第十一章合成高分子材料

11

合成高分子材料

以高分子化合物為主要原料加工而成的制品稱為合成高分子材料，建筑工程中通常用到以下三類：建筑塑料、涂料和膠粘劑。11.1建筑塑料及其制品

在建筑裝飾工程中，采用適當(dāng)塑料代替其他材料，除能獲得良好的裝飾及藝術(shù)效果外，還能減輕建筑物自重，提高功效，減少施工費(fèi)用。是塑料組成材料中最主要的組分。樹脂在塑料中起膠結(jié)作用，將其他材料牢固地膠結(jié)在一起。11.1.1塑料的組成和分類(1)塑料的組成1)合成樹脂塑料的主要性質(zhì)取決于所采用的樹脂，塑料的名稱也是按其所含樹脂的名稱來命名的。是塑料中的重要成分，可以增加制品體積，降低成本，提高強(qiáng)度和硬度，增加化學(xué)穩(wěn)定性，改善加工性能。2)填充料可以提高塑料的可塑性和流動(dòng)性，使其在較低的溫度和壓力下成型；還可以使塑料在使用條件下保持一定的彈性、韌性，改善塑料的低溫脆性。3)增塑劑主要作用是促進(jìn)或調(diào)節(jié)合成樹脂中的線型分子交聯(lián)成體型分子，使樹脂具有熱固性，提高強(qiáng)度、硬度。常用的固化劑有胺類和過氧化物等。4)硬化劑在塑料加工過程中起到減緩反應(yīng)速度，防止光、熱、氧化等引起的老化作用；在使用過程中提高制品質(zhì)量、延長(zhǎng)使用壽命。5)穩(wěn)定劑常用的穩(wěn)定劑有抗氧化劑、熱穩(wěn)定劑等。加入著色劑可使塑料具有鮮艷的色彩和光澤。6)著色劑著色劑分為有機(jī)和無機(jī)兩大類，常用的著色劑有：鈦白粉、鈦青藍(lán)、聯(lián)苯胺黃、甲苯胺紅、苯膠黑、氧化鐵紅、群紅、群青、鉻酸鉛等。為使塑料能夠滿足某些特殊要求，具有更好的性能，還需要加入各種其他添加劑。如紫外線吸收劑、防火劑、阻燃劑、抗靜電劑、發(fā)泡劑和發(fā)泡促進(jìn)劑等。7)其他添加劑通常按樹脂的合成方法可分為聚合物塑料和縮聚物塑料；按照受熱時(shí)所發(fā)生變化的不同，分為熱塑性塑料和熱固性塑料。(2)塑料的分類表觀密度0.9-2.2，約為鋁的一半，混凝土的1/3，鋼材的1/4,鑄鐵的1/5，與木材相近。11.2

塑料的特點(diǎn)(1)表觀密度小，比強(qiáng)度大比強(qiáng)度高于鋼材和混凝土，有利于減輕建筑物的自重，對(duì)高層建筑意義更大?？伤苄詮?qiáng)，成型溫度和壓力容易控制，工序簡(jiǎn)單，設(shè)備利用率高，可以采用多種方法模塑成型，切削加工，生產(chǎn)成本低，適合大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)，可制成各種薄膜、板材、管材、門窗及復(fù)雜的中空異型材等。(2)加工方便塑料對(duì)酸、堿、鹽等化學(xué)物質(zhì)的抗腐蝕能力要比金屬和一些無機(jī)材料好，在空氣中也不發(fā)生銹蝕。(3)化學(xué)穩(wěn)定性良好因此大量應(yīng)用于民用建筑上下水管材和管件，以及有酸堿等化學(xué)腐蝕的工業(yè)建筑的門窗、地面及墻體等。一般塑料都是電的不良導(dǎo)體，在建筑行業(yè)中廣泛用于電器線路、控制開關(guān)、電纜等方面。(4)電絕緣性優(yōu)良塑料的導(dǎo)熱系數(shù)很小，約為金屬的1/600-1/500，泡沫塑料的導(dǎo)熱系數(shù)最小，是良好的保溫隔熱材料之一。(5)導(dǎo)熱性低

塑料可以制成完全透明或半透明的，或摻入不同的著色劑制成各種色澤鮮艷的塑料制品，表面還可以進(jìn)行壓花、印花處理。(6)富有裝飾性塑料花通過改變塑料的組成與生產(chǎn)工藝，可在相當(dāng)大的范圍內(nèi)制成具有各種特殊性能的工程材料。如輕質(zhì)高強(qiáng)的碳纖維復(fù)合材料；具有承重、輕質(zhì)、隔聲、保溫的復(fù)合板材；柔軟而富有彈性的防水材料等。(7)功能的可設(shè)計(jì)性產(chǎn)量大，用途廣，在建筑工程中，主要用于防水、防潮材料（管材、水箱、薄膜等）和絕緣材料及化工耐腐蝕材料等。11.1.3

常用的建筑塑料及其制品(1)熱塑性塑料1)聚乙烯塑料（PE）鋼絲網(wǎng)骨架塑料（聚乙烯）復(fù)合管聚乙烯管硬質(zhì)聚氯乙烯塑料機(jī)械強(qiáng)度高、抗腐蝕性強(qiáng)、耐風(fēng)化性能好，在建筑工程中可用于百葉窗、天窗、屋面采光板、水管和排水管等，制成泡沫塑料，可作隔聲、保溫材料。2)聚氯乙烯塑料（PVC）軟質(zhì)聚氯乙烯塑料材質(zhì)較軟，耐磨擦，具有一定彈性，易加工成型，可擠壓成板、片、型材作地面材料和裝修材料等。

聚苯乙烯塑料在建筑中主要用來生產(chǎn)水箱、泡沫隔熱材料、燈具、發(fā)光平頂板、各種零配件等。3)聚苯乙烯塑料（PS）

聚丙烯樹脂是由丙烯單體聚合而成。聚丙烯塑料常用來生產(chǎn)管材、衛(wèi)生潔具等建筑制品。4)聚丙烯塑料（PP）

近年來，聚丙烯的生產(chǎn)發(fā)展較迅速，聚丙烯已與聚乙烯、聚氯乙烯等共同成為建筑塑料的主要品種。

是透光性最好的一種塑料，它能透過92%以上的日光，73.5%的紫外光。聚甲基丙烯酸甲酯主要用來制造有機(jī)玻璃，在建筑工程中可制作板材、管材、室內(nèi)隔斷等。5)聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）（有機(jī)玻璃）

酚醛樹脂由酚和醛在酸性或堿性催化劑作用下縮聚而成。酚醛塑料在建筑上主要用來生產(chǎn)各種層壓板、玻璃鋼制品、涂料和膠粘劑等。（2）熱固性塑料1)酚醛塑料（PF）

不飽和聚酯樹脂是一種熱固性塑料，優(yōu)點(diǎn)是加工方便，可在室溫下固化，可不加壓或在低壓下成型；缺點(diǎn)是固化時(shí)收縮率較大。常用來生產(chǎn)玻璃鋼、涂料和聚酯裝飾板等。

2)聚酯樹脂

線型聚酯是一種熱塑性塑料，常用來拉制成纖維或制作絕緣薄膜材料、音像制品基材、以及機(jī)械設(shè)備元件和某些精密鑄件等。

有機(jī)硅樹脂由一種或多種有機(jī)硅單體水解而成，是一種憎水、透明的樹脂。3)有機(jī)硅樹脂（SI）

有機(jī)硅樹脂的主要優(yōu)點(diǎn)是耐高溫、耐水、可用作防水及防潮涂層，并在許多防水材料中作為憎水劑；具有良好的電絕緣性，可用作絕緣涂層；具有優(yōu)良的耐候性，可做耐大氣涂層。

有機(jī)硅樹脂機(jī)械性能不好，粘結(jié)力不強(qiáng)，常用玻璃纖維、石棉、云母或二氧化硅等增強(qiáng)。

具有成型性能好、可制成各種結(jié)構(gòu)形式和形狀的構(gòu)件，也可現(xiàn)場(chǎng)制作；輕質(zhì)高強(qiáng)，可大大減輕結(jié)構(gòu)自重；具有良好的耐化學(xué)腐蝕性能；具有一定的透光性，可同時(shí)作為結(jié)構(gòu)和采光材料使用。3)玻璃纖維增強(qiáng)塑料（俗稱玻璃鋼）具有耐水、耐腐蝕、氣密性、水密性、絕熱性、隔聲性、耐燃性、尺寸穩(wěn)定性、裝飾性好，而且不需要粉刷油漆，維修保養(yǎng)方便，節(jié)能效果顯著等優(yōu)點(diǎn)。（3）常用的建筑塑料制品1)塑料門窗塑料管材與金屬管材相比，具有生產(chǎn)成本低、容易模制，質(zhì)量輕、運(yùn)輸和施工方便，表面光滑、流體阻力小，不生銹、耐腐蝕、適應(yīng)性強(qiáng)，韌性好，強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)，能回收加工再利用等優(yōu)點(diǎn)。2）塑料管材及管件建筑塑料管材管件制品應(yīng)用極為廣泛，正在逐步取代陶瓷管和金屬管。

塑料裝飾板常用的品種有硬質(zhì)PVC板材、塑料貼面板、覆塑裝飾板、鋁塑復(fù)合板、有機(jī)玻璃板和玻璃鋼板等。3）塑料裝飾板

塑料貼面板又稱三聚氰胺樹脂裝飾板或裝飾防火板，是將底層紙、裝飾紙等用酚醛樹脂及三聚氰胺樹脂浸漬后，經(jīng)干燥、組坯、熱壓后形成的。①硬質(zhì)PVC板材具有圖案豐富逼真、耐磨、耐燙、耐酸堿腐蝕、防火、易清潔等特點(diǎn)。塑料貼面板的表面可制成各種木材和石材的紋理圖案，適用于室內(nèi)外的門面、墻裙、包柱、家具等處的貼面裝飾，效果逼真。

硬質(zhì)PVC板材有平板、波形板、格子板和異型板之分。硬質(zhì)PVC異型板主要用于室內(nèi)墻面、衛(wèi)生間吊頂及隔斷的罩面裝飾。②塑料貼面板透明PVC平板和波形板可作為發(fā)光頂棚、透明屋面及高速公路隔音墻的裝飾材料，不透明的PVC波形板可用于外墻裝飾。

覆塑裝飾板既有基層板的厚度、剛度，又具有塑料貼面板和薄膜的光潔，質(zhì)感強(qiáng)、美觀、裝飾效果好，同時(shí)還具有耐磨、耐燙、不變形、不開裂、易清洗等優(yōu)點(diǎn)，使用時(shí)可不用油漆。③覆塑裝飾板主要用于高級(jí)建筑的內(nèi)裝修及制作家具，也可用于汽車、火車、船舶等。具有輕質(zhì)高強(qiáng)、防水、防熱、隔音、適溫性好、耐腐蝕、耐粉化、不易變形、良好的加工性、優(yōu)異的光潔度、易清潔等特點(diǎn)，并且價(jià)格適中、用途廣泛。④鋁塑復(fù)合板

鋁塑板可與絢麗的玻璃幕墻和典雅的石材幕墻媲美，在陽光的照射下，它的面層既艷麗又凝重，同時(shí)避免了光污染。

塑料地板與傳統(tǒng)的地面材料相比，具有質(zhì)輕、美觀、耐磨、耐腐蝕、防潮、防火、吸聲、絕熱、有彈性、施工簡(jiǎn)便、易于清洗與保養(yǎng)等特點(diǎn)，廣泛用于室內(nèi)地面的裝飾。4）塑料地板

塑料壁紙裝飾效果好，粘貼方便，使用壽命長(zhǎng)，容易維修保養(yǎng)，根據(jù)需要可加工成具有難燃、隔熱、吸音、防霉、可水洗、不易受機(jī)械損傷的產(chǎn)品。5）塑料壁紙11.2

樹脂膠粘劑

膠粘劑又稱粘結(jié)劑、結(jié)合劑，是一種有粘合性能的物質(zhì)，它能將木材、玻璃、橡膠、塑料、織物、紙張、金屬等材料緊密粘結(jié)在一起。粘結(jié)技術(shù)和粘結(jié)材料已越來越受到人們的重視，新的膠粘劑不斷出現(xiàn)，已成為建筑材料的一個(gè)重要組成部分。

膠粘劑是由多組分物質(zhì)組成的，主要組成包括：溶劑、固化劑、填料和其他外加劑等，起粘結(jié)作用的基本組分是膠粘劑。11.2.1樹脂膠粘劑的組成、分類(1)樹脂膠粘劑的組成

膠粘劑的品種繁多，用途不同，組成各異，分類方法很多，通常是按膠粘劑的化學(xué)成分進(jìn)行分類。(2)樹脂膠粘劑的分類

影響膠粘強(qiáng)度的因素很多，主要有膠粘劑的性能、被粘材料的性質(zhì)、粘結(jié)工藝和施工環(huán)境條件等。11.2.2影響膠粘強(qiáng)度的因素

常用的樹脂膠粘劑包括：聚乙烯醇縮脲甲醛膠粘劑、環(huán)氧樹脂膠粘劑、聚醋酸乙烯乳液膠粘劑、酚醛樹脂膠粘劑、聚氨酯膠粘劑等。11.2.3常用的樹脂膠粘劑11.3

建筑涂料

建筑涂料是指涂刷于建筑物表面，能與基體材料很好粘結(jié)，形成完整而堅(jiān)韌保護(hù)膜的一類物質(zhì)。涂料的主要作用是裝飾和保護(hù)建筑物，具有工期短、工效高、工藝簡(jiǎn)單、色彩豐富、質(zhì)感逼真、裝飾效果好、造價(jià)低、維修方便、更新方便等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛。（1）主要成膜物質(zhì)

主要成膜物質(zhì)即膠粘劑或固著劑，是決定涂料性質(zhì)的最主要組分。它的作用是把各組分粘結(jié)成一體，附著于被涂基層表面形成完整而又堅(jiān)韌的保護(hù)膜。11.3.1

涂料的組成主要成膜物質(zhì)應(yīng)具有較好的耐堿性，較好的耐水性，較高的化學(xué)穩(wěn)定性和一定的機(jī)械強(qiáng)度，多屬于高分子化合物或成膜后能形成高分子化合物的有機(jī)物質(zhì)。（2）次要成膜物質(zhì)

次要成膜物質(zhì)主要包括顏料和填充料，它們不能離開主要成膜物質(zhì)單獨(dú)形成涂膜，必須依靠主要成膜物質(zhì)的粘結(jié)而成