硅溶膠及含硅溶膠無機建筑涂料的性能分析

彭亞鋒

摘 要 當前占據市場的無機建筑涂料以堿金屬硅酸鹽為主，其知名度最大，所以市場覆蓋率也大，憑借其在耐水性、穩(wěn)定性和抗老化性等方面的優(yōu)越性能，成為市場上最常用的無機建筑涂料。但除此以外，還有一種硅溶膠無機建筑涂料相比堿金屬硅酸鹽所占的市場份額要小許多，相關的研究和產品都少見很多。大眾對于硅溶膠及含硅溶膠無機建筑涂料的研究分析是不夠充分的，其實硅溶膠作為一類無機建筑涂料，擁有著有別于其他無機建筑涂料的優(yōu)越性。本文特地對其進行了性能分析，將其與堿金屬硅酸鹽進行對比，證實其可用性，希望能夠為大眾在選用無機建筑涂料的時候提供一些參考意見。

關鍵詞 硅溶膠及含硅溶膠;無機建筑涂料;性能分析

當前的無機建筑材料市場上，最常見的一類液態(tài)建筑涂料就是以堿金屬硅酸鹽溶液、滑石粉、有機乳液、鈦白粉等混合配成的堿金屬硅酸鹽無機建筑涂料，它憑借在耐水性、穩(wěn)定性和抗老化性等方面的優(yōu)越性能在眾多無機建筑涂料中脫穎而出，成為被大眾最常使用的一種無機建筑涂料。與之相比，硅溶膠及含硅溶膠這類無機建筑涂料的大眾知名度則要遜色許多，但其實，硅溶膠及含硅溶膠無機建筑涂料是一類并不比堿金屬硅酸鹽無機建筑涂料遜色的無機建筑涂料，有著同樣優(yōu)越的性能。因此，本文對硅溶膠及含硅溶膠無機建筑涂料的性能進行了分析和探討，希望能夠挖掘和展示出其專屬的優(yōu)異性能，在其進行市場推廣的時候，提供一些參考思路。

1關于硅溶膠及含硅溶膠無機建筑涂料的介紹

硅溶膠無色無臭，以液體的形式存在，是一類膠體溶液，使用它作為涂料不會對被覆蓋物本身的顏色帶來影響。由于膠體的粒子很細且黏度較低，所以但凡是水能夠滲透的地方，硅溶膠也都是能夠滲透的。

由于硅溶膠有著極佳的分散性和滲透性，這一特性使它能夠輕松與其他物質混合，因此它能夠與堿金屬硅酸鹽混合形成一類無機建筑涂料。硅溶膠有著很好的黏合性，因為當溶液內部的水分蒸發(fā)的時候，膠體粒子會緊緊地附著于它所涂抹的被覆蓋物表面，膠體粒子之間會形成硅氧結合，從而將涂料與被覆蓋物牢固地黏合在一起。

但硅溶膠同樣是存在著不足之處的，它在脫水縮聚的時候，由于內聚力大所以有著速度快、易開裂的問題，所以在實際應用的時候，本著實用的考量，需要對其進行有機化改性，搭配與當前硅溶膠粒徑適合的有機溶劑，才能夠混合成貯存穩(wěn)定、柔韌性良好的無機建筑涂料。

但硅溶膠與堿金屬硅酸鹽相融合形成的這類無機建筑涂料，在售賣的時候卻常常被冠以“堿金屬硅酸鹽無機建筑涂料”的名號，成分之一的硅溶膠不但不能擁有冠名權，甚至連提都沒有被提及，這也是造成硅溶膠及含硅溶膠無機建筑涂料在市場上知名度不高的一大原因[1]。

2針對硅溶膠及含硅溶膠無機建筑涂料的性能測試

由于對于硅溶膠及含硅溶膠無機建筑涂料的研究很少，所以很多人對于它的性能并不是很了解，也不知道它和堿金屬硅酸鹽有什么共同之處，更不了解它對比其的優(yōu)勢所在，所以

為了讓大家更直觀地了解硅溶膠及含硅溶膠無機建筑涂料的特有性能，本文將會進行一系列的實驗，來對硅溶膠無機建筑涂料、堿金屬硅酸鹽無機建筑涂料以及硅溶膠和堿金屬硅酸鹽混合的無機建筑涂料進行性能測試，通過實驗結果直觀對比這三種無機建筑涂料之間的差異。將硅溶膠及含硅溶膠無機建筑涂料的物理性質與行業(yè)標準進行對比，判斷其是否符合使用要求，再從紅外光譜分析和熱失重分析結果判斷硅溶膠及含硅溶膠無機建筑涂料是否是貯存穩(wěn)定、柔韌性良好的無機建筑涂料。

2.1 實驗方法

為了方便研究，我們在某無機建筑涂料生產企業(yè)生產的產品中，選取五種含硅溶膠無機建筑涂料作為實驗對象，其中兩種為內墻無機涂料，三種為外墻無機涂料。這五種含硅溶膠在乳液、硅溶膠和堿金屬硅酸鹽的比例分布上是存在不同的。我們先對這五種含硅溶膠進行物理性質的比較，再進行水蒸氣透過率、紅外光譜分析和熱失重分析。

首先，我們依據行業(yè)標準《外墻無機建筑涂料》 （JG/T26- 2002）準則中規(guī)定的要求，對五種含硅溶膠無機建筑涂料進行物理性能的檢測，選取的指標包括外觀、耐水性能、耐人工氣候老化性能、貯存穩(wěn)定性能、耐洗刷性能等;其次，我們將使用水蒸氣透濕杯測試法，檢測這五種含硅溶膠無機建筑涂料水蒸氣透過率，為了保證測量結果的準確性，測試前可以在多孔PE板上涂刷兩道涂料，根據行業(yè)標準《外墻涂料水蒸氣透過率的測定及分級》（JG/T309- 2011）準則判定結果;然后，我們根據行業(yè)標準《膩子膜柔韌性測定法》 （GB/T1748- 1949）準則 檢測涂料的柔韌性，根據行業(yè)標準《聚合物和共聚物水分散體 pH 值試驗方法》 （GB8325- 1987）準則檢測涂料的pH值;最后等到含硅溶膠無機建筑涂料完全干燥之后，將它磨成粉末，并使用KBr進行壓片處理，再將得到的樣本進行紅外光譜測試。

2.2 結果分析

（1）五種含硅溶膠無機建筑涂料的物理性能及水蒸氣透過率分析。我們實驗中的三種外墻無機涂料都是能夠滿足《外墻無機建筑涂料》 （JG/T26- 2002）中對于無機涂料外觀、耐水性、貯存穩(wěn)定性、耐洗刷性等物理性能的規(guī)定要求的，由于實驗時長限制，不能夠完全判斷五組實驗組的耐人工氣候老化性，但是在實驗過程中，他們均不存在任何的異常，所以可以判定其符合《外墻無機建筑涂料》 （JG/T26- 2002）的規(guī)定要求。

而在水蒸氣透過率實驗中，五組實驗組有四組含硅溶膠無機建筑涂料都有著較高的水蒸氣透過率，雖然剩下的一組對比其他四組水蒸氣透過率較低，但也只是在實驗組中較低，對比常規(guī)的合成樹脂乳液涂料，它的水蒸氣透過率是正常范圍內的，并不存在拖后腿的現象。

五組實驗組中有三組含硅溶膠無機建筑涂料的PH值對比其他兩組較低，究其原因，可能是因為五種含硅溶膠中，硅溶膠含量及混合堿金屬硅酸鹽溶液所占的比例存在不同，堿金屬硅酸鹽溶液所占比例較高的話，難免會影響該混合溶液的酸堿度[2]。

五組實驗組的柔韌性都符合《建筑外墻涂料通用技術要求》 （JG/T 512- 2017）的規(guī)定標準，這說明含硅溶膠無機建筑涂料在柔韌性方面是完全符合無機建筑涂料要求的。

（2）五種含硅溶膠無機建筑涂料的紅外光譜分析。硅溶膠在Si- O- Si伸縮振動峰的波數上面是明顯高于堿金屬硅酸鹽的。對比五組實驗組含硅溶膠的紅外光譜圖分布情況，五種涂料的主要黏結成分呈現四種情況：少量乳液，硅溶膠與堿金屬硅酸鹽混合;乳液含量較多，少量硅溶膠和堿金屬硅酸鹽;硅溶膠含量較多，少量堿金屬硅酸鹽和乳液;少量乳液，其余為硅溶膠。堿金屬硅酸鹽的存在對于混合溶液的PH值確實會產生一定的影響，但這取決于堿金屬硅酸鹽的含量情況，當只在其中加入少量堿金屬硅酸鹽的時候，實驗組的PH值并不會受到過大的影響。

（3）五種含硅溶膠無機建筑涂料的熱失重分析。五組實驗組含硅溶膠無機建筑涂料由于配方的成分比較接近，所以在熱失重分析結果中，它們在各個溫度段的熱失重率是非常接近的。

而五組實驗組中，除去有機物含量較高的一組含硅溶膠無機建筑涂料外，其他四組實驗組的有機物含量都控制在4%～10%區(qū)間。而沒有添加堿金屬硅酸鹽的純硅溶膠無機建筑涂料那組實驗組，它的有機物含量分布在4%左右，而硅酸鈣的含量為24%，屬于純硅溶膠無機建筑涂料。但是在實驗過程中，該種純硅溶膠無機建筑涂料性能并不好，它會隨著使用時長的延伸而出現輕微的掉粉現象，這說明純硅溶膠無機建筑涂料用于建筑工程是不完善的，我們在生產含硅溶膠無機建筑涂料的時候，需要在里面適當地加入一些乳液才行，乳液能夠對硅溶膠的物理性能進行調節(jié)，對其進行有機化改性。

3結論

通過上述實驗的驗證，我們不難發(fā)現含硅溶膠無機建筑涂料的物理性能較之堿金屬硅酸鹽無機建筑涂料并不遜色，它符合行業(yè)制定的標準，能夠滿足建筑工程的使用需求。而紅外光譜分析證實在硅溶膠中加入少量堿金屬硅酸鹽，也不會影響硅溶膠無機建筑涂料的堿性。

雖然純硅溶膠無機建筑涂料會隨著使用時長的延伸而出現輕微的掉粉現象，但是只要在其中加入一些乳液進行調節(jié)，它就能夠獲得有機化改性形成貯存穩(wěn)定、柔韌性良好的無機建筑涂料[3]。

4結束語

對比堿金屬硅酸鹽無機建筑涂料，硅溶膠及含硅溶膠無機建筑涂料同樣有著毫不遜色的優(yōu)越性能，卻在建筑涂料市場上知名度不高，與之相關的研究和產品都很少見，這讓人難免有種“明珠蒙塵”的遺憾。為了能夠讓更多的人知道和了解這一無機建筑涂料，本文對其進行了性能分析，并對它和堿金屬硅酸鹽無機建筑涂料的性能做了比較分析。結果證實硅溶膠及含硅溶膠無機建筑涂料同樣能夠符合行業(yè)標準并很好地滿足建筑工程的使用需求，希望在今后的建筑工程中，能看到越來越多該種無機建筑涂料的使用。

參考文獻

[1] 顏俊瑜.分析硅溶膠及含硅溶膠無機建筑涂料的性能[J].福建建材，2020，（1）：25-26.

[2] 魏震，汪為磊，劉衛(wèi)麗，等.硅溶膠的有機改性及應用[J].應用化工，2020，（14）：1-6.

[3] 姜廣明，馬海旭，梁楊，等.硅溶膠及含硅溶膠無機建筑涂料的性能分析[J].工程質量，2019，37（4）：68-70，74.