關鍵詞：有機硅;涂料;外墻外保溫
0 引言
水性有機硅外墻涂料是一種用有機硅樹脂作為成膜物質的外墻裝飾涂料，其具有環保性、高呼吸透氣性、拒水性、長期耐久性，以及耐沾污性好等一系列優異的性能。
國外有機硅樹脂是從1943年開始工業化生產，隨后開始了有機硅涂料研究和應用。由于有機硅外墻涂料其優異的耐候性和良好的耐沾污性，在歐美尤其是德國等地與外墻外保溫系統相配套使用的有機硅涂料更是得到迅速應用和發展，市場占有率穩步提升。我公司主要致力于建筑物外墻裝飾領域的涂料研發與應用，并且在本世紀初就引進了純有機硅技術應用于外墻裝飾方面，取得了一定的研究成果和實踐經驗。本文重點介紹在外墻外保溫裝飾系統面層使用有機硅涂料優勢。
1 外墻外保溫系統對面層涂料的要求
隨著我國經濟持續快速發展，對能源的依賴性日益增加，能源戰略已經被我國政府提升為一個新的高度。建筑能耗約占我國社會總能耗的30%，因此建筑節能作為節約社會總能源的重要組成部分也日益得到建設部及各地建委的重視。外墻外溫技術通過高效的保溫材料，采用適當的連接方式(聚合物砂漿粘結或機械固定或粘結輔助機械固定)與建筑外墻主體復合連接一體，提高墻體熱阻降低外墻平均傳熱系數，實現保溫隔熱效果，最后達到降低建筑能耗的目的。這一有效的建筑節能技術在國外發達國家有三十多年大面積應用歷史，取得了較好的經濟效益和社會效益。近年來外墻外保溫技術在我國不同地區也得到了大力推廣和應用。
由于外墻外保溫技術的應用，建筑物墻體結構與傳統結構相比發生了深刻變化。原適用于高強度、高密度、變形量小的剛性硬質基層的傳統涂料，也遇到了前所未有的挑戰。換言之，將傳統涂料涂于受環境影響而產生較大變形的輕質保溫體系基層上，極易發生面層涂料的開裂、脫落，不但影響到涂料的裝飾效果，嚴重時，由于涂膜的破壞導致雨、雪水向保溫體系墻體內滲透，進而危害到整個保溫體系的安全性、穩定性和耐久性。因此，保溫體系上施工涂料要求更加嚴格，應滿足以下幾個方面：
(1)面層涂料要有很好的延展性、柔韌性，不能使用涂膜堅硬的傳統涂料。
我們知道，只有面層涂料的變形能力大于保溫體系隨環境產生的變形能力時，才能保證涂料不開裂。傳統涂料一般選用無柔韌性的乳液等為主要粘結劑制備涂料，該類涂料因其自身成膜物質無彈性，所形成的涂層脆，沒有韌性。
因此，傳統丙烯酸涂料的抗基層變形能力差，自身變形系數小，不能滿足隨保溫基層變形而不開裂的要求，不宜應用于保溫體系上。所以，為穩妥起見，在目前的規程、規范里首先推薦使用彈性涂料，除滿足變形要求外，還能對基層的細小裂紋起覆蓋作用，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。
這一點是對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，耐老化性應比普通基層上要求更高。因此，應選用以純丙烯酸酯或有機硅改性丙烯酸樹脂乳液為基料，以耐久性、熱穩定性高的無機顏料配制的高性能涂料為主。
(3)面層涂料應具有很好的防水性和透氣性。
良好的防水性可以避免液態水滲進保溫體系，進而減少冰凍、潮濕對保溫體系的破壞，延長外墻外保溫體系的使用壽命。良好的透氣性可以使結構墻體或室內的潮氣能向外界擴散，避免保溫體系與主體墻之間形成結露。
2 目前在外墻外保溫系統面層使用涂料的分析
2.1 彈性外墻涂料應用于外墻外保溫系統的優劣勢
目前，外墻外保溫體系飾面涂層行業內首推的采用彈性涂料，認為彈性涂料的斷裂延伸率高，對基層的裂紋具有較好的遮蓋能力。但此種做法出現的問題也不少，主要有以下兩個方面：
(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，導致其耐沾污性較普通涂料差。雖然后期由于乳液合成技術的進步，紫外光自交聯技術的運用，極大的提高了彈性涂料漆膜的耐沾污性。但是通過多年的實際應用，彈性涂料耐沾污性差仍然是其發展的一個瓶頸。
圖1 圖2
圖1 圖2一尚未完工的彈性涂料工程 白色涂料已經被污染
(2)彈性涂料的成膜性致密，透氣性差，由此導致的漆膜鼓泡、起皮脫落的現象經常發生。因此，彈性涂料應用于外保溫基層對于氣候干燥的地區比較適用，但對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 普通水性涂料應用于外墻外保溫系統。
由于工程造價等一系列原因，在外墻外保溫系統中普通低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，短期內也未發生較大安全隱患。但是由于其自身柔韌性差，在經歷季節更替，氣候變化差異明顯時，保溫基層形變增大，必然會帶動面涂層的開裂，從而引發一系列質量投訴問題。
圖5保溫基層形變，普通涂料開裂 圖6起皮脫落
2.3 水性有機硅涂料應用于外墻外保溫系統
水性有機硅涂料是以具有憎水性、透氣性、耐候性優良的有機硅乳液為主要成膜物質、添加進口顏料、助劑精制而成。經實驗測試具有以下特點：
(1)優異的拒水透氣性及耐沾污性：
| 序號 | 檢驗項目 | 標準指標 | 檢驗值 | |||
| 優等品 | 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 | ||||
與傳統普通涂料和彈性涂料相比，有機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期干燥，確保了保溫體系的安全。
另一方面，由于有機硅涂料漆膜特殊的呼吸透氣性，它不封閉墻體毛細孔，墻內濕氣可容易地釋放，墻體內不會有濕氣聚集，從而避免了涂料起泡，開裂及脫落等問題;此外長期干燥的墻體同時確保了保溫系統的安全性。
(2)長期的耐候性
有機硅涂料中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，遠遠低于Si-O鍵能，僅次于C-F鍵能。有機硅樹脂的化學結構及其近似于石英的化學結構，其對紫外光的破壞具有極強的抵抗能力，從而確保了長期的耐久性。
圖7人工老化1000h無異常
(3)優異的耐熱性
有機硅樹脂類似于無機的分子結構，使其涂層的耐高溫及火的性能比普通涂料大大加強。
(4)抗微生物增長
有機硅涂料由于其拒水及透氣性，確保了涂層的長期干燥性，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。
3 有機硅涂料在外墻外保溫體系應用實例
富思特新材料科技發展股份有限公司長期從事于保溫涂料一體化體系的研究與應用工作。在多年的工程實踐中，我司有機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。由于其優異的性能以及施工方法簡單，在大量工程中得到應用和推廣。以下是我司產品應用的部分工程展示：
圖8 40萬平米的有機硅外墻工程實例 西寧
圖9 3萬平米有機硅外墻工程（清水混凝土）天津
圖10 5萬平米有機硅涂料工程 鄭州
4 結語
通過近幾年的實踐與應用，水性有機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用外墻外保溫出現的難題，同時由于其優異的性能和良好的配套施工性，有機硅涂料將會越來越多的進入人們的視野。
詹明佳 劉東華 趙雅文
富思特新材料科技發展股份有限公司