赵强 邱建辉 彭程

    ( 南京航空航天大学材料科学与技术学院文物保护研究所 210016)
 
 
    摘要：研究了一类以甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯等为单体、溶液缩聚的有机硅低聚体建筑表面处理材料。探讨了 pH 值对反应过程的影响及单体用量对材料性能的影响，并进行了红外分析和透气性测试。结果表明：所研制的有机硅低聚体能够满足建筑材料的表面处理要求。

    关键词：有机硅；低聚体；合成

    传统建材有机防水涂料是在溶剂分子作用下渗透或者吸附在建材表面，表面处理剂以分子或微粒的形式渗透到建材内部，密封建材表面的微孔，或以膜形式覆盖其表面，从而具有防水作用，但无正常的透气作用。在外界环境，如温度改变下，由于建材内部水分的挥发等因素使建材和涂膜容易发生破坏，造成“保护性”破坏。有机硅低聚体材料是一种聚合形成的低聚体防风化涂层材料，其不但具有硅氧键的透水透气性及耐老化性，而且由于相对分子质量低，渗入建材微孔能力强而不会因固化应力对建筑材料造成损害，并且由于其反应最终生成的产物成分与建筑材料成分相似，因此封护材料与建筑材料具有很好的相容性。

    用有机硅低聚体处理建材时，低聚体不仅能将建材中的孔隙适度填充，而且其中的烷氧基能够与石材表面的羟基发生反应，其生成的硅氧烷聚合体能够产生增强、加固效果，硅氧烷链的一端与无机物颗粒的表面相连，另一端与邻近的无机物颗粒相连。通过烷氧基的水解，相邻颗粒间以硅氧烷链连接在一起，使薄弱、松散的建筑材料得以加固和增 强 ( 图 1) 。

    1 实验部分

    1 ．1试剂和仪器

    试剂：甲基三乙氧基硅烷 (MTEOS) 、正硅酸乙酯 (TEOS) 、乙醇、异丙醇、冰醋酸，均为分析纯；去离子水。

    分析仪器： JY-82 型接触角测定仪、 Quanta 200 型扫描电子显微镜、Bruke D-8 型 x 射线衍射仪。

    1 ． 2 有机硅低聚体的合成

    将装有回流冷凝器的三颈瓶浸入水浴槽中，在 (70 ± 2) ℃恒温。分别加入正硅酸乙酯 (TEOS) 和甲基三乙氧基硅烷 (MTEOS) ，开动搅拌，加入混合溶剂，待瓶内温度上升至 65 ～ 70 ℃，于 0 ． 5 ～ 1 h 内滴加酸性催化剂与去离子水的混合液，反应 3 h ，控制反应温度不超过 75 ℃ 。滴加完毕，继续保温反应 0 ． 5 h ，降温至 40 ℃ ，出料，得到无色透明溶液。