关键词：有机硅;涂料;外墙外保温
0 引言
水性有机硅外墙涂料是一种用有机硅树脂作为成膜物质的外墙装饰涂料，其具有环保性、高呼吸透气性、拒水性、长期耐久性，以及耐沾污性好等一系列优异的性能。
国外有机硅树脂是从1943年开始工业化生产，随后开始了有机硅涂料研究和应用。由于有机硅外墙涂料其优异的耐候性和良好的耐沾污性，在欧美尤其是德国等地与外墙外保温系统相配套使用的有机硅涂料更是得到迅速应用和发展，市场占有率稳步提升。我公司主要致力于建筑物外墙装饰领域的涂料研发与应用，并且在本世纪初就引进了纯有机硅技术应用于外墙装饰方面，取得了一定的研究成果和实践经验。本文重点介绍在外墙外保温装饰系统面层使用有机硅涂料优势。
1 外墙外保温系统对面层涂料的要求
随着我国经济持续快速发展，对能源的依赖性日益增加，能源战略已经被我国政府提升为一个新的高度。建筑能耗约占我国社会总能耗的30%，因此建筑节能作为节约社会总能源的重要组成部分也日益得到建设部及各地建委的重视。外墙外温技术通过高效的保温材料，采用适当的连接方式(聚合物砂浆粘结或机械固定或粘结辅助机械固定)与建筑外墙主体复合连接一体，提高墙体热阻降低外墙平均传热系数，实现保温隔热效果，最后达到降低建筑能耗的目的。这一有效的建筑节能技术在国外发达国家有三十多年大面积应用历史，取得了较好的经济效益和社会效益。近年来外墙外保温技术在我国不同地区也得到了大力推广和应用。
由于外墙外保温技术的应用，建筑物墙体结构与传统结构相比发生了深刻变化。原适用于高强度、高密度、变形量小的刚性硬质基层的传统涂料，也遇到了前所未有的挑战。换言之，将传统涂料涂于受环境影响而产生较大变形的轻质保温体系基层上，极易发生面层涂料的开裂、脱落，不但影响到涂料的装饰效果，严重时，由于涂膜的破坏导致雨、雪水向保温体系墙体内渗透，进而危害到整个保温体系的安全性、稳定性和耐久性。因此，保温体系上施工涂料要求更加严格，应满足以下几个方面：
(1)面层涂料要有很好的延展性、柔韧性，不能使用涂膜坚硬的传统涂料。
我们知道，只有面层涂料的变形能力大于保温体系随环境产生的变形能力时，才能保证涂料不开裂。传统涂料一般选用无柔韧性的乳液等为主要粘结剂制备涂料，该类涂料因其自身成膜物质无弹性，所形成的涂层脆，没有韧性。
因此，传统丙烯酸涂料的抗基层变形能力差，自身变形系数小，不能满足随保温基层变形而不开裂的要求，不宜应用于保温体系上。所以，为稳妥起见，在目前的规程、规范里首先推荐使用弹性涂料，除满足变形要求外，还能对基层的细小裂纹起覆盖作用，保持整体外观效果的美观。
(2)面层涂料耐老化，耐候性要好，不能采用高PVC的外墙涂料。
这一点是对所有外墙涂料的基本要求，但因保温基层夏季的温度比普通基层高出10-15℃，对面层涂料的老化速度更快，因此保温基层上的涂料，耐老化性应比普通基层上要求更高。因此，应选用以纯丙烯酸酯或有机硅改性丙烯酸树脂乳液为基料，以耐久性、热稳定性高的无机颜料配制的高性能涂料为主。
(3)面层涂料应具有很好的防水性和透气性。
良好的防水性可以避免液态水渗进保温体系，进而减少冰冻、潮湿对保温体系的破坏，延长外墙外保温体系的使用寿命。良好的透气性可以使结构墙体或室内的潮气能向外界扩散，避免保温体系与主体墙之间形成结露。
2 目前在外墙外保温系统面层使用涂料的分析
2.1 弹性外墙涂料应用于外墙外保温系统的优劣势
目前，外墙外保温体系饰面涂层行业内首推的采用弹性涂料，认为弹性涂料的断裂延伸率高，对基层的裂纹具有较好的遮盖能力。但此种做法出现的问题也不少，主要有以下两个方面：
(1)耐沾污性差：弹性涂料由于其自身成膜特性，漆膜较软，表面容易沾染灰尘，导致其耐沾污性较普通涂料差。虽然后期由于乳液合成技术的进步，紫外光自交联技术的运用，极大的提高了弹性涂料漆膜的耐沾污性。但是通过多年的实际应用，弹性涂料耐沾污性差仍然是其发展的一个瓶颈。
图1 图2
图1 图2一尚未完工的弹性涂料工程 白色涂料已经被污染
(2)弹性涂料的成膜性致密，透气性差，由此导致的漆膜鼓泡、起皮脱落的现象经常发生。因此，弹性涂料应用于外保温基层对于气候干燥的地区比较适用，但对于潮湿多雨的气候并不是理想选择。
图3 图4 大雨后弹性涂料起鼓
2.2 普通水性涂料应用于外墙外保温系统。
由于工程造价等一系列原因，在外墙外保温系统中普通低PVC的丙烯酸涂料也被大量使用。在使用初期由于保温基层形变不大，因此，短期内也未发生较大安全隐患。但是由于其自身柔韧性差，在经历季节更替，气候变化差异明显时，保温基层形变增大，必然会带动面涂层的开裂，从而引发一系列质量投诉问题。
图5保温基层形变，普通涂料开裂 图6起皮脱落
2.3 水性有机硅涂料应用于外墙外保温系统
水性有机硅涂料是以具有憎水性、透气性、耐候性优良的有机硅乳液为主要成膜物质、添加进口颜料、助剂精制而成。经实验测试具有以下特点：
(1)优异的拒水透气性及耐沾污性：
| 序号 | 检验项目 | 标准指标 | 检验值 | |||
| 优等品 | 一等品 | 合格品 | ||||
| 1 | 耐沾污性 | ≤15% | ≤15% | ≤20% | 4.6% | |
| 2 | 吸水率比，％ | ≤20 | 7 | |||
| 3 | 渗透性 | ≤2mm，无水迹，无变色 | 0mm，无水迹，无变色 | |||
| 紫外线处理 | ≤2mm，无水迹，无变色 | 0mm，无水迹，无变色 | ||||
与传统普通涂料和弹性涂料相比，有机硅涂料由于其本身的分子特性，使其具有良好的拒水性，从而保证了墙体的长期干燥，确保了保温体系的安全。
另一方面，由于有机硅涂料漆膜特殊的呼吸透气性，它不封闭墙体毛细孔，墙内湿气可容易地释放，墙体内不会有湿气聚集，从而避免了涂料起泡，开裂及脱落等问题;此外长期干燥的墙体同时确保了保温系统的安全性。
(2)长期的耐候性
有机硅涂料中Si-O键能为450kJ/mol，而普通丙烯酸涂料中C-C键能为351kJ/mol，C-O键能为345kJ/mol，远远低于Si-O键能，仅次于C-F键能。有机硅树脂的化学结构及其近似于石英的化学结构，其对紫外光的破坏具有极强的抵抗能力，从而确保了长期的耐久性。
图7人工老化1000h无异常
(3)优异的耐热性
有机硅树脂类似于无机的分子结构，使其涂层的耐高温及火的性能比普通涂料大大加强。
(4)抗微生物增长
有机硅涂料由于其拒水及透气性，确保了涂层的长期干燥性，因此避免或减少了微生物的滋生。而普通涂层由于其涂层的潮湿性，有利于微生物的生长。
3 有机硅涂料在外墙外保温体系应用实例
富思特新材料科技发展股份有限公司长期从事于保温涂料一体化体系的研究与应用工作。在多年的工程实践中，我司有机硅涂料主要配套体系有普通平涂效果，浮雕效果，以及与拉毛中间层配套的橘皮花纹效果。由于其优异的性能以及施工方法简单，在大量工程中得到应用和推广。以下是我司产品应用的部分工程展示：
图8 40万平米的有机硅外墙工程实例 西宁
图9 3万平米有机硅外墙工程（清水混凝土）天津
图10 5万平米有机硅涂料工程 郑州
4 结语
通过近几年的实践与应用，水性有机硅涂料与保温基层配套使用，可以很好的解决目前弹性涂料应用外墙外保温出现的难题，同时由于其优异的性能和良好的配套施工性，有机硅涂料将会越来越多的进入人们的视野。
詹明佳 刘东华 赵雅文
富思特新材料科技发展股份有限公司