本发明涉及一种耐冻硅溶胶的制备方法，属于硅溶胶的制备技术领域。
背景技术：
硅溶胶是粒径在1-100纳米范围的纳米二氧化硅在水或其他有机溶剂中的分散液，广泛应用于精密铸造、耐火材料、涂料、纺织、精密抛光等领域。硅溶胶根据其粒径范围的不同而应用于不同的领域，其中小粒径硅溶胶（粒径小于10纳米）因为二氧化硅纳米粒子非常小，因而干燥后其粒子之间的结合力非常强，成膜性非常好，在催化剂载体、无机涂料、造纸、电镀、金属表面处理等领域有广泛的用途。
普通的硅溶胶一旦低于0℃结冰后，再次融化就会发生凝胶或沉淀，造成产品报废。因此，一般的硅溶胶生产企业、行业标准都要求硅溶胶在运输和贮存过程中不能低于0℃，这样冬季寒冷季节时，硅溶胶的生产、运输、贮存都有很多不便。
技术实现要素：
为了解决“普通的硅溶胶一旦低于0℃结冰后，再次融化就会发生凝胶或沉淀，造成产品报废”的技术问题，本发明提供了一种耐冻硅溶胶的制备方法。本发明所制备的硅溶胶即使发生了结冰，再次融化后仍能恢复原状，不会发生凝胶或沉淀现象，避免了硅溶胶的报废。
技术方案
一种耐冻硅溶胶的制备方法，硅溶胶于100-120℃保温1-4小时，然后冷却至室温，再在搅拌条件下加入醇并使醇溶解。
上述制备方法，所述醇可以是甲醇、乙醇、异丙醇或丙二醇。
上述制备方法，所述醇的用量为硅溶胶质量的6-10％。
上述制备方法，所述硅溶胶为碱性硅溶胶。
上述制备方法，为了获得酸性或中性硅溶胶，还可以包括以下步骤，在向硅溶胶加入醇之前进行离子交换，以得到酸性或中性硅溶胶。如果直接将酸性或中性硅溶胶进行“100-120℃保温1-2小时”处理，则会导致所制备的酸性或中性硅溶胶容易发生凝胶，而无法获得耐冻硅溶胶。
本发明是将普通的硅溶胶经过高温处理，然后添加适量的醇，从而使硅溶胶具有耐冻性能。
本发明将硅溶胶进行高温处理后，可以使硅溶胶的纳米二氧化硅粒子更加密实，增加了硅溶胶的抗凝胶的能力。经过高温处理后的硅溶胶，再加入醇，则能破坏水分子之间强大的氢键作用，与硅溶胶中的水分形成二元溶液；当这种二元溶液结冰后，其内部的分子排列不同于纯水结冰时水分子整齐排列的晶格方式，而是形成一种无规则的分子排列，从而减轻了结冰时对硅溶胶中纳米粒子的挤压，避免了硅溶胶粒子的凝聚；另外，醇可以一定程度地吸附在硅溶胶粒子表面，起到了隔离作用，所以就不会造成硅溶胶再次融化后凝胶或沉淀。所以，经过高温处理后的硅溶胶再加入一定量的醇后，即使在低温下结冰，融化后仍能恢复原状，不会发生凝胶或沉淀而报废。
有益效果
1、克服了普通硅溶胶一旦结冰就报废的缺点，本发明所制备的硅溶胶具有抗冻能力；
2、有利于硅溶胶的冬季储存和长途运输；
3、处理方法简单、易控制，能进行工业化生产。
具体实施方式
实施例1
将100g粒径为20nm、固含量为25%（质量分数，下同）的碱性硅溶胶加入高压釜中，升温至110℃后保温2小时；然后冷却至室温。在搅拌状态下，慢慢加入硅溶胶质量6%的乙醇，继续搅拌5-10分钟使乙醇充分溶解；即得耐冻硅溶胶。将耐冻硅溶胶放入冰箱中于-18℃冷冻12小时，使耐冻硅溶胶结冰，然后取出并置于20-30℃使耐冻硅溶胶融化，可以发现耐冻硅溶胶又恢复成溶胶状态，没有发生凝胶或沉淀现象而报废。
实施例2
将100g粒径为30nm、固含量为25%的碱性硅溶胶加入高压釜中，升温至120℃后保温1小时。然后冷却至室温；然后通过100g已经再生成酸型的阳离子交换树脂，得到酸性硅溶胶，在搅拌状态下，慢慢加入硅溶胶质量10%的乙醇，继续搅拌5-10分钟使乙醇充分溶解。将耐冻硅溶胶放入冰箱中于-18℃冷冻12小时，使耐冻硅溶胶结冰，然后取出并置于20-30℃使耐冻硅溶胶融化，可以发现耐冻硅溶胶又恢复成溶胶状态，没有发生凝胶或沉淀现象而报废。
实施例3
将100g粒径为30nm、固含量为25%的碱性硅溶胶加入高压釜中，升温至100℃后保温4小时。然后冷却至室温；然后通过100g已经再生成H型的阳离子交换树脂，得到酸性硅溶胶，用5%KOH调节硅溶胶pH=7,得到中性硅溶胶，在搅拌状态下，慢慢加入硅溶胶质量8%的异丙醇，继续搅拌5-10分钟使异丙醇充分溶解。将耐冻硅溶胶放入冰箱中于-18℃冷冻12小时，使耐冻硅溶胶结冰，然后取出并置于20-30℃使耐冻硅溶胶融化，可以发现耐冻硅溶胶又恢复成溶胶状态，没有发生凝胶或沉淀现象而报废。
实施例4
将100g粒径为40nm、固含量为25%的碱性硅溶胶加入高压釜中，升温至120℃后保温1小时。然后冷却至室温；在搅拌状态下，慢慢加入硅溶胶质量6%的甲醇，继续搅拌5-10分钟使甲醇充分溶解。将耐冻硅溶胶放入冰箱中于-18℃冷冻12小时，使耐冻硅溶胶结冰，然后取出并置于20-30℃使耐冻硅溶胶融化，可以发现耐冻硅溶胶又恢复成溶胶状态，没有发生凝胶或沉淀现象而报废。
实施例5
将100g粒径为30nm、固含量为25%的碱性硅溶胶加入高压釜中，升温至110℃后保温2小时。然后冷却至室温；在搅拌状态下，慢慢加入硅溶胶质量8%的丙二醇，继续搅拌5-10分钟使丙二醇充分溶解。将耐冻硅溶胶放入冰箱中于-18℃冷冻12小时，使耐冻硅溶胶结冰，然后取出并置于20-30℃使耐冻硅溶胶融化，可以发现耐冻硅溶胶又恢复成溶胶状态，没有发生凝胶或沉淀现象而报废。
对比例1
将100g粒径为20nm、固含量为25%的碱性硅溶胶加入高压釜中，在搅拌状态下，慢慢加入硅溶胶质量6%的乙醇，继续搅拌5-10分钟使乙醇充分溶解。将硅溶胶放入冰箱中于-18℃冷冻12小时，使硅溶胶结冰，然后取出并置于20-30℃使硅溶胶融化，可以发现：硅溶胶中会有部分凝胶。
对比例2
将100g粒径为20nm、固含量为25%（质量分数，下同）的碱性硅溶胶加入高压釜中，升温至110℃后保温2小时；然后冷却至室温。将硅溶胶放入冰箱中于-18℃冷冻12小时，使硅溶胶结冰，然后取出并置于20-30℃使硅溶胶融化，可以发现：融化后的硅溶胶已经出现白色凝胶或沉淀物，硅溶胶无法恢复为透明状的溶胶状态。
对比例3
将100g粒径为30nm、固含量为25%的碱性硅溶胶加入高压釜中，通过100g已经再生成酸型的阳离子交换树脂，得到酸性硅溶胶。将得到的酸性硅溶胶升温至120℃后保温1小时，然后冷却至室温，可以发现：硅溶胶已经在高温处理后凝胶。
对比例4
将100g粒径为30nm、固含量为25%的碱性硅溶胶加入高压釜中，过100g已经再生成H型的阳离子交换树脂，得到酸性硅溶胶，用5%KOH调节硅溶胶pH=7,得到中性硅溶胶。将得到的中性硅溶胶升温至100℃后保温4小时，然后冷却至室温，可以发现：硅溶胶已经在高温处理后凝胶。