水玻璃

硅酸钠
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水溶性硅酸盐
同义词
水玻璃一般指硅酸钠
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。
基本性质
中国国家标准：GB/T4209-2008 
分子式
Na2O·nSiO2
硅酸钠中的模数为：n=SiO2/Na2O（摩尔比），模数显示了硅酸钠的组成，是硅酸钠的重要参数，一般在1.5～3.5之间。
理化性能
硅酸钠的模数越大，固体硅酸钠越难溶于水，n为1时常温水即能溶解，n加大时需热水才能溶解， n大于3时需4个大气压以上的蒸汽才能溶解。硅酸钠模数越大，Si含量越多，硅酸钠粘度增大，易于分解硬化，粘结力增大，而且不同模数的硅酸钠聚合程度不同，从而导致其水解产物中对生产应用有着重要影响的硅酸组分也有重大差异，因此不同模数的硅酸钠有着不同的用处。 
性状
硅酸钠是无色、略带颜色的半透明或透明块状玻璃体。 
变质原理
Na2SiO3+CO2+H2O=H2SiO3↓+Na2CO3
技术指标
工业硅酸钠的技术指标 
表1工业液体硅酸钠技术指标
指标项目
液-1
液-2
液-3
液-4
优等品
一等品
合格品
优等品
一等品
合格品
优等品
一等品
合格品
优等品
一等品
合格品
铁(Fe),ω/% ≤
0.02
0.05
——
0.02
0.05
——
0.02
0.05
——
0.02
0.05
——
水不溶物,ω/% ≤
0.10
0.40
0.50
0.10
0.40
0.50
0.20
0.60
0,80
0.20
0.80
1.00
密度(20℃)/(g/mL)
1.336—1.362
1.368—1.394
1.436—1.465
1.526—1.559
氧化钠(Na2O),ω/% ≥
7.5
8.2
10.2
12.8
二氧化硅(SiO),ω/% ≥
25.0
26.0
25.7
29.2
模数
3.41-3.60
3.10-3.40
2.60-2.90
2.20-2.50
表2工业固体硅酸钠技术指标
指标项目
固-1
固-2
固-3
优等品
一等品
合格品
优等品
一等品
合格品
一等品
合格品
可溶固体，ω/% ≥
99.0
98.0
95.0
99.0
98.0
95.0
98.0
95.0
铁(Fe)，ω/% ≤
0.02
0.12
——
0.02
0.12
——
0.10
——
氧化铝，ω/% ≤
0.30
——
——
——
——
——
模数
3.41-3.60
3.10-3.40
2.20-2.50
分类
按照物态可分为液态硅酸钠和固态硅酸钠两大类。
液态硅酸钠
液态Na2O·nSiO2是根据石英砂与碱的不同比例及碱的不同种类加以区分的，外观呈现粘稠液体，不同牌号颜色有明显差异，从无色变化到灰黑。有①中性Na2O·nSiO2、②碱性Na2O·nSiO2、③弱碱性Na2O·nSiO2、④复合Na2O·nSiO2。 
固态硅酸钠
固态Na2O·nSiO2是一种中间产品，外观大多呈现淡蓝色。干法浇铸成型的Na2O·nSiO2为块状且透明，湿法水淬成型的Na2O·nSiO2为颗粒状，转化成液体Na2O·nSiO2才能使用。常见的Na2O·nSiO2固体产品有：①块状固体、②粉状固体、③速溶硅酸钠、④零水偏硅酸钠、⑤五水偏硅酸钠、⑥原硅酸钠。 
用途
硅酸钠的用途：
① 硅酸钠是制皂工业中最有价值的填料，将硅酸钠掺入到洗衣皂中可缓冲洗衣皂的碱性，减少洗衣皂在水中的损耗，并可增强洗涤能力和防止肥皂酸败；②硅酸钠在合成洗涤剂中起助洗、防腐、稳定泡沫的作用；③可用作造纸的填料；④用于制造硅凝胶、硅胶；⑤用作铸造工业中粘结剂，粘接砂和黏土，制作成人们需要的各种各样的铸型和型芯。 
水玻璃的用途：
①水玻璃涂在金属表面会形成碱金属硅酸盐及SiO2凝胶薄膜，使金属免受外界酸、碱等的腐蚀；②用作粘结剂来粘结玻璃、陶瓷、石棉、木材、胶合板等；③用于制造耐火材料、白炭黑、耐酸水泥；④在纺织工业用作浆料、浸渍剂，在纺织物染色和压花纹时用作固染剂和媒染剂，以及用于丝绸织物加重；⑤在皮革生产中加入水玻璃，它的分散的胶体SiO2用于生产软皮革；⑥在食品工业可用于保存蛋类，防止微生物进入蛋壳空隙造成变质；⑦在制糖工业，水玻璃可以脱除糖液中的色素和树脂质。 
生产方法
硅酸钠有干法、湿法两种生产工艺。干法又包括碳酸钠法、元明粉（硫酸钠）法、氯化钠法；湿法以液体纯碱和石英砂为原料，加温、加压反应后得到液体产品。 
干法：（1）碳酸钠法：根据所需产品的模数要求，将纯碱（Na2CO3） 和粒径0.180～0.250 mm（60~80目）的石英砂 （SiO2）按比例混合均匀送入马蹄焰窑炉，在 1450~1500 ℃下熔融，高温熔融产物从窑炉出料口流出，通过模子上面的辊子压制成块或者水淬成颗粒。（2）元明粉（又称硫酸钠、无水芒硝）法：原料包括硫酸钠（无水芒硝）、碳粉、石英砂，生产过程和碳酸钠法相同，不同的是炉内采用负压操作，在窑后抽风。（3）氯化钠法：以氯化钠（NaCl）和石英砂为原料，将石英砂和氯化钠混合均匀并熔融，通入蒸汽，反应得到硅酸钠和盐酸。此法反应速度较慢，一般工厂均不采用。 
湿法：将液体氢氧化钠和石英砂按适当比例混合加入压热釜内，用蒸汽加热并进行搅拌，使之直接反应而成液体硅酸钠，经过滤、浓缩制得成品水玻璃。湿法只能生产模数小于2.5的产品，难以生产高模数的产品，而且反应速度慢，从而限制了此法的应用。我国采用湿法生产液态硅酸钠仅占全国总产量的5% 。 

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