酸盐制备方法便不能得到硅酸锂水溶液，必须寻求其他制法。文献报道的制法虽然不少，但都存在一些缺点或不足之处。如采用较多的硅溶胶法，原料成本太高；硅溶胶虽
7、使用便宜原料，但要求高温高压设备；硅粉法原料也不便宜，而且成品外观和反应收率都有问题；粒子交换法可以用各种可溶性锂盐，但树脂床在我国投资费用较高，而且处理树脂后的废酸，废水量大，从生产成本和环境保护考虑似乎也不宜选用。在较多的方法中，目前认为较好的方法是活性硅酸-氢氧化锂法。活性硅酸-氢氧化锂法，首先是把钠水玻璃溶液制成具有一定浓度的活性硅酸溶液，然后与氢氧化锂粉末或水溶液反应得到具有透明性，长期贮存稳定的以及粘结力优良的硅酸锂水溶液。原料的预制备及要求活性硅酸水溶液，就是使硅酸钠或硅酸钾水溶液通过阳离子交换树脂床层经粒子交换后生成。该水溶液中的二氧化硅的粒径在 5m 一下。二氧化硅的含量 1
8、7份，SiO2/M2O（M 表示钾或钠）物质的量比为 3002000.根据需要，如果再同阴离子交换机接触，则可以提供制备硅酸锂水溶液的更好的原料。这种活性硅酸水溶液，常温放置，二氧化硅的粒径要逐渐增大，使溶液增粘，以至胶化。因此，制备硅酸锂水溶液时，最好二氧化硅粒径还在 12nm 之间时，立即同氢氧化锂反应。如果二氧化硅粒径达到 5nm 以上，同氢氧化锂反应就要引起胶化，不仅需要长时间的解胶，而且不能制成有名的硅酸锂水溶液，还须之处，SIO2 的浓度如果不足 1%，同氢氧化锂反应，显然，得到的硅酸锂水溶液中的 SiO2 的浓度不够，浓缩时将须出去大量的水；如果超过 7%，制得的活性而杨怀鬼水溶
9、液即使理解同氢氧化锂反应，在反应前的瞬间，也会显著增粘或胶化，从而不鞥在短时间内制造出透明的硅酸锂水溶液。因此，二氧化硅的浓度最好在 2%5%之间。氢氧化锂使用粉末状，粒状，块状或水溶液均可，但最好是粉末状或水溶液氢氧化锂。也可以使用乙醇，乙二醇，丙醇，季胺等置换部分水溶液而得到的氢氧化锂溶液。制备及操作条件将上述制得的活性硅酸水溶液和氢氧化锂粉末（或水溶液）按一定的配比，在080且搅拌下混合反应 10min2h，即可得到透明而稳定的硅酸锂水溶液。其原料配比为活性硅酸水溶液和氢氧化锂粉末（或水溶液）最好是按 SiO2/Li2O 的物质的量比为 2.510 之间。比值低于 2.2，反应时易申城化学组成为 Li2O2SiO2 或Li2OSiO2 的白色沉淀，不能保持水溶液稳定地进行反应；比值大于 10，反应得到的硅酸锂水溶液在高温下的长期稳定性低，实际使用效果不好。两种原料的混合方法，采用在搅拌下于活性硅酸水溶液中添加氢氧化锂；或于氢氧化锂中添加活性硅酸水溶液；或将两者同时加入的方法均可。然后将制得的稀硅酸锂水溶液，在常压或减压下于 2590蒸发浓缩，即可得到 SiO2 含量 35%（重量）以下（通常 10%25%）具有适用浓度的硅酸锂水溶液。这样的产品，分散在其中的二氧化硅粒子细微，不仅具有真溶液的性质，而且长期贮存稳定性好
