有机硅防水涂料的创新性进展 在市场中占据强劲优势

房屋装修和维修保养的增加推动了建筑涂料的增长。消费者希望有机会重新改造新家，而涂料是很容易使住宅再次变新的一个元素。消费者希望外墙涂料具有优异的耐候性、长期耐久性和防紫外线功能，平均使用周期能够超过20年。同时也希望涂层外观“干净整洁”，降低清洗的次数，必须在经过这么多年以后还能保持良好的外观。

　　耐沾污自清洁已成为热门话题。耐沾污一直很重要，但是在当前的气候条件下显得尤其重要。涂料供应商渴望得到市场数据、户外测试以及证明涂料污垢排斥性如何提高的证明材料，并将其涂料作为具有最好耐沾污性技术的产品销售。有机硅能提供耐水性，可降低表面的水分含量，从而提高耐沾污性。本文将讨论有机硅树脂的化学组成、不同涂料配方中使用的多种有机硅技术和大自然污染形成污垢的户外暴晒测试结果。

　　有机硅化学

　　术语“有机硅”是指具有如下最简式R2SiO的化合物，它类似于最简式为R2CO或酮的有机化合物2。硅与碳是相似，都是四价；然而在其基态，没有证据支持有双键的形成。因此，真正的最简式应该写成R2SiO2(?)，其中硅有四个单键2。

　　硅烷是含有一个硅原子的化合物。据官能团Si-O键的不同数量，又细分成M、D、T或Q单元。图1给出了硅烷的命名方法，将单一的Si-O键称为单官能团或“M”单元。含有两个Si-O键的硅烷称为双官能团或“D”单元，而三官能团的硅烷称为“T”单元。四官能团的硅烷称为“Q”单元，或称为四官能团硅烷。含有硅-氧键的材料称为硅氧烷。硅氧烷中含有两个硅原子通过硅氧烷键结合的称为二硅氧烷，具有三个硅原子的硅氧烷是三硅氧烷。聚硅氧烷是一种含有多于三个硅原子的硅氧烷2。

　　有机硅树脂乳液和有机硅助剂化学及性能

　　许多化学品已经有百年的历史，这提醒我们它们所能提供的重要优点，以及像有机硅这样的化学品随着时间推移的演变过程。1963年，水性有机聚硅氧烷技术的专利发明被申请，其中包括其在有机树脂中的使用3。在涂料组合物中建议使用有机聚硅氧烷组分来提高耐粉化性、耐沾污性、耐候性、憎水和优异的空气和水蒸汽渗透性3。涂料中享有专利权的有机硅树脂乳液已成功使用50多年了。在50年中，水性有机硅技术有了创新性进展，不断加大了技术的强劲优势。

　　目前的市场上，有机硅树脂乳液可以作为单独的基料或涂料配方的树脂改性剂。更常见的是，有机硅树脂乳液由于其成本效益和较低用量时的有益性能而作为树脂改性剂使用。有机硅树脂分散在整个涂料中包覆颜填料，而有机漆基作为填料颗粒和基材之间的粘合剂5。有机硅树脂提高了防水性，同时增强了膜的多孔性5。在涂料体系中有机硅的作用机理类似于有机漆基，见图3的显微照片。在高放大倍率下，矿物颗粒之间的小的弯液面说明有机硅树脂网络结构的存在。有机硅网络以极薄的薄膜均匀包覆了纳米级二氧化钛和其它填料，能增强涂料在纳米范围内的微观结构，同时保留微孔。助剂给予额外的支持，通过部分渗透进入涂层和更多地排列在涂膜表面而提高了防水性和目视的早期水珠。

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