有机硅防水剂的多种类型？有机硅建筑防水剂的使用方法

有机硅类防水剂主要成分为甲基硅醇钠和氟硅醇钠，是一种分子量较小的水溶性聚合物，易被弱酸分解，形成不溶于水的、具有防水性能的甲基硅醚防水膜。防水膜包围在混凝土的组成粒子之间，具有憎水性能。而且本身无毒、无味、不挥发、不易燃，有良好的耐腐蚀性和耐候性。

按照有机硅防水剂的状态可分为水溶性有机硅建筑防水剂、溶剂型有机硅建筑防水剂、乳液型有机硅建筑防水剂和固体粉末状有机硅防水剂。

水溶性有机硅建筑防水剂的主要成分是甲基硅酸钠盐溶液，也可以是乙基硅酸钠溶液。它是用95%的甲基三氯硅烷（含5%的二甲基二氯硅烷）在大量水中水解，然后将所得沉淀物过滤并用大量水洗涤，得到湿的甲基硅酸。甲基硅酸再与氢氧化钠的水溶液混合，在90～95℃下加热2h，然后加水，过滤即制得甲基硅酸钠溶液。甲基硅酸钠易被弱酸分解，当遇到空气中的水和二氧化碳时，便分解成甲基硅酸，并很快地聚合生成具有防水性能的聚甲基硅醚。因而可在基材表面形成一层极薄的聚硅氧烷膜而具有拒水性，生成的硅酸钠则被水冲掉。甲基硅酸钠建筑防水剂的优点是价格便宜，使用方便；缺点是与二氧化碳反应速率较慢，需24h才能固化。由于施用的防水剂在一定时间内仍然是水溶性的，因此容易被雨水冲刷掉。此外，甲基硅酸钠对于含有铁盐的石灰石、大理石，会产生黄色的铁锈斑点。因此不能用于处理含有铁盐的大理石，也不能用于对已有憎水性的材料做进一步处理。

溶剂型有机硅建筑防水剂是充分缩合的聚甲基三乙氧基硅烷树脂。聚甲基三乙氧基硅烷树脂呈中性，使用时必须加入醇类溶剂。当施涂于基材表面时，溶剂很快挥发，于是在砖石的毛细孔上沉积一层极薄的薄膜，这层薄膜无色、无光，也没有黏性，看上去就像没有涂过东西一样。这是由于在水分存在的情况下，酯基发生水解，释放出醇类分子并生成硅醇，硅醇基的化学性质十分活泼，它与天然存在于混凝土和砖石表面的游离羟基发生化学反应，两个分子间通过缩水作用而使化学键连接起来，使砖石的表面接上一个具有拒水效能的烃基。溶剂型有机硅建筑防水剂受外界的影响比甲基硅酸钠小得多，因而适用的范围较广，防水效果也较好。

乳液型有机硅建筑防水剂是由有机高分子乳液（如丙烯酸、纯丙、苯丙等聚合物乳液）与反应性有机硅乳液（反应性硅橡胶或活性硅油）共聚而成的一类新型建筑涂料。有机高分子乳液能形成透明膜，对基材具有良好的粘接性，但耐热性和耐候性较差，而反应性有机硅乳液中含有交联剂及催化剂等成分，失水后能在常温下进行交联反应，形成网状结构的聚硅氧烷弹性膜，具有优异的耐高低温性、憎水性、延伸性。但对某些填料的粘接性差，将两种乳液进行复配或改性，可使两者性能互补。采用此防水剂处理过的基材具有良好的憎水性，能有效地阻止水分的侵入，并保持墙体原有的透气性能。

固体粉末状有机硅防水剂是采用易溶于水的保护胶体和抗结块剂通过喷雾干燥将硅烷包裹后获得的粉末状硅烷基产品。当砂浆加水拌和后，防水剂的保护胶体外壳迅速溶解于水并释放出包裹的硅烷使其再分散到拌和水中。在水泥水化后的高碱性环境下，硅烷中亲水的有机官能团水解形成高反应活性的硅烷醇基团，硅烷醇基团继续与水泥水化产物中的羟基基团进行不可逆反应形成化学结合，从而使通过交联作用连接在一起的硅烷牢固地固定在水泥砂浆中孔壁的表面。由于憎水的有机官能团朝向孔壁的外侧，使得孔隙的表面获得了憎水性，由此为砂浆带来了整体的憎水效果。

目前，国内市场上常见的有机硅防水涂料的活性组分多为甲基（乙基）硅树脂预聚物，由于甲、乙基团链段较短，其防水层的耐化学试剂、防污以及防水寿命等性能都有所欠缺。通过改变有机硅防水剂化学结构，引入长链烷基，可以显著提高有机硅防水剂的防水性、防污性和防水寿命。在国内，更多的应用还是直接将长链烷基硅烷作为防水剂用，存在的缺陷有：硅烷挥发，造成原材料的损失和污染环境；长链烷基硅烷水解慢，较难形成高度交联的防水层，从而影响其防水性能。为此，一些跨国公司通过将硅烷水解缩聚成聚硅氧烷，开发了一系列性能优异的含有长链烷基的有机硅防水剂，很好地克服了上述缺陷。

当烷基为长链烷基时，其吸水率比小于甲基硅防水剂，这表明长链烷基的引入，提高了硅树脂防水剂的憎水性能。一般认为，长链烷基的引入，有机硅树脂保护基团碳链的增长，增加了膜层的厚度，有利于憎水膜中相邻烷基的敛集作用，更能充分发挥相邻烷基之间的疏水化作用，使水分子向膜层内部扩散造成困难，从而可以很好地提高其防水性能。随着碳链的增长，烷基为十二烷基或十六烷基时，其吸水率比反而较烷基为丙基和辛基时有所增大，憎水性能反而降低。主要原因在于，碳链的增长，除了具备上面所述的长链烷基的优势外，同时带来聚硅氧烷在基材中的渗透能力下降以及和基材的结合困难等问题，造成了憎水性能降低。因此，在通过水解硅烷制备有机硅防水剂这条路线时，烷基链长度最佳选择碳原子数在3～8个，该烷基硅防水剂具有较优的防水性能。

防水寿命是防水剂另一个重要的性能指标。硅树脂网状结构中的硅氧键在碱性条件下，缓慢水解，网状结构被破坏而流失，从而逐渐失去了防水保护的功能。因而硅树脂防水层的耐碱性能直接影响着防水剂的防水寿命。由甲基硅防水剂处理过的混凝土基材，在碱性水溶液中浸泡4d后其硅树脂的网状结构破坏严重，防水性能急剧下降，这也是目前市售甲基硅防水剂防水寿命较短的主要原因。而当烷基为丙基或辛基的有机硅防水剂处理过的基材时，在碱中浸泡4d，其吸水率比未经碱性水溶液浸泡时变化不大，丙基硅树脂和辛基硅树脂具有高的耐碱性能，而且显著高于甲基硅树脂。其主要原因是烷基链的长度增大，疏水层厚度增加，一定程度上保护了硅树脂的硅氧键免受OH-的进攻；另外，硅氧键断裂后的产物，在水中不溶，留在基材中，仍具有防水功能。长链烷基的硅树脂具有高的耐碱性能，防水剂具有较长时间的防水保护功能。

有机硅建筑防水剂的使用方法：有机硅建筑防水剂在处理建筑物表面时采用喷涂或刷涂均可。一般而言，在混凝土、灰土、混凝土预制件等表面较粗糙的场合，用喷涂较好；石块、大理石等表面平滑的场合可以用刷涂。无论喷涂或刷涂，对有机硅建筑防水剂的使用浓度与使用量都是十分重要的。使用浓度较低、使用量太少时，防水性能较差；使用浓度太高、使用量太多时，表面上要产生白点。一般建议防水剂内有机硅的质量分数为2%～3%。屋瓦、外墙、瓷片、地砖等用浸渍方法处理，浸渍液里有机硅的含量为1%～5%，浸渍时间一般不少于1min。