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硅树脂具有优异的耐高低温性 ,耐老化性 , 疏水性 ,电绝缘性 ,难燃性和无毒无腐蚀性 .因 具有独特的疏水性和透气性 , 被认为是理想的防 水涂料 , 广泛用于建筑材料的防水保护 [ 1 ] .有 机硅防水剂的活性组分通过与建筑材料发生化学 反应 , 在基材表面形成一层几个分子厚的不溶性 防水膜 , 使水与基材表面的接触角增大而实现 反毛细管效应 .其本质是将被保护对象的表面 张力降低 , 从而防止水以液态的形式进入建筑材 料 ; 而空气和水汽则可以无阻碍地通过有机硅防 水层渗透出来 .这使被保护材料既具有疏水性 , 又有透气性 .目前 , 国内市场上常见的有机硅防 水剂的活性组分是甲基硅树脂 .其优点是价格低 廉 , 最大的缺点是防水层会在几个月或 1 ～ 2 年 内 失 效.据 报 道 , 增 大 甲 基 硅 树 脂 的 n ( CH3 ) / n ( Si) 值 ( 为平均每个硅原子上连接的 甲基数目 ) , 有利于提 高 其 疏 水 性 ,防 水 寿 命 等 [ 2 ] .但迄今为止 , 有关 n ( R) / n ( Si) 值 ( 为平均 每个硅原子上连接的烷基数目) 对硅树脂防水性 能的影响还未见报道 .本实验通过两种合成路 线 , 分别制备了 n ( CH3 ) / n ( Si ) 值为 112 ,114 , 116 的甲基硅树脂 , 考察了 n ( CH3 ) / n ( Si ) 值对 甲基硅树脂的疏水性及耐碱性的影响 , 以期为制 备性能优异的有机硅防水涂料提供理论指导 .
基硅树脂为例 . 制备工艺 : 室温下将 1811 g 甲基三乙氧基 硅烷 ,119 g 羟基硅油 ,20 mL 乙醇置于反应瓶
: 1) 吸水率比为经防水剂处理的试件的吸水率 注 的平均值与未经防水剂处理的试件的吸水率的 平均值之比的百分数 .
三乙氧基硅烷和二甲基二乙氧基硅烷制备的甲基硅树脂 , 当 n ( CH3 ) / n ( Si) 值为 112 时 , 具有良好的防水性 能 ; 以甲基三乙氧基硅烷和羟基硅油为原料制备的甲基硅树脂 , 随着 n ( CH3 ) / n ( Si) 值的增大 , 经其处理的 脂具有最优的防水性能 , 并有望具有较持久的防水保护功能 . 氧基硅烷 关键词 : 硅树脂 , 甲基硅树脂 , 防水剂 , 羟基硅油 , n ( CH3 ) / n ( Si) , 甲基三乙氧基硫烷 , 二甲基二乙 中图分类号 : TQ32412 1 文献标识码 : B
表1 甲基硅树脂的 n ( CH3 ) / n ( Si) 值 对试件吸水率比的影响1) 基准混凝土
可与乙醇形成透明的溶液 ; 且具有良好的稳定 结果 表 明 , 在 有 机 金 属 催 化 剂 存 在 下 , SS -
硅烷在反应条件下生成了环状低聚物 [ 2 ] , 从而 影响了其防水性能 .因此 , 采用方法 1 制备硅树 脂时 , 甲基硅树脂的 n ( CH3 ) / n ( Si ) 值在 112 ～ 114 之间为宜.方法 2 是用羟基硅油代替二甲基 二乙氧基硅链烷 , 制成了具有类似于嵌段共聚物 的软 硬链段相嵌结构的甲基硅树脂[3 ,4 ] . , 其 n ( CH3 ) / n ( Si ) 值在 110 ～ 116 之间时 , 随着 n ( CH3 ) / n ( Si) 值的增大 , 经其处理的试件的吸 水率比减小 , 说明硅树脂防水性能得到提高 . 硅树脂的 n ( CH3 ) / n ( Si ) 值对试件表面与水 的接触角的影响见图 1 .从图 1 可以看出 , 所有 试件的接触角均大于 90° 说明基材经甲基硅树 , 脂处理后 , 表面都实现了 反毛细管效应 拒 , 绝水以液态形式进入 , 实现了防水保护 .经采用 方法 1 制备的甲基硅树脂处理的试件 , 其接触角 先随甲基硅树脂的 n ( CH3 ) / n ( Si ) 值的增大而增 大 ; 当 n ( CH3 ) / n ( Si) 值为 116 时 , 接触角变小 . 在防水性能上表现为吸水率比的先减后增 .经采 用方法 2 制备的甲基硅树脂处理的试件 , 其接触 角随甲基硅树脂的 n ( CH3 ) / n ( Si ) 值的增大而增 大 , 最大为 139° 疏水性能进一步提高 .这与 , 吸水率比数据相印证 . 213 n ( CH3 ) / n ( Si) 值对甲基硅树脂的耐碱性能 的影响 防水寿命是衡量防水剂质量的另一个重要的 性能指标 .目前市售的甲基硅树脂防水剂的活性 组分中 n ( CH3 ) / n ( Si ) 值多为 110 , 在自然环境 中的防水寿命一般为 1 ～ 2 年 .其主要原因是甲 基硅树脂涂刷在基材表面后 , 固化为具有三维网 状结构的防水膜 .硅树脂的网状结构中的硅氧键 在碱性条件下 , 会缓慢水解成水溶性的甲基硅酸 盐 ; 水溶性的甲基硅酸钠只有在固化后才具有防 水功能 , 如未能充分固化 , 则很容易溶于水 , 随 水流失掉 .甲基硅酸盐随水流失掉后 , 使防水膜 遭到破坏 , 从而失去防水保护功能 .因而 , 硅树 脂的耐碱性能直接影响其防水寿命 .硅树脂的耐 碱性能可由经硅树脂处理的基材在碱性水溶液中 浸泡前后的吸水率比的变化来衡量 .通过考察试 件吸水率比的变化幅度 , 可以判断硅树脂网状结 构被破坏的程度 , 从而对甲基硅树脂的防水寿命 做出定性判断 .吸水率比的变化幅度越大 , 说明 硅树脂的网状结构被破坏得越严重 , 耐碱性能越 差 , 其防水寿命越短 .
经其处理的试件的吸水率比减小 , 即试件的防水 性能提高 , 这说明硅树脂的防水性能提高 ; 但 n ( CH3 ) / n ( Si) 值为 116 时 , 其防水性能急剧下
