硅溶胶硅酸盐无机涂料-第三代硅酸盐无机涂料

真正的硅酸盐无机涂料是由钾水玻璃、K2SiO3xH2O与石灰、石英填充物和矿物颜料混合而成。

一旦涂在墙上，无机涂料就会吸收空气中的二氧化碳，发生反应生成SiO2xH2O和K2CO3，因此无机硅酸盐涂料涂层被认为是极具耐用和耐候性，远远优于其它的无机矿物涂料。

发展历史

炼金术士到处寻找点金石（据说那是能把贱金属变成金银等贵金属的东西），有一天他们在壁炉中发现了闪闪发光的“玻璃珍珠”，其实那就是沙子与钾碱在炉中加热生成了水玻璃（玻璃珍珠）。19世纪，根斯海姆的范·贝尔和奥格斯堡的约翰·戈特弗里德·丁勒首次将水玻璃小圆窗格制造出来。约翰·内波穆克·冯·富克斯首次尝试用水玻璃制造涂料。

1878年，为巴伐利亚国王路德维希一世工作的工匠阿道夫·威廉·凯姆，开发出具有石灰外观但耐久性更强的无机涂料，并于当年申请了第一份无机硅酸盐涂料专利。从那时起，这些无机涂料就交由奥格斯堡附近的迪多夫的继任公司KEIM FARBE制造。直到今天，KEIM FARBE涂料公司（中国称为矿牌涂料）仍以他的名字命名，KEIM FARBE涂料公司是世界上最知名的无机硅酸盐涂料的生产商之一。

1894年，Ludwig Beeck在布雷斯劳建立了自己的公司，开发和生产基于水玻璃的纯无机硅酸盐矿物涂料。他用贝壳(BEECK)纯无机涂料实现了涂层和微孔基板表面的紧密结合，BEECK纯无机涂料是一种无机矿物涂料总称，特别适用于那些有珍贵价值的历史建筑材料。这些原始配方生产的无机涂料至今仍用于保护建筑遗产，并以其丰富的色彩多样性和长久的耐用性给人们留下了深刻印象。19世纪70年代以来，用无机硅酸盐矿物涂料涂敷的位于施威茨的市政厅，位于瑞士莱茵河畔斯坦因的“白鹰”旅馆，以及位于德国奥斯陆和特伦恩斯坦因的外墙立面，至今依然保存完好。

20世纪50-60年代，随着新的更便宜的合成树脂乳液涂料繁荣发展，无机涂料几乎被遗忘，无机涂料厂商遭遇并经历了前所未有的困难发展时期。在多孔无机矿物建筑材料上使用合成树脂涂料造成原始建筑结构损害严重。尽管合成树脂乳液涂料的发展趋势明显，但BEECK的陈法布韦克和凯姆仍然致力于纯无机涂料涂层系统的开发和生产。

性能

无机涂料含有无机颜填料，以及以钾为基础的碱金属硅酸盐（水玻璃），也称为硅酸钾或液态硅酸钾。使用时，纯无机涂料不是形成薄膜漆层，而是通过硅化永久粘合到基材上。

这种硅化结合使得涂层和基材之间具有高度持久的连接。纯无机涂料具有很强的抗紫外线特性。基于丙烯酸酯或硅胶树脂的涂料，在紫外线下容易变脆，并产生裂纹，但基于水玻璃的纯无机涂料却能多年保持稳定。与基板的化学融合和粘合剂的耐紫外线稳定性是硅酸盐无机涂料寿命极高的根本原因。

硅酸盐无机涂料需要在硅基底表面进行粘结。因此，它们非常适合矿物基材，如矿物石灰岩和水泥基灰泥和混凝土。但是这种纯无机涂料并不适合用在木材和金属表面。硅酸盐无机涂料对水汽的渗透性与矿物基材相当，因此硅酸盐无机涂料不会抑制水汽的扩散。基材结构中所含的水分能够毫无阻力地通过无机涂层向外扩散：这样可以保持墙壁干燥并防止结构损坏。这一附加特性有助于避免建筑材料表面的水凝结，减少藻类和真菌侵扰的风险，有一定的抗菌功效。水玻璃结合剂的高碱性增加了对微生物侵扰的抑制作用，并不需要额外添加防腐剂。

无机涂料涂层不易产生静电和热塑性（在高温下形成粘性），这在硅胶树脂表面上很常见，因此粘附在表面的污垢颗粒较少，容易清洁。硅酸盐无机涂料的颜色非常稳定。因为它们只带有矿物色素，不会随着紫外线辐射而褪色。

硅酸盐无机涂料以矿物原料为基础，它们在制造和效果方面与环境相容。其高耐久性有助于保护环境资源，环保无污染。因此，无机硅酸盐涂料越来越受欢迎，特别适合用在可持续发展建设和历史古建筑的修复。

种类

无机硅酸盐涂料的发展经历了三代：

第一代纯硅酸盐无机涂料由两种组份组成，一种是彩色粉体颜料，另一种是液体水玻璃粘结剂。纯硅酸盐无机涂料的生产需要丰富的经验和知识。

大约在20世纪中叶，第二代硅酸盐无机涂料被开发出来。这种无机涂料添加了高达5%以上的有机添加剂（如丙烯酸酯分散剂、疏水剂、增稠剂等），能够保存在容器中，使得他们随时可用成为可能。这些也被称为"硅酸盐乳液无机涂料"。这种涂料仍然是一种活性矿物涂料，通过硅化主动与矿物基体结合。然而，通过添加更多的丙烯酸组份，能够大大降低硅酸盐涂料的成本，却少了纯无机涂料的那种耐久性。

自2002年以来，开发了第三代硅酸盐无机涂料：硅溶胶硅酸盐无机涂料(Sol-silicate paint)。这种无机涂料主要成分为硅溶胶和水玻璃，其中碱金属硅酸盐仍然是主要粘结剂，硅溶胶仅仅用来对硅酸盐进行改性。有机部分被限制在5wt%以内，从而保留硅酸盐的本身优势。溶胶硅酸盐无机涂料允许在非矿物石膏上使用，利用硅溶胶粘结力较弱的特点减少涂料固化收缩应力，来适用于更多基材的涂装。这些涂料可以轻松、安全地应用于几乎所有常见的基材。

无机硅酸盐涂料总结

环保、无毒应用

高耐用性，特别适用于矿物基石表面

具有高的水汽渗透性

耐酸雨

抗菌

减少水泥材料的碳化