宁波佳越岩棉厂家对于岩棉憎水剂性能研究
摘要： 介绍了市售岩棉憎水剂的类型，并就憎水剂作平行对比研究 。 实验表明，瓦克化学生产的 SILRES BS 5130 CN 以功能性 硅油为有效成分，具有与酚醛树脂极好的匹配性 、 分散性 、 gx的憎水性能以及优异的耐碱和耐候性能，可为憎水岩棉制品的持久 防水和质量稳定提供有力保障 。
关键词： 岩棉；憎水剂；憎水性；耐碱性；耐候性
中图分类号： TU57 + 2 文献标识码： A 文章编号： 1001-702X （ 2014 ） 10-0064-04
Performance study on rock wool water repellents
XU Jianyan ， LI Qing
[Wacker Chemicals （ China ） Co. Ltd. ， Shanghai 200233 ， China]
Abstract ： Kinds of rock wool water repellents in the market are described in this article ， and performances were tested par －
allel. The test results show that SILRES BS 5130 CN produced by Wacker with functional siloxane ， has excellent compatibility with phenolic resin ， good dispersion ， high hydrophobic efficiency ， excellent anti-alkali and anti-weathering properties ， to insure the
durable hydrophobicity and stable quality of rock wool product.
Key words ： rock wool ； water repellents ； hydrophobic efficiency ； anti-alkali property ； anti-weathering property
0 前 言
岩棉以其较低的导热系数和 A 级的防火性能，已被广泛 应用于工业及民用建筑中 。 于 2011 年 10 月 1 号开始实施的 GB/T 25975 — 2010 《 建筑外墙外保温用岩棉制品 》 ，为 岩 棉 制 品在外墙外保温中的应用提供了有力保障 。 为使普通的岩棉
能够成功地应用于建筑外墙保温系统，解决其吸水问题显得
尤为重要 。 因为吸水量直接影响岩棉制品在外墙应用中的耐
久性和保温性能，吸水量过高的岩棉应用在外墙保温系统中， 犹如给建筑物穿了一件被水打湿的棉衣，不但使建筑外墙保 温系统的保温效率大大降低，保温系统的耐久性也将受到严
重影响 。 德国 Fraunhofer 物理研究所的一项研究成果表明，墙
体的湿度与其保温性能有着密切的关系，墙体湿度越高其保
温性能越差 。
随着岩棉行业的发展，岩棉憎水剂也得以广泛应用，相继
出现多种类型的憎水剂 。 本文就岩棉憎水剂的类型及其物理
收稿日期： 2014-08-09
作者简介： 徐 健 岩 ，女 ， 1981 年 生 ，辽 宁 义 县 人 ，硕 士 ，从 事 有 机 硅 产 品开发和应用工作 。
性能和应用性能展开研究和讨论，旨在为岩棉憎水剂的合理
选用提出几点建议 。
1 岩棉憎水剂类型介绍
目前，市场上岩棉憎水剂绝大多数为有机硅乳液产品，按
照其有机硅有效成分可分为惰性硅油乳液 、 甲基含氢硅油乳 液和功能性硅油乳液 。
惰性硅油乳液指采用惰性硅油为岩棉憎水剂的有效成
分 。 由于惰性硅油的侧链及两端封端基团都为甲基，而甲基无
反应活性，故惰性硅油以物理吸附的方式作用于岩棉纤维表
宁波佳越岩棉厂家对于岩棉憎水剂性能研究
面 。 这种物理吸附方式导致憎水剂在岩棉表面防水效果不持 久 。 同时惰性硅油的耐碱性较差，作为岩棉憎水剂使用时，遇 到高碱性如水泥基材料其憎水性能会下降甚至消失 。
甲基含氢硅油乳液指采用甲基含氢硅油为岩棉憎水剂的
有效成分 。 甲基含氢硅油因其侧链带有 — H 基团而得名 。 甲基 含氢硅油多用于生产功能性硅油的原料使用 。 甲基含氢硅油
的耐碱性较差，遇高碱性材料如水泥基材料憎水性能下降甚
至消失 。 值得注意的是，含氢硅油的乳液会极易释放氢气，氢 气的爆炸极限是 4.0 ％～ 75.6 ％ （体积浓度），如果氢气在空气中 的体积浓度在此范围内，遇火源（如火星 、 电火花 、 高热等）就 会引起爆炸 。 所以甲基含氢硅油乳液在生产 、 储存和使用过程
· 64 ·
新型建筑材料 20 14 ． 10
-----------------------------------------------------Page 1-----------------------------------------------------
中极易爆炸，而被列为危险品 。 国内外不乏有机硅生产商因生 产储存含氢硅油乳液处理不当而发生的工厂爆炸 。
功能性硅油乳液指采用功能性硅油为岩棉憎水剂的有效
成分 。 功能性硅油具有较强的反应活性，可与岩棉纤维以化学 交联方式键合 。 岩棉用功能性硅油具有良好的耐酸碱和耐候性 能，防水效果持久 。 瓦克化学供应的岩棉憎水剂均选用功能性 硅油作为有效成分，如 SILRES BS 5130 CN 。 本文选取市场常 见的惰性硅油憎水剂 1 、 甲基含氢硅油憎水剂 2 作性能比较 。 2 试验原材料及方法
2.1 原材料
非憎水处理珍珠岩 、 岩 棉 憎 水 剂 、 酚 醛 树 脂 ，均 为 市 售 ；
Ca （ OH ） 2 ，分析纯 。 2.2 试验方法
（ 1 ）岩棉憎水剂与酚醛树脂的匹配性
将岩棉憎水剂与酚醛树脂以 1 ∶ 25 质量比混合均匀后，静
置观察混合液外观情况 。
（ 2 ）岩棉憎水剂乳液黏度测试
乳 液 黏 度 采 用 BROOKFIELD 黏 度 计 LVDV-II+PRO 进
行测试 。
（ 3 ）膨胀珍珠岩憎水处理方法
准确称量岩棉憎水剂（占膨胀珍珠岩的质量分数），并将 其加入到适量水中，搅拌均匀，然后加入到膨胀珍珠岩中，轻
柔搅拌至膨胀珍珠岩被憎水剂均匀润湿 。 处理好的膨胀珍珠 岩放入 50 ℃ 烘箱中，烘干至恒重 。 （ 4 ）膨胀珍珠岩耐碱性试验方法
将经过憎水 处 理 的 膨 胀 珍 珠 岩 浸 泡 在 饱 和 Ca （ OH ） 2 溶 液中 48 h ，然后水洗烘干，再参照 ASTM 303 — 77 测试膨胀珍 珠岩的憎水率 。
（ 5 ）憎水岩棉板耐候试验方法
徐健岩，等：岩棉憎水剂性能研究
憎水岩棉板裸板耐候性参照 JGJ 144 — 2004 《 外墙外保温 工程技术规程 》 附录 A.2 系统耐候性试验方法进行 。 3 试验结果与分析
3.1 岩棉憎水剂与酚醛树脂的匹配性
通常岩棉憎水剂在生产线上的应用有 2 种方式，一 种 是
采用独立管路喷洒到岩棉纤维上；另一种是憎水剂与其它添
加剂混合后喷洒到岩棉纤维上 。
由于岩棉憎水剂添加量较少，单独喷洒使用量较难控制， 加之要增加管路和流量控制器等设备投资，故这种方法未得
到广泛应用 。 更为广泛的做法是后者，憎水剂与其它添加剂混 合后使用 。 这种方法对憎水剂的稳定性造成挑战，因为树脂中 的有机物 、 醇类 、 铵盐等都容易使普通乳液破乳，造成憎水剂
与添加剂匹配不良，致使憎水效率不稳定，增加岩棉次品率，
宁波佳越岩棉厂家对于岩棉憎水剂性能研究
甚至堵塞管道，影响生产 。
选取 2 种常见的酚醛树脂，测试憎水剂的匹配性 。
树脂 A 为专业树脂生产商生产的酚醛树脂 。 树脂 A 与憎 水剂 1 和憎水剂 2 混合后立即出现破乳分层 [ 见图 1 （ a ） 、 （ b ） ] 。
破乳后憎水剂有效成分硅油主要漂浮在溶液的上部，而喷胶 时管道一般从中底部吸取溶液，这势必造成憎水岩棉产品质
量不稳定 。 瓦克化学的憎水剂 SILRES BS 5130 CN 与树脂 A 匹配性极好，混合液静止 存 放 24 h 以 上 仍 为 均 匀 的 溶 液 [ 见 图 1 （ c ） ] ，从而保证了憎水岩棉质量稳定 。
树脂 B 为岩棉生产商自己合成的酚醛树脂 。 憎水剂 1 和 憎水剂 2 与树脂 B 混合后立即出现破乳悬浮物 [ 见图 1 （ d ） 、 （ e ） ] ，悬浮物极易堵塞喷射口和管道，影响生产 。 SILRES BS 5130 CN 与树脂 B 的匹配性极好，混合液存放 24 h 仍为均匀 溶液 [ 见图 1 （ f ） ] ，从而保证了岩棉生产有序进行 。
酚醛树脂匹配性好的憎水剂可以有效发挥憎水效率，保
证憎水岩棉质量 。
NEW BUILDING MATERIALS
· 65 ·
-----------------------------------------------------Page 2-----------------------------------------------------
徐健岩，等：岩棉憎水剂性能研究
图 1 憎水剂与酚醛树脂匹配性
3.2 岩棉憎水剂的分散性
岩棉憎水剂乳液的黏度影响其在树脂中的分散性能，乳
液的黏度越高，在树脂中的分散性能越差 。
憎水剂 1 为黏稠的乳液状态，流动性较好，乳液黏度 0.475 Pa · s ，在树脂中分散性一般，需要搅拌将其分散开 。 憎水剂 2
为黏稠的膏体状态，流动性 差 ，乳 液 黏 度 3.160 Pa · s ，需 要 强 力搅拌才能将其均匀的分散在树脂中 。 SILRES BS 5130 CN 为稀乳液状态，流动性极好 ，乳 液 黏 度 0.055 Pa · s ，稍 施 搅 拌 即可将其均匀地分散在树脂中，见图 2 。
图 2 岩棉憎水剂黏度及其分散性能
3.3 岩棉憎水剂的憎水效率
岩棉憎水剂的憎水效率不仅与有效成分的含量有关，更
与憎水剂硅油的类型 、 与树脂的匹配性 、 憎水剂乳液的分散性 有关，此外供应商直接决定了憎水剂产品的稳定性和安全性 。
实验室很难模拟岩棉生产线做憎水剂性能比较，故瓦克
化学开发了实验室岩棉憎水剂性能快速检测方法 。 采用化学
成分与岩棉相仿的膨胀珍珠岩为基材，进行憎水剂产品憎水
性能的平行对比实验 。 实验中，憎水剂添加量为膨胀珍珠岩干
重的 0.15% ，仅使用憎水剂，以避免其它添加剂影响；憎水剂 经水稀释后使用，避免分散不良影响 。 膨胀珍珠岩的憎水率测 试方法参考 ASTM 303 — 77 进行，实验结果见图 3 。 图 3 表明，相同添加量的情况下， SILRES BS 5130 CN 比憎水剂 1 和憎水剂 2 的憎水效率更高 。 岩棉应用中若考虑
图 3 采用不同憎水剂处理的膨胀珍珠岩的憎水率
憎 水 剂 与 树 脂 匹 配 性 及 憎 水 剂 分 散 性 带 来 的 影 响 ， SILRES BS 5130 CN 的憎水效率将更高 。
宁波佳越岩棉厂家对于岩棉憎水剂性能研究
鉴于 SILRES BS 5130 CN 的优异性能，其已被岩棉生 产商广为采用 。 表 1 选取 3 家生产商的岩棉板，简单说明实际
· 66 ·
新型建筑材料 20 14 ． 10
-----------------------------------------------------Page 3-----------------------------------------------------
应用效果 。
表 1 SILRES BS 5130 CN 应用性能举例
徐健岩，等：岩棉憎水剂性能研究
2 的耐碱性较差，表现为碱处理后，膨胀珍珠岩的憎水率明显 下降 。 憎水剂 1 以惰性硅油为有效成分，无反应活性，物理吸
岩棉样品 SILRES BS 5130 CN
憎水剂添加量 /%
2
1d 28 d
附于被处理基材表面，极易随浸泡水洗消失；加之惰性硅油和 含氢硅油遇碱极易断裂成小分子物质，遂导致憎水剂的防水
A 企业 0.10 0.1 0.3 B 企业 0.15 0.1 0.3 C 企业 0.10 0.2 0.5
3.4 岩棉憎水剂的耐碱性
憎水岩棉板多用于建筑外墙外保温，故对岩棉憎水剂的
耐碱性和耐候性要求极高 。 不同憎水剂的耐碱性试验结果见 图 4 。
图 4 不同憎水剂的耐碱性比较
从图 4 结果 看 ， SILRES BS 5130 CN 的 耐 碱 性 极 佳 ，表 现为碱处理 后 ， 膨 胀 珍 珠 岩 憎 水 率 无 明 显 下 降 。 分 析 原 因 ， SILRES BS 5130 CN 采用功能性硅油为有效成分，与被处理
基材以化学键合，不易因浸泡水洗消失；此外功能性硅油具有
{jj0}的耐碱解能力，持久防水 。 相比之下，憎水剂 1 和憎水剂
性能明显下降 。
3.5 岩棉憎水剂的耐候性
将经过 SILRES BS 5130 CN 憎水处理后的岩棉板放入 耐候实验墙内，经热 / 雨循环和热 / 冷循环后，再次测试岩棉板 的吸水量（见表 2 ），以此方法测试 SILRES BS 5130 CN 的耐 候性 。 结果表明， SILRES BS 5130 CN 具有{jj0}的耐候性，经 耐候循环测试后，岩棉板仍保持较低的吸水量 。
表 2 耐候循环测试后岩棉板的吸水量
/
1d 28 d
岩棉板 A 0.5 0.8 岩棉板 B 0.3 0.4
4 结 语
目前市场上岩棉憎水剂产品众多，瓦克化学生产的 SIL － RES BS 5130 CN 以其功能性硅油为有效成分，与树脂极好 的匹配性 、 分散性，gx的憎水性能，以及优异的耐碱性和耐
候 性 ， 为 憎 水 岩 棉 制 品 的 持 久 防 水 和 质 量 稳定提供有力保
障 。
蒉
蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉蒉
（上接第 45 页）
次冻融循环之后，砖的质量损失率和强度损失率明显增大，冻
融循环次数越多，损失率就越大 。
（ 2 ）粉煤灰 、 电石渣 、 炉渣的掺量不仅影响砖的密实度 、 强 度，还影响砖的抗冻性等 。 适当增加骨料掺量，可以提高砖的
抗冻性能；电石渣和粉煤灰掺量过大对砖抗冻性不利，电石渣 比粉煤灰对砖的抗冻性更为不利；出釜龄期短的砖和龄期长
的砖相比，后者比前者抗冻性好 。
（ 3 ）合适的骨料级配和骨料掺量，可以提高蒸压粉煤灰砖
的密实度，减小成品砖的含水率和吸水率，从而增强砖的抗冻
性能 。
（ 4 ） 4 种不同原料配合比下的蒸压粉煤灰砖中， B 配比砖
的抗冻性能{zh0}，说明其原料配合比较合适，故实际生产中建
议 采 用 B 配 比 砖 的 原 料 配 合 比 ，即 m （粉 煤 灰） ∶ m （电 石 渣） ∶
m （炉渣） ∶ m （柠檬酸渣） =47.8 ∶ 15.9 ∶ 35.0 ∶ 1.3 ，制备强度等级为 MU15 的蒸压粉煤灰砖 。
32.
宁波佳越岩棉厂家对于岩棉憎水剂性能研究
蒉
NEW BUILDING MATERIALS
· 67 ·
岩棉板吸水量 （ / kg/m ）
岩棉样品 岩棉板吸水量 （ kg/m 2 ）
-----------------------------------------------------Page 4-----------------------------------------------------
