【背景及概況】^[1]

甲基硅酸鈉又稱有機(jī)硅建筑防水劑，它具有卓越的防水，防風(fēng)化、防剝落和耐化學(xué)腐蝕等性能，是目前防水材料中性能最為優(yōu)異的品種之一。甲基硅酸鈉為無(wú)色液體，含固量≥30%，相對(duì)密度1.23-1.26，pH為13。甲基硅酸鈉的防水機(jī)理與通用的防水材料如有機(jī)涂料，瀝青等不同，有機(jī)涂料，瀝青是通過(guò)堵塞磚石和混凝土結(jié)構(gòu)材料的孔眼來(lái)達(dá)到防水效果的。而甲基硅酸鈉則是通過(guò)與結(jié)構(gòu)材料起化學(xué)反應(yīng)，在基材表面生成一層幾個(gè)分子厚的不溶性防水樹(shù)脂簿膜。甲基硅酸鈉易被弱酸分解，當(dāng)遇到空氣中的水和二氧化碳時(shí)便分解成甲基硅酸，并很快聚合生成具有防水性能的聚甲基硅醚，因而可在基材表面形成一層極簿的可以透氣的聚硅氧烷膜而具有防水性，生成的碳酸鈉則被水沖掉。

【結(jié)構(gòu)】

【應(yīng)用】^[1][2]

用作混凝土、石灰石、石膏制品、紅磚、砂石、粉刷、灰泥、新出窯磚瓦等材料的防水劑。也可做灰漿的添加劑。

1. 建筑材料的防水、防污處理及外墻飾面的防水

1）配方一：此水稀釋后的防水劑適用于普通建材的表面噴涂，如水泥砂漿，石膏板，加氣板，磚瓦天然石料等表面處理。將此硅水調(diào)和水泥砂漿，明顯改善水泥砂漿的防水性能，也可將此硅水直接噴涂于彩色外墻表面，可起防水防污作用，處理后的墻面可用水沖洗，并保持色彩經(jīng)久不變。

2）配方二：此中性硅水適用于彩色室內(nèi)涂層表面的噴涂，可起防水，防污作用。

1. 屋面防滲漏

屋面滲漏可直接噴涂稀硅水二遍，要在遍未干時(shí)即噴涂第二遍，否則第二遍噴不上，若有較大裂縫時(shí).可先用稀硅水底涂，在底涂干燥之前，立即修補(bǔ)裂縫，修補(bǔ)裂縫之水泥砂漿，用硅水替代水調(diào)和待水泥稍干后，再外涂稀硅水二遍。

2. 地下工程及蓄水池的防小

地下工程及蓄水池等的防水，可采用硅漿剛性防水，在建筑結(jié)構(gòu)件的內(nèi)外兩側(cè)涂測(cè)防水砂漿（用稀硅水調(diào)和水泥砂漿）約2-3公分厚，即可明顯改善抗?jié)B能力。

3. 甲基硅酸鈉在石膏板材上的防水：實(shí)驗(yàn)表明，石膏防水采用未經(jīng)中和的稀甲基硅酸鈉溶液效果，實(shí)驗(yàn)結(jié)果具體如下

【合成】^[3][4]

方法一：

1）將濃度大于等于98.5％的一甲基三氯硅烷在阻聚劑18％～22％濃度的鹽酸作用 下，進(jìn)行水解縮聚反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在28～32℃之間，反應(yīng)時(shí)間1～2小時(shí)，一甲基三氯硅 烷與鹽酸體積比為1∶6～7，反應(yīng)得甲基硅酸；

2）過(guò)濾，將甲基硅酸與鹽酸分離；

3）水洗， 將甲基硅酸用水漂洗；

4）再次過(guò)濾； 

5）在上述甲基硅酸中加入等量的氫氧化鈉，溫度在 80～90℃條件下進(jìn)行0.5～1.5小時(shí)取代反應(yīng)，反應(yīng)得甲基硅酸鈉。 

甲基硅酸鈉制備工藝采用濃度為18～22％的鹽酸為阻聚劑，使一甲基三氯硅烷的水解縮聚反應(yīng)快且反應(yīng)充分，這樣不僅節(jié)約能源，而且使甲基硅酸鈉的收率大大提高，其收率大于75％。

方法二：首先將棉紗漂白廢液打入反應(yīng)釜中，然后加入甲基硅酸形成混合物， 將混合物攪拌均勻，并將其升溫至90～95℃后保溫1～2h，經(jīng)過(guò)濾沉淀后 即得甲基硅酸鈉溶液。上述反應(yīng)中的棉紗漂白廢液與甲基硅酸的加入量的重量比為4：1。上述混合物的升溫溫度至于95℃。上述混合物升溫后的保溫時(shí)間取2h。

本工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低廉，為充分利用棉紗漂白廢液合成功能 建筑防水建材甲基硅酸鈉找到了出路。節(jié)約了水資源，保護(hù)了水資源，為人類提供了功能化學(xué)材料—有機(jī)硅甲基硅酸鈉。作為建筑及建筑材料，其防水、防風(fēng)化、防剝落和化學(xué)腐蝕性能優(yōu)異。用甲基硅酸鈉制成的有機(jī)硅防水劑是通過(guò)與結(jié)構(gòu)材料起化學(xué)反應(yīng)，在基材表面上生成一層幾個(gè)分子厚的不溶性防水樹(shù)酯膜。由于其不堵塞建筑材料的孔隙，因此不但具有拒水性，而且還能保持建筑物的正常透氣作用。經(jīng)過(guò)有機(jī)硅處理過(guò)的建筑物，可保持清潔，不粘塵埃，提高建筑物的隔熱、隔音性能，并防止由于凍融循環(huán)而造成的建筑物表面開(kāi)裂，使建筑物不受風(fēng)化或減少風(fēng)化的作用，從而延長(zhǎng)建筑物的使用壽命。

【注意事項(xiàng)】^[2]

甲基硅酸鈉使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題：

①認(rèn)真清理基層，用于屋面上要查補(bǔ)裂縫，清除雜草，積土，用于地下防水工怪要清除浮土，查補(bǔ)裂縫。

②查補(bǔ)裂縫干操后即可噴涂硅水.由于甲荃硅酸鈉干燥后不再吸水，所以為了達(dá)到滲入被噴物內(nèi)1毫米以上，必須連續(xù)噴徐二通，噴涂要均勻，每公斤可噴涂15-20米，

③被噴涂的面要干燥，以使硅水能盡可能滲入，若噴涂后即遇雨演走，則無(wú)防水效果，可重新噴涂，一般若噴涂24小時(shí)后就不會(huì)被水沖掉。

④噴涂時(shí)要盡力壓低噴頭，噴徐壓力不能太大，以免液體霧化落到未噴足處結(jié)成薄膜影響后面噴涂質(zhì)，徐刷或噴涂時(shí)，要直到建筑物表面滋流，以便充分吸收。

【防水機(jī)理】^[5]

水溶性有機(jī)硅建筑防水劑的主要成份是甲基硅酸鈉（或鉀）溶液。它是用純度95%以上的甲基三氯硅烷（5%的二甲基二氯硅烷為主）在大量水中水解，產(chǎn)生的沉淀物過(guò)濾并用水洗滌至中性，得甲基硅酸中間體，再與NaOH水溶液混合，加熱90-95℃約2小時(shí)，然后加水，過(guò)濾得到甲基硅酸鈉溶液。其中NaOH與Si的比例影響水溶性：

質(zhì)物實(shí)際上是具有3-5個(gè)硅原子的水溶性聚合物。也可以采用甲基氯硅烷混合物分餾所得的殘液為原料與NaOH反應(yīng)，但稠度不易控制；如果采用純度達(dá)99%以上的甲基三氯硅烷為原料，則產(chǎn)品具有更穩(wěn)定的性能。

甲基硅酸鈉易被弱酸分解，當(dāng)遇到空氣中的二氧化碳和水時(shí)，會(huì)分解成甲基硅酸并生成碳酸鈉，甲基硅酸很快地聚合成聚甲基硅氧烷，如下：

硅酸基的化學(xué)性質(zhì)活潑，當(dāng)防水劑涂于硅酸鹽建材表面上時(shí)，它與材料表面的游離羥基（這些羥基也可看成是硅酸基）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成材料表面與防水劑之間的化學(xué)鏈連接，并使建材表面結(jié)構(gòu)與有機(jī)硅樹(shù)脂相同，表面張力降低到硅樹(shù)脂表面張力的水平，涂層分子中：

甲基朝向外面，它的氫原子與水的氫原子相互排斥，使水分子難與水的氧接近，形成了一個(gè)以甲基據(jù)的相界面，產(chǎn)生了憎水的效果。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 馬世昌 主編.化工產(chǎn)品辭典.西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社.1990.第105頁(yè).

[2] 路鋒， 聶江濤. 甲基硅酸鈉 (有機(jī)硅防水劑) 的應(yīng)用研究[J]. 江西化工， 1995 (2): 31-34.

[3] 王玲. 甲基硅酸鈉的制備工藝. CN201610533059.6，申請(qǐng)日 2016-07-08
[4] 黃菁華.一種建筑防水材料甲基硅酸鈉的合成工藝 . CN200810237408.5 ，申請(qǐng)日2008-12-25

[5] 游孟松. 水溶性有機(jī)硅防水劑及應(yīng)用[J]. 全國(guó)第六次防水材料技術(shù)交流大會(huì)論文集, 2004: 100-106.