硅溶膠是以SiO2 為基本單位在水中的分散體。硅溶膠亦稱為硅酸溶膠，是硅酸的多分子聚合物的膠體溶液。其膠團(tuán)顆粒粒徑一般為5-40nm，與一般粒徑為 0.1-10um的乳液比粒徑要小很多。
硅溶膠和水玻璃類的硅酸鹽相比用于涂料的突出優(yōu)點(diǎn)是一旦成膜后不會(huì)再溶解，但硅溶膠的應(yīng)用過(guò)程中有2個(gè)比較突出的問(wèn)題，1. 開(kāi)裂，2.儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
開(kāi)裂：
1、硅溶膠的粒徑小固含量低，導(dǎo)致干燥過(guò)程中，失水后，體積收縮很大，容易導(dǎo)致開(kāi)裂。這個(gè)可以通過(guò)改善填料和復(fù)配一部分的乳液可以改善涂膜的柔韌性。
2、硅溶膠本身粒徑小，和硅酸類底材能反應(yīng)，導(dǎo)致如果底材疏松或者狀況不佳時(shí)，大量的硅溶膠被底材吸收，導(dǎo)致沒(méi)有足夠的粘接料粘接粉料導(dǎo)致開(kāi)裂。這個(gè)時(shí)候?qū)Φ撞淖龊线m對(duì)處理和封閉就變得尤為重要。
儲(chǔ)存穩(wěn)定性：
硅溶膠涂料的儲(chǔ)存穩(wěn)定性，跟復(fù)合涂料的pH，硅溶膠粒子的粒徑，顏料，填料，混拼使用的乳液等，都相關(guān)。
SiO2在水相體系中是典型的膠體，經(jīng)典的DLVO理論，對(duì)其性狀及穩(wěn)定性影響因素進(jìn)行了理論預(yù)測(cè)和描述。首先，溶膠顆粒在水中以水合形式存在。在膠團(tuán)之間, 既存在著斥力勢(shì)能, 又存在著引力勢(shì)能。兩膠團(tuán)擴(kuò)散層重疊后，破壞了擴(kuò)散層中反離子的平衡分布，使重疊區(qū)反離子向未重疊區(qū)擴(kuò)散，導(dǎo)致滲透性斥力產(chǎn)生；同時(shí)也破壞了雙電層的靜電平衡，導(dǎo)致靜電斥力產(chǎn)生
在溶膠中分散相微粒間存在的吸引力本質(zhì)上仍具有范德華吸引力的性質(zhì)，但這種吸引力的作用范圍要比一般分子的大千百倍之多，故稱其為遠(yuǎn)程范德華力。
膠體系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定或聚沉取決于斥力勢(shì)能和吸力勢(shì)能的相對(duì)大小。當(dāng)粒子間斥力勢(shì)能在數(shù)值上大于吸力勢(shì)能，而且足以阻止由于布朗運(yùn)動(dòng)使粒子相互碰撞而粘結(jié)時(shí)，則膠體處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)吸力勢(shì)能在數(shù)值上大于斥力勢(shì)能，粒子將相互靠攏而發(fā)生聚沉。調(diào)整兩者的相對(duì)大小，可以改變膠體系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
pH對(duì)硅溶膠的穩(wěn)定性影響巨大，處于pH 7的中性狀態(tài)，硅溶膠會(huì)迅速凝膠。 硅溶膠在pH7和大于12的時(shí)候硅溶膠 不穩(wěn)定。當(dāng)pH小于3，SiO2表面帶正電，pH大于7時(shí)候，硅溶膠表面帶負(fù)電，因?yàn)橥苛洗蟛糠质瞧珘A性的，故此堿性穩(wěn)定的硅溶膠應(yīng)用于涂料的更多一些，所以通常硅溶膠涂料的合適pH在 8.5~10.5之間。
當(dāng)pH大于12時(shí)候，硅溶膠轉(zhuǎn)變?yōu)槟?shù)等于或者大于5的水不溶性的硅酸鈉而發(fā)生凝膠，導(dǎo)致不穩(wěn)定。
pH為什么會(huì)影響硅溶膠的穩(wěn)定性呢？其實(shí)還是由于pH改變著表面電荷斥力的變化。 硅溶膠是聚硅酸的膠體溶液，膠體離子表面一般都帶電荷，并分散于介質(zhì)中，SiO2和水作用發(fā)生水化，產(chǎn)生羥基，羥基解離，使粒子表面帶電，粒子表面的電位隨著介質(zhì)的pH值發(fā)生變化。導(dǎo)致表面電荷斥力的變化，以至于影響了硅溶膠的穩(wěn)定性。
硅溶膠的粒徑：硅溶膠的粒徑范圍一般在 5-30nm之間，粒徑小于5的時(shí)候膠體比表面積巨大，水的隔離作用降低，容易發(fā)生凝聚，粒子大于 30nm時(shí)候 硅溶膠外觀出現(xiàn)渾濁，對(duì)顏料的包裹能力變差。
由于硅溶膠主要是靠電荷斥力來(lái)穩(wěn)定，這樣體系中的 離子，特別是高價(jià)離子對(duì)電荷的影響，會(huì)影響體系穩(wěn)定性，比如涂料中 使用了ZnO2，Zn2+，或者輕鈣，導(dǎo)致Ca2+，這些都會(huì)影響硅溶膠的穩(wěn)定性，
高價(jià)陽(yáng)離子鹽決定了二氧化硅溶膠的穩(wěn)定性。電解質(zhì)中能使溶膠發(fā)生聚沉的離子是反離子, 反離子的價(jià)數(shù)愈高, 聚沉能力愈強(qiáng)。 如對(duì)帶SiO2(帶負(fù)電的)溶膠起聚沉作用的電解質(zhì)陽(yáng)離子 K+, Mg2+, Al3+的聚沉值分別與其價(jià)態(tài)的六次方成正比。
故此市面上又衍生出了無(wú)機(jī)涂料穩(wěn)定劑，從原理上看無(wú)礙乎是一些離子的螯合劑或者減少離子影響的產(chǎn)品。其實(shí)關(guān)鍵硅溶膠和無(wú)機(jī)硅酸鹽作為無(wú)機(jī)涂料的主要粘接料，各有優(yōu)劣，硅溶膠的前途更為廣泛一點(diǎn)。
但不管是硅溶膠和無(wú)機(jī)硅酸鹽其都不能用經(jīng)典的乳膠漆原理來(lái)推斷和解決。無(wú)機(jī)硅酸鹽的關(guān)鍵是如何在需要的時(shí)候形成硅酸溶膠，固定活潑離子，而硅溶膠，需要解決的更多是如何避免影響硅溶膠穩(wěn)定性的不利條件出現(xiàn)。