房屋裝修和維修保養(yang) 的增加推動了建築塗料的增長。消費者希望有機會(hui) 重新改造新家，而塗料是很容易使住宅再次變新的一個(ge) 元素。消費者希望外牆塗料具有優(you) 異的耐候性、長期耐久性和防紫外線功能，平均使用周期能夠超過20年。同時也希望塗層外觀“幹淨整潔”，降低清洗的次數，必須在經過這麽(me) 多年以後還能保持良好的外觀。
耐沾汙自清潔已成為(wei) 熱門話題。耐沾汙一直很重要，但是在當前的氣候條件下顯得尤其重要。塗料供應商渴望得到市場數據、戶外測試以及證明塗料汙垢排斥性如何提高的證明材料，並將其塗料作為(wei) 具有最好耐沾汙性技術的產(chan) 品銷售。有機矽能提供耐水性，可降低表麵的水分含量，從(cong) 而提高耐沾汙性。本文將討論有機矽樹脂的化學組成、不同塗料配方中使用的多種有機矽技術和大自然汙染形成汙垢的戶外暴曬測試結果。
有機矽化學
術語“有機矽”是指具有如下最簡式R2SiO的化合物，它類似於(yu) 最簡式為(wei) R2CO或酮的有機化合物2。矽與(yu) 碳是相似，都是四價(jia) ；然而在其基態，沒有證據支持有雙鍵的形成。因此，真正的最簡式應該寫(xie) 成R2SiO2(?)，其中矽有四個(ge) 單鍵2。
矽烷是含有一個(ge) 矽原子的化合物。據官能團Si-O鍵的不同數量，又細分成M、D、T或Q單元。圖1給出了矽烷的命名方法，將單一的Si-O鍵稱為(wei) 單官能團或“M”單元。含有兩(liang) 個(ge) Si-O鍵的矽烷稱為(wei) 雙官能團或“D”單元，而三官能團的矽烷稱為(wei) “T”單元。四官能團的矽烷稱為(wei) “Q”單元，或稱為(wei) 四官能團矽烷。含有矽-氧鍵的材料稱為(wei) 矽氧烷。矽氧烷中含有兩(liang) 個(ge) 矽原子通過矽氧烷鍵結合的稱為(wei) 二矽氧烷，具有三個(ge) 矽原子的矽氧烷是三矽氧烷。聚矽氧烷是一種含有多於(yu) 三個(ge) 矽原子的矽氧烷2。
有機矽樹脂乳液和有機矽助劑化學及性能
許多化學品已經有百年的曆史，這提醒我們(men) 它們(men) 所能提供的重要優(you) 點，以及像有機矽這樣的化學品隨著時間推移的演變過程。1963年，水性有機聚矽氧烷技術的專(zhuan) 利發明被申請，其中包括其在有機樹脂中的使用3。在塗料組合物中建議使用有機聚矽氧烷組分來提高耐粉化性、耐沾汙性、耐候性、憎水和優(you) 異的空氣和水蒸汽滲透性3。塗料中享有專(zhuan) 利權的有機矽樹脂乳液已成功使用50多年了。在50年中，水性有機矽技術有了創新性進展，不斷加大了技術的強勁優(you) 勢。
目前的市場上，有機矽樹脂乳液可以作為(wei) 單獨的基料或塗料配方的樹脂改性劑。更常見的是，有機矽樹脂乳液由於(yu) 其成本效益和較低用量時的有益性能而作為(wei) 樹脂改性劑使用。有機矽樹脂分散在整個(ge) 塗料中包覆顏填料，而有機漆基作為(wei) 填料顆粒和基材之間的粘合劑5。有機矽樹脂提高了防水性，同時增強了膜的多孔性5。在塗料體(ti) 係中有機矽的作用機理類似於(yu) 有機漆基，見圖3的顯微照片。在高放大倍率下，礦物顆粒之間的小的彎液麵說明有機矽樹脂網絡結構的存在。有機矽網絡以極薄的薄膜均勻包覆了納米級二氧化鈦和其它填料，能增強塗料在納米範圍內(nei) 的微觀結構，同時保留微孔。助劑給予額外的支持，通過部分滲透進入塗層和更多地排列在塗膜表麵而提高了防水性和目視的早期水珠。
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