岩棉作为一种天然环保型防火、绝热型保温材料。它是用天然岩石、高炉矿渣等为主要原料,经高温熔融喷吹而制成人造纤维,通过酚醛树脂和憎水剂等粘结成型制成岩棉保温板、岩棉保温条及岩棉毡等不同的岩棉制品。广泛适用于工业管道设备的保温,建筑外墙外保温、防火、隔热等应用。
建筑用岩棉制品主要包括岩棉板和岩棉条两种。随着标准JG/T483-2015《岩棉薄抹灰外墙外保温系统材料》自2016年4月1日起实施,为了达到保温设计使用寿命不少于25年的要求,确保岩棉长年不吸水并具有优秀的耐候抗老化性能就显得尤为重要。使用高品质且耐久性优良的有机硅憎水剂来降低岩棉体积吸水率是目前国内外广泛推崇的做法。
那么高品质的有机硅憎水剂究竟是如何有效降低岩棉吸水率的呢?我们就需要从以下3个方面来探讨。
1 . 岩棉产品的导热系数和岩棉体积吸水率的关系
2004年德国Stuttgart大学的F.Ochs教授等组织的课题组对岩棉做了一个研究,发现岩棉在绝对干燥状态下其导热系数很低,约为0.04W/mK,即使在不同温度下测试其导热系数,发现基本不会发生变化,仍然维持在0.04W/mK的水平,如下图横坐标上方的一条红色虚线曲线所示。但当岩棉体积吸水率分别上升到8.2%和25.1%时,岩棉在不同温度下测试其导热系数就分别变成下图中的绿色实线曲线和蓝色虚线曲线。
当选取平均温度在21摄氏度时分别以上三种不同提及含水率岩棉的导热系数,发现岩棉在绝对干燥的岩棉的导热系数为0.04W/mK;测试体积含水率为8.2%的岩棉导热系数为0.10 W/mK,是绝对干燥岩棉的2.5倍;同时测试体积含水率为25.1%的岩棉导热系数为0.14W/mK,是绝对干燥岩棉的3.5倍;由此可见,要想岩棉真正保温节能,岩棉就不能吸水,最好是使其长期处于绝对干燥的状态,这就要确保岩棉具有极佳且耐久的憎水拒水功能。
2. 具有反应活性官能团有机硅憎水剂能和岩棉纤维表层进行有效化学键合
为降低成本,可能有部分厂家会采用没有反应活性的惰性硅油或采用部分反应活性但耐碱性较差的含氢硅油作为原料,然而瓦克化学坚持采用高反应活性有机改性硅油来生产岩棉憎水剂,使其能够有效与岩棉纤维表层进行化学键合,形成耐酸、耐碱、耐候稳定的化学结构,从而确保岩棉具有长年持久的使用寿命。
有机硅憎水剂反应在岩棉纤维表面的示意图:
3.使用瓦克憎水剂处理过的岩棉板经耐候加速老化测试后,岩棉板仍然具有优异的防水拒水性能
选用几家使用瓦克憎水剂生产的岩棉试块,做上述热/雨循环50次测试及热/冷循环30次两项测试完成后 ,老化后的岩棉板仍然具有很低的短期吸水率(0.3-0.50 kg/m2)和长期吸水量(0.44-0.81 kg/m2)。这进一步印证了瓦克憎水剂是通过有机硅化学键合在岩棉纤维表层上,确保岩棉纤维具有长年持久耐候抗老化的憎水拒水性能。
细节决定成败,选择正确的有机硅岩棉憎水剂,为岩棉的长久保温保驾护航。
(图片来源:瓦克化学)