1 水是造成建筑物及涂料损坏的主要原因

绝大多数矿物材料都具有多孔表面, 易吸收水分, 因而对墙体造成损坏。

研究表明, 水分对建筑材料可造成如下损坏:

（1） 由于溶胀收缩造成的开裂;

（2）结晶盐的析出形成风化;

（3） 生长霉菌形成微生物滋长的温床;

（4）易玷污;

（5）溶解有酸性气体( CO2, COX ) 的雨水造成对建筑材料的化学侵蚀。
 

2 高性能涂料基料的有机硅树脂
与线性两维硅油不同的是: 有机硅树脂是高分子、三维交联化合物, 以硅/ 氧作为主要化学键,与石英不同的是: 每个硅原子中第4 个氧原子被有机基团R 所取代。有机基团提供憎水性, 与有机体系混容的稳定性等有机特性。可以说硅树脂是用有机方法改性的石英结构。所有硅树脂都含有机硅的T ( 代表3 个官能团的) 单元。
 

3 纯有机硅树脂涂料是耐久的外墙保护体系

德国威凯化学品公司在1963 年成功开发了纯硅树脂乳胶漆, 并由其研究人员Siegfried Nitzsche, EwaldPirson 和Michael Roth 申请了专利。本发明涉及一种基于有机硅树脂水分散体的涂料, 该涂料的有机树脂含量不超过有机硅树脂的比例。按照本发明制成的涂料具有以下特性:可洗刷性; 抗粉化; 高憎水性; 优良的耐候性; 较高的水蒸汽透过率。以纯有机硅树脂为主要成膜物的外墙涂料可有效防止潮湿破坏, 它们在建筑材料表面形成稳定、高耐久、三维空间的网络结构, 抗拒来自于外界液态水的吸收, 但允许水蒸气自由通过。这即意味着外界的水可以被阻挡在墙体外面, 而墙体里的潮气可以很容易地逸出。纯有机硅树脂外墙涂料就象自然界中的树叶一样, 雨水不能渗进叶子, 但树叶上的水分仍可蒸发。
 

4 标准组织的定义

鉴于纯硅树脂乳胶漆在全球尤其在欧洲所取得的重大成功, 和一些国家标准化组织为此种涂料给出一些具体定义:

欧洲标准( EN 1062) : 根据决定涂料主要性能基料的不同来定义。对硅树脂外墙涂料来说, 连接基料应为纯有机硅树脂, 并列出具有重要物理性能是高水蒸汽透过率( S< 0.1m) 和低液态水吸收率(W< 0.1kg/ m2h0.5) 。

德国标准DIN 18363 给出了硅树脂涂料的组分: 纯有机硅树脂乳液, 聚合物乳液, 颜料, 填料和助剂, 并规定其应有憎水性。

法国标准化组织( AFNOR FDT30- 808) 规定: 纯有机硅树脂在连接基料中的比例超过40%时, 称作纯硅树脂涂料。
 

5 有机硅底漆是底材处理的理想选择

来自于外界的水分加上底材自身的碱性物质和湿气挥发时析出的有害盐, 在涂层与底材交界处汇合, 使涂料易造成损害。选择涂料体系的重要一步是选择合适的底漆, 有机硅底漆能够渗透到多孔底材较深部位, 形成一个憎水区, 具有以下特点:

(1)极高的蒸汽透过率;

(2)良好的渗透深度, 可达015mm 左右;

(3)极大降低对外界液态水的吸收, 与未处理的底材相比, 可降低80%以上;

(4)提高面漆对底材的附着力;

(5)封闭碱性物质的析出。
 

6 纯硅树脂涂料性能

6.1 耐候性

众所周知, 涂料的性能取决于成膜物的基料性质。由于有机硅树脂的化学稳定性, 减少了有机乳液的用量。纯硅树脂涂料强调了户外耐候性, 提出了对建筑物的长期保护功能。在德国克瑞特曝晒场, 纯硅树脂涂料经历了5年的工业环境曝晒, 涂膜表面也无色差粉化等现象产生。

6.2 憎水性能

明显的水珠效果反映了纯硅树脂乳胶漆的憎水性。即使在暴雨和苛刻的温度条件下, 也没有因水的压力而产生面漆颜色变暗、溶胀或剥落。
按照ISO 1062 - 3 测试其吸水率为0.09kg/m2h0.5。

6.3 水蒸汽透过率

根据ISO 7783- 2 测量的结果: 传统乳胶漆对来自底材蒸汽的扩散阻力( ISO 7783- 2 湿杯法) 约为(0.3~ 0.75) m。而纯硅树脂涂料只有约( 0.04~0.14) m。也就是说: 传统成膜的乳胶漆每天每平方

米的水蒸汽的扩散量可以30g 左右, 进而达到120g。

6.4 抗玷污性

多年的试验表明, 纯硅树脂乳胶漆常年干燥的漆膜几乎没有积尘。即使出现灰尘, 也可简单地扫除。灰尘很难渗入涂层。

6.5 微生物的侵蚀

由于纯硅树脂乳胶漆表面是高度憎水的, 永久结合其中的硅树脂涂层在长时间内保持干燥, 减少了微生物例如藻类和霉菌滋长的机会。
 

7 工程实例

在全球, 用纯硅树脂外墙涂料涂刷的建筑物已不胜枚举, 现给出一些具有代表性的案例。

7.1 美国华盛顿白宫

建造于1973 年, 重新修补于1983- 1988 年。修补前, 涂料体系被潮气和结晶盐破坏严重, 开裂、粉化; 修补体系: 一是清除旧涂膜; 二是用WACKER BSÒOH 增强底材; 三是使用WACKERBS Ò 为基料的有机硅树脂外墙涂料作为面漆。
7.2 老松林小学

慕尼黑富若曼宁大街, 由建筑师Hans Gr¾ssel建于1927 年。位于慕尼黑北部, 紧靠着从慕尼黑至柏林拥挤、多尘的超速干道。

建筑物说明: 加气石灰砂浆的砖砌体, 喷射灰泥, 建筑物底部为捣实混凝土, 外露混凝土, 极粗糙的灰泥表面。

特点: 用在加气石灰饰粉( 非水化的) 上的涂料必须显示CO2 的高透过性, 以避免灰泥重结晶,由于灰泥结构造成容易积尘。

涂料: 用Ispo 公司的硅树脂外墙涂料Isposil在1975 年、1976 年涂刷中涂和面涂, 用siliconate( 硅酸盐) ( BS15) 作为稀释底漆。

面积: 7000m2

颜色: 红色

2001 年评价: 状态良好、憎水性和水珠效果良好。在一些部位( 槽沟) , 盐引起饰粉轻微的损坏。

7.3 新加坡Temasek Polytechnic 大学

使用了Wacker SMKÒ ( 一种有机硅微乳) 作为底漆。
面漆使用了以Wacker BSÒ 纯有机硅树脂为主要基料的涂料。
 

8 结语

纯硅树脂乳胶漆已经发展成为先进的现代外墙涂料体系之一。自70 年代以来, 以远高于涂料平均增长率的市场占有率高速增长, 在全球客户中得到广泛的认可。在德国, 已占据了19% 的市场份额; 在欧洲也具有约10% 的市场占有率。几乎每个乳胶漆的生产商都生产此类涂料。一些跨国公司已在中国生产, 预示着他们对此类涂料的前景具有充分的信心。由于纯硅树脂乳胶漆可接受的成本和优异的综合性能, 尤其适合中国目前的涂料市场, 相信在不久的将来必将为更多的涂料厂家和客户所接受。