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。
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SiegfriedNitzsche,E-waldPirson和MichaelRoth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国际标准组织的定义
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,国际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(EN1062):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/m2h015)。
德国标准DIN18363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(AFNORFDT30-808)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0.5mm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ISO1062-3测试其吸水率为0.09kg/m2h015。
6.3水蒸汽透过率
根据ISO7783-2测量的结果:传统乳胶漆对来自底材蒸汽的扩散阻力(ISO7783-2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
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WACKERBS?OH增强底材三是使用WACKERBS?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HansGr?ssel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TemasekPolytechnic大学使用了WackerSMK(一种有机硅微乳)作为底漆。面漆使用了以WackerBS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最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。
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二氧化硅的化学式为SiO₂，不溶于水。不溶于酸，但溶于氢氟酸及热浓磷酸，能和熔融碱类起作用。自然界中存在有结晶二氧化硅和无定形二氧化硅两种。二氧化硅用途很广泛，主要用于制玻璃、水玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料、气凝胶毡、硅铁、型砂、单质硅、水泥等。一般的石头主要由二氧化硅、碳酸钙构成。二氧化硅广泛存在于自然界中，与其他矿物共同构成了岩石。天然二氧化硅称为硅石，约占地壳质量的百分之一十二，其存在形式有结晶态和无定形态两种。石英晶体是结晶的二氧化硅，具有不同的晶型和色彩。石英中无色透明的晶体是通常所说的水晶。具有彩色环带状或层状的称为玛瑙（含有杂质）。
二氧化硅矿物是指化学式相同（SiO₂），但结构有差异的矿物，这些矿物统称为类质异像体，主要包括石英、方石英和鳞石英。这些矿物在地球上主要存于花岗岩、砂岩和黑硅岩中，而月球上几乎缺乏，主要原因是：化学成分演化上，月球形成一个低硅、高铝的月壳，高硅的花岗质岩石极为稀少；月球在演化上缺乏像地球一样有一个可以结晶出二氧化硅矿物的水系和热水体系。尽管二氧化硅矿物在月球岩石上极为稀少，但对月球岩石的分类和成因的研究具有重要的作用。
月球上的石英矿物最早是在几块类花岗岩碎处中发现的，在霏细岩中同时也充填了不少方石英矿物，从其微细结构和成分的分析表明，这些石英实际上是由方石英变化过来的。后来在粗晶状的月球花岗岩碎块中也发现有石英矿物，根据其同位素的分析结果，这些矿物是41亿年左右，在较深的环境下结晶形成的，说明这些石英不是在岩浆岩形成期间结晶形成的。
月海武岩中的二氧化硅矿物绝大多数是方石英，体积百分数最多可达5%，几乎没有石英矿物，只有在细晶状月海玄武岩中才存在少量的石英矿物，这些方石英具有典型的双晶结构表明：在熔浆冷却过程中，从高温到低温条件下形成的方石英都有。另外，在一些粗晶状的月海玄武岩中也同时存在方石英和鳞石英，但从结构特征看，方石英是由鳞石英转变的，因为鳞石英一般是镶嵌在于不规则的颗粒之间。
用途编辑
二氧化硅用于制造平板玻璃，玻璃制品，铸造砂，玻璃纤维，陶瓷彩釉，防锈用喷砂，过滤用砂，熔剂，耐火材料以及制造轻量气泡混凝土。 二氧化硅的用途很广。自然界里比较稀少的水晶可用以制造电子工业的重要 部件、光学仪器和工艺品。 二氧化硅是制造光导纤维的重要原料。 一般较纯净的石英，可用来制造石英玻璃。石英玻璃膨胀系数很小，相当于 普通玻璃的1/18，能经受温度的剧变，耐酸性能好（除HF外），因此，石英玻璃 常用来制造耐高温的化学仪器。 石英砂常用作玻璃原料和建筑材料。
二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料，是科学研究的重要材料。
当二氧化硅结晶完美时就是水晶；二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙；二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石；二氧化硅晶粒小于几微米时，就组成玉髓、燧石、次生石英岩。物理性质和化学性质均十分稳定的矿产资源，晶体属三方晶系的氧化物矿物，即低温石英（α-石英），是石英族矿物中分布最广的一个矿物种。广义的石英还包括高温石英（β-石英）。石英块又名硅石，主要是生产石英砂(又称硅砂)的原料，也是石英耐火材料和烧制硅铁的原料。
《食品添加剂使用标准》《食品安全国家标准》：做味抗结剂用于蛋粉，奶粉，可可粉，可可脂，糖粉，植脂性粉末，速溶咖啡，粉状汤料，。
二氧化硅 - 应用领域编辑
玻璃
二氧化硅
平板玻璃、浮法玻璃、玻璃制品（玻璃罐、玻璃瓶、玻璃管等）、光学玻璃、玻璃纤维、玻璃仪器、导电玻璃、玻璃布及防射线特种玻璃等的主要原料
陶瓷及耐火材料
瓷器的胚料和釉料，窑炉用高硅砖、普通硅砖以及碳化硅等的原料
冶金
硅金属、硅铁合金和硅铝合金等的原料或添加剂、熔剂
建筑
混凝土、胶凝材料、筑路材料、人造大理石、水泥物理性能检验材料（即水泥标准砂）等
化工
硅化合物和水玻璃等的原料，硫酸塔的填充物，无定形二氧化硅微粉
机械
铸造型砂的主要原料，研磨材料（喷砂、硬研磨纸、砂纸、砂布等）
电子
高纯度金属硅、通讯用光纤等
橡胶、塑料
填料（可提高耐磨性）
涂料
填料（可提高涂料的耐候性）
医学
新加坡国立大学工程学院生物工程系的研究人员研制出一种新技术，能够通过二氧化硅纳米粒子将红外光转化为紫外光和可见光，为深层肿瘤的非侵入性疗法铺平了道路。据称，该技术能够抑制肿瘤生长，控制其基因表达，是世界上首个使用纳米粒子治疗深层肿瘤的非侵入性光动力疗法。
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