關(guān)鍵詞：有機(jī)硅;涂料;外墻外保溫
0 引言
水性有機(jī)硅外墻涂料是一種用有機(jī)硅樹脂作為成膜物質(zhì)的外墻裝飾涂料，其具有環(huán)保性、高呼吸透氣性、拒水性、長(zhǎng)期耐久性，以及耐沾污性好等一系列優(yōu)異的性能。
國(guó)外有機(jī)硅樹脂是從1943年開始工業(yè)化生產(chǎn)，隨后開始了有機(jī)硅涂料研究和應(yīng)用。由于有機(jī)硅外墻涂料其優(yōu)異的耐候性和良好的耐沾污性，在歐美尤其是德國(guó)等地與外墻外保溫系統(tǒng)相配套使用的有機(jī)硅涂料更是得到迅速應(yīng)用和發(fā)展，市場(chǎng)占有率穩(wěn)步提升。我公司主要致力于建筑物外墻裝飾領(lǐng)域的涂料研發(fā)與應(yīng)用，并且在本世紀(jì)初就引進(jìn)了純有機(jī)硅技術(shù)應(yīng)用于外墻裝飾方面，取得了一定的研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文重點(diǎn)介紹在外墻外保溫裝飾系統(tǒng)面層使用有機(jī)硅涂料優(yōu)勢(shì)。
1 外墻外保溫系統(tǒng)對(duì)面層涂料的要求
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，對(duì)能源的依賴性日益增加，能源戰(zhàn)略已經(jīng)被我國(guó)政府提升為一個(gè)新的高度。建筑能耗約占我國(guó)社會(huì)總能耗的30%，因此建筑節(jié)能作為節(jié)約社會(huì)總能源的重要組成部分也日益得到建設(shè)部及各地建委的重視。外墻外溫技術(shù)通過高效的保溫材料，采用適當(dāng)?shù)倪B接方式(聚合物砂漿粘結(jié)或機(jī)械固定或粘結(jié)輔助機(jī)械固定)與建筑外墻主體復(fù)合連接一體，提高墻體熱阻降低外墻平均傳熱系數(shù)，實(shí)現(xiàn)保溫隔熱效果，最后達(dá)到降低建筑能耗的目的。這一有效的建筑節(jié)能技術(shù)在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家有三十多年大面積應(yīng)用歷史，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。近年來外墻外保溫技術(shù)在我國(guó)不同地區(qū)也得到了大力推廣和應(yīng)用。
由于外墻外保溫技術(shù)的應(yīng)用，建筑物墻體結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比發(fā)生了深刻變化。原適用于高強(qiáng)度、高密度、變形量小的剛性硬質(zhì)基層的傳統(tǒng)涂料，也遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。換言之，將傳統(tǒng)涂料涂于受環(huán)境影響而產(chǎn)生較大變形的輕質(zhì)保溫體系基層上，極易發(fā)生面層涂料的開裂、脫落，不但影響到涂料的裝飾效果，嚴(yán)重時(shí)，由于涂膜的破壞導(dǎo)致雨、雪水向保溫體系墻體內(nèi)滲透，進(jìn)而危害到整個(gè)保溫體系的安全性、穩(wěn)定性和耐久性。因此，保溫體系上施工涂料要求更加嚴(yán)格，應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面：
(1)面層涂料要有很好的延展性、柔韌性，不能使用涂膜堅(jiān)硬的傳統(tǒng)涂料。
我們知道，只有面層涂料的變形能力大于保溫體系隨環(huán)境產(chǎn)生的變形能力時(shí)，才能保證涂料不開裂。傳統(tǒng)涂料一般選用無柔韌性的乳液等為主要粘結(jié)劑制備涂料，該類涂料因其自身成膜物質(zhì)無彈性，所形成的涂層脆，沒有韌性。
因此，傳統(tǒng)丙烯酸涂料的抗基層變形能力差，自身變形系數(shù)小，不能滿足隨保溫基層變形而不開裂的要求，不宜應(yīng)用于保溫體系上。所以，為穩(wěn)妥起見，在目前的規(guī)程、規(guī)范里首先推薦使用彈性涂料，除滿足變形要求外，還能對(duì)基層的細(xì)小裂紋起覆蓋作用，保持整體外觀效果的美觀。
(2)面層涂料耐老化，耐候性要好，不能采用高PVC的外墻涂料。
這一點(diǎn)是對(duì)所有外墻涂料的基本要求，但因保溫基層夏季的溫度比普通基層高出10-15℃，對(duì)面層涂料的老化速度更快，因此保溫基層上的涂料，耐老化性應(yīng)比普通基層上要求更高。因此，應(yīng)選用以純丙烯酸酯或有機(jī)硅改性丙烯酸樹脂乳液為基料，以耐久性、熱穩(wěn)定性高的無機(jī)顏料配制的高性能涂料為主。
(3)面層涂料應(yīng)具有很好的防水性和透氣性。
良好的防水性可以避免液態(tài)水滲進(jìn)保溫體系，進(jìn)而減少冰凍、潮濕對(duì)保溫體系的破壞，延長(zhǎng)外墻外保溫體系的使用壽命。良好的透氣性可以使結(jié)構(gòu)墻體或室內(nèi)的潮氣能向外界擴(kuò)散，避免保溫體系與主體墻之間形成結(jié)露。
2 目前在外墻外保溫系統(tǒng)面層使用涂料的分析
2.1 彈性外墻涂料應(yīng)用于外墻外保溫系統(tǒng)的優(yōu)劣勢(shì)
目前，外墻外保溫體系飾面涂層行業(yè)內(nèi)首推的采用彈性涂料，認(rèn)為彈性涂料的斷裂延伸率高，對(duì)基層的裂紋具有較好的遮蓋能力。但此種做法出現(xiàn)的問題也不少，主要有以下兩個(gè)方面：
(1)耐沾污性差：彈性涂料由于其自身成膜特性，漆膜較軟，表面容易沾染灰塵，導(dǎo)致其耐沾污性較普通涂料差。雖然后期由于乳液合成技術(shù)的進(jìn)步，紫外光自交聯(lián)技術(shù)的運(yùn)用，極大的提高了彈性涂料漆膜的耐沾污性。但是通過多年的實(shí)際應(yīng)用，彈性涂料耐沾污性差仍然是其發(fā)展的一個(gè)瓶頸。
圖1 圖2
圖1 圖2一尚未完工的彈性涂料工程 白色涂料已經(jīng)被污染
(2)彈性涂料的成膜性致密，透氣性差，由此導(dǎo)致的漆膜鼓泡、起皮脫落的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。因此，彈性涂料應(yīng)用于外保溫基層對(duì)于氣候干燥的地區(qū)比較適用，但對(duì)于潮濕多雨的氣候并不是理想選擇。
圖3 圖4 大雨后彈性涂料起鼓
2.2 普通水性涂料應(yīng)用于外墻外保溫系統(tǒng)。
由于工程造價(jià)等一系列原因，在外墻外保溫系統(tǒng)中普通低PVC的丙烯酸涂料也被大量使用。在使用初期由于保溫基層形變不大，因此，短期內(nèi)也未發(fā)生較大安全隱患。但是由于其自身柔韌性差，在經(jīng)歷季節(jié)更替，氣候變化差異明顯時(shí)，保溫基層形變?cè)龃螅厝粫?huì)帶動(dòng)面涂層的開裂，從而引發(fā)一系列質(zhì)量投訴問題。
圖5保溫基層形變，普通涂料開裂 圖6起皮脫落
2.3 水性有機(jī)硅涂料應(yīng)用于外墻外保溫系統(tǒng)
水性有機(jī)硅涂料是以具有憎水性、透氣性、耐候性優(yōu)良的有機(jī)硅乳液為主要成膜物質(zhì)、添加進(jìn)口顏料、助劑精制而成。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試具有以下特點(diǎn)：
(1)優(yōu)異的拒水透氣性及耐沾污性：
| 序號(hào) | 檢驗(yàn)項(xiàng)目 | 標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo) | 檢驗(yàn)值 | |||
| 優(yōu)等品 | 一等品 | 合格品 | ||||
| 1 | 耐沾污性 | ≤15% | ≤15% | ≤20% | 4.6% | |
| 2 | 吸水率比，％ | ≤20 | 7 | |||
| 3 | 滲透性 | ≤2mm，無水跡，無變色 | 0mm，無水跡，無變色 | |||
| 紫外線處理 | ≤2mm，無水跡，無變色 | 0mm，無水跡，無變色 | ||||
與傳統(tǒng)普通涂料和彈性涂料相比，有機(jī)硅涂料由于其本身的分子特性，使其具有良好的拒水性，從而保證了墻體的長(zhǎng)期干燥，確保了保溫體系的安全。
另一方面，由于有機(jī)硅涂料漆膜特殊的呼吸透氣性，它不封閉墻體毛細(xì)孔，墻內(nèi)濕氣可容易地釋放，墻體內(nèi)不會(huì)有濕氣聚集，從而避免了涂料起泡，開裂及脫落等問題;此外長(zhǎng)期干燥的墻體同時(shí)確保了保溫系統(tǒng)的安全性。
(2)長(zhǎng)期的耐候性
有機(jī)硅涂料中Si-O鍵能為450kJ/mol，而普通丙烯酸涂料中C-C鍵能為351kJ/mol，C-O鍵能為345kJ/mol，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于Si-O鍵能，僅次于C-F鍵能。有機(jī)硅樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其近似于石英的化學(xué)結(jié)構(gòu)，其對(duì)紫外光的破壞具有極強(qiáng)的抵抗能力，從而確保了長(zhǎng)期的耐久性。
圖7人工老化1000h無異常
(3)優(yōu)異的耐熱性
有機(jī)硅樹脂類似于無機(jī)的分子結(jié)構(gòu)，使其涂層的耐高溫及火的性能比普通涂料大大加強(qiáng)。
(4)抗微生物增長(zhǎng)
有機(jī)硅涂料由于其拒水及透氣性，確保了涂層的長(zhǎng)期干燥性，因此避免或減少了微生物的滋生。而普通涂層由于其涂層的潮濕性，有利于微生物的生長(zhǎng)。
3 有機(jī)硅涂料在外墻外保溫體系應(yīng)用實(shí)例
富思特新材料科技發(fā)展股份有限公司長(zhǎng)期從事于保溫涂料一體化體系的研究與應(yīng)用工作。在多年的工程實(shí)踐中，我司有機(jī)硅涂料主要配套體系有普通平涂效果，浮雕效果，以及與拉毛中間層配套的橘皮花紋效果。由于其優(yōu)異的性能以及施工方法簡(jiǎn)單，在大量工程中得到應(yīng)用和推廣。以下是我司產(chǎn)品應(yīng)用的部分工程展示：
圖8 40萬平米的有機(jī)硅外墻工程實(shí)例 西寧
圖9 3萬平米有機(jī)硅外墻工程（清水混凝土）天津
圖10 5萬平米有機(jī)硅涂料工程 鄭州
4 結(jié)語
通過近幾年的實(shí)踐與應(yīng)用，水性有機(jī)硅涂料與保溫基層配套使用，可以很好的解決目前彈性涂料應(yīng)用外墻外保溫出現(xiàn)的難題，同時(shí)由于其優(yōu)異的性能和良好的配套施工性，有機(jī)硅涂料將會(huì)越來越多的進(jìn)入人們的視野。
詹明佳 劉東華 趙雅文
富思特新材料科技發(fā)展股份有限公司