《建筑工程材料》圖文-第九章

第9章建筑塑料及膠粘劑9.1

建筑塑料9.2

膠粘劑9.1建筑塑料9.1.1建筑塑料的組成、分類及特點1．塑料的組成塑料的組成合成樹脂填充料添加劑合成樹脂是塑料的基本組成成分，在塑料中約占40%～100%，它在塑料中起膠粘劑的作用，不僅能自身膠結(jié)，還能將塑料中的其他組分膠結(jié)成一個整體。常用填充料有有機填充料和無機填充料，有粉狀和纖維狀，如木粉、紙屑、滑石粉、石灰石粉、石英粉、石棉、玻璃纖維、硅藻土等。塑料中填充料摻量約占40%～70%。為使塑料具有更好的性能，以滿足使用的要求，常根據(jù)需要加入一些添加劑，如增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑、固化劑等。2．塑料的分類及特點（1）分類①塑料按合成樹脂受熱時所表現(xiàn)的性能不同分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類。②塑料按組成成分的多少可分為單成分和多成分塑料。（2）特點特點表觀密度小比強度高耐磨性良好耐化學腐蝕性好裝飾性好耐老化性差可燃性剛性小9.1.2常用建筑塑料1．聚乙烯塑料聚乙烯（PE）是最常用的塑料之一，它是由單體乙烯在催化劑作用下聚合而成的以聚乙烯樹脂為主要原料的多功能塑料。聚乙烯塑料能吸收油類而引起膨脹、變色、破裂，但有很高的化學穩(wěn)定性、耐水性、物理機械性能和電絕緣性。因此可以作為防水材料（給排水管道、防滲薄膜、混凝土建筑物的防水層等），配制涂料、油漆等。聚乙烯能燃燒，使用時要嚴加防火。2．聚氯乙烯塑料聚氯乙烯（PVC）樹脂主要由氯乙烯單體經(jīng)聚合而成，是無色定形的白色粉末，是目前建筑中用量最大的塑料之一。它對酸、堿及其他溶劑的抵抗能力極強。由于對光、熱的不穩(wěn)定性以及強度差，聚氯乙烯不能單獨使用，一般都要加入穩(wěn)定劑、增塑劑、著色劑等來改善它的物理機械性能。聚氯乙烯樹脂中加入不同量的增塑劑可制成硬質(zhì)或軟質(zhì)制品。硬質(zhì)聚氯乙烯的機械強度高，耐腐蝕，常溫下它的抗沖擊性能也較高，但在0℃以下迅速降低。由于它的軟化點低，耐熱性差，故不能在50～60℃以上的環(huán)境中使用。它是自熄性塑料。硬質(zhì)聚氯乙烯制品應(yīng)用很廣，如百葉窗、墻面板、屋面采光板、管材、密封條、踢腳板、門窗框、樓梯扶手和地面磚、塑料地板等，也可制成泡沫塑料，主要用做隔熱、隔音材料。軟質(zhì)聚氯乙烯的用途更廣，可擠壓成板、片、型材用作地面材料和裝修材料，可制成半透明柔軟的天花板。軟質(zhì)聚氯乙烯由于有增塑劑，故可燃燒，燃燒時有煙并放出氯化氫氣體。3．聚苯乙烯塑料聚苯乙烯（PS）是合成樹脂中最輕的樹脂之一，由苯乙烯單體經(jīng)聚合而成，具有高的絕熱性能、高透明性、電絕緣性、剛性及耐化學腐蝕性，可做成透明和不透明的制品；缺點是性脆，耐熱性差。最主要的制品是聚苯乙烯泡沫塑料，用作復(fù)合板材的芯材以獲得良好的絕熱性能。4．聚丙烯聚丙烯（PP）樹脂由丙烯單體聚合而成。以聚丙烯樹脂為主要成分的聚丙烯塑料的機械性能和耐熱性都優(yōu)于聚乙烯，剛性、延性好，耐腐蝕，不耐磨，無毒，易燃，有一定的脆性。主要用于生產(chǎn)管材、衛(wèi)生潔具、耐腐蝕襯板等。5．聚甲基丙烯酸甲酯塑料聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA），俗稱“有機玻璃”，是由丙酮、氰化物和甲醇反應(yīng)生成的甲基丙烯酸甲酯單體經(jīng)聚合而成，是玻璃態(tài)高度透明的固體。不僅能透過92%以上的日光，并且能透過73.5%的紫外線，因此主要用來生產(chǎn)有機玻璃。它質(zhì)輕，不易碎裂，在低溫時具有較高的沖擊強度、堅韌并具有彈性，有優(yōu)良的耐水性，耐候性好，易加工成形，可制成板材、管材、浴缸、室內(nèi)隔斷、穹形天窗等。它是目前透明性最好的熱塑性塑料。6．酚醛樹脂塑料酚醛樹脂（PF）通常以苯酚與甲醛縮聚而成，屬自燃性塑料。由于所用苯酚與甲醛的配合比不同，催化劑類型不同，可得到熱塑性和熱固性兩類樹脂。酚醛樹脂耐熱、耐濕、耐化學侵蝕和電絕緣性能較好，強度高，剛性好。但本身很脆，不能單獨作為塑料使用。電工器材的電木粉就是將酚醛樹脂脫水磨成細粉并與木粉、顏料配成壓塑粉，再經(jīng)過加工而成。在建筑上酚醛塑料主要用于制造各種層壓板和玻璃纖維增強塑料，利用酚醛樹脂生產(chǎn)涂料、粘結(jié)劑等。7．聚氨酯塑料聚氨酯（PU）塑料分為單組分和雙組分兩種。雙組分的為軟性，單組分的為硬性。可用于制造建筑涂料、防水材料、粘結(jié)劑、塑料地板等。8．玻璃纖維增強塑料玻璃纖維增強塑料（GRP），俗稱“玻璃鋼”，是采用合成樹脂膠結(jié)玻璃纖維或玻璃布而制成的輕質(zhì)高強復(fù)合材料。它的特點是質(zhì)輕，高強（比強度超過鋼材），化學穩(wěn)定性好，但剛度較低，使用時會產(chǎn)生較大的形變。9．聚碳酸酯塑料聚碳酸酯（PC）塑料是一種工程塑料，有極高的抗沖擊強度，是玻璃的250倍，是有機玻璃的150倍，透光率高，

3mm的透光率為60%，故有“不碎玻璃”之稱。它質(zhì)輕，密度僅為玻璃的50%左右，隔熱性好，使用溫度范圍廣（-130～130℃），抗紫外線能力強，且具有自熄性、阻燃等特點。它常被做成板材，用于辦公樓、體育館、娛樂中心、工業(yè)廠房等的采光。10．有機硅塑料有機硅（SI）塑料的分子量低，常用作清漆、潤滑劑、脫膜劑中的外加劑或單獨作為憎水劑。以聚酰胺、聚乙烯、聚苯乙烯、環(huán)氧樹脂、硅橡膠等為基材添加納米蒙脫土的一系列納米塑料，表現(xiàn)出優(yōu)異的物理力學性能，強度高，耐熱性好，比重較低。納米塑料顯示出良好的透明度和較高的光澤度，部分材料的耐磨性是黃銅的27倍，鋼鐵的7倍。因而納米塑料具有更廣闊的應(yīng)用空間。9.2膠粘劑膠粘劑是指能形成薄膜，并能將兩個物體的表面通過薄膜緊密膠結(jié)而達到一定物理化學性能要求的材料，又稱為黏合劑。隨著化學工業(yè)的不斷發(fā)展，以合成樹脂為主要成分的合成膠粘劑幾乎完全取代了天然膠粘劑，廣泛應(yīng)用于建筑工程中，如地板、墻板、吸聲板等的膠結(jié)；釉面磚、水磨石、壁紙等的鋪貼；混凝土裂縫、破損的修補，以及復(fù)合材料的膠結(jié)等。隨著納米膠粘劑的出現(xiàn)，膠粘劑的物理力學性能及耐久性都會大大提高。特點可利用膠粘劑復(fù)合薄膜材料、纖維材料、層狀材料、碎屑材料，如膠合板、纖維板、玻璃纖維增強材料、玻璃棉等。膠黏縫的應(yīng)力分布面積較大，受力較均勻，可以避免或緩解應(yīng)力集中，有利于制作高強材料。膠黏縫的氣密性和水密性好，有利于建筑的節(jié)能。可以膠結(jié)兩種不同材料，甚至兩種不同性質(zhì)的材料，例如熱膨脹系數(shù)相差很大的材料。施工方法簡便，省工省料。1．膠粘劑的組成與分類（1）膠粘劑的組成黏料是膠粘劑的基本組分，對膠粘劑的性能，如膠結(jié)強度、耐熱性、韌性、耐老化性及膠粘劑用途和使用工藝等起決定性作用。常用的黏料有天然高分子化合物（如淀粉、天然橡膠等）、合成高分子化合物（如酚醛樹脂、聚醋酸乙烯酯等）、無機化合物（如某些硅酸鹽、磷酸鹽等）。填料可以提高膠粘劑的強度、耐熱性，增加黏度，減少收縮，降低成本，常用的填料有石棉粉、滑石粉、鐵粉等。所有填料必須干燥，并磨細過篩才可使用。稀釋劑可以改善膠粘劑的工藝性，降低黏度，延長使用期限，常用的稀釋劑有環(huán)氧丙烷和丙酮等。（2）膠粘劑的分類按膠粘劑的強度特性不同劃分為結(jié)構(gòu)膠粘劑、非結(jié)構(gòu)膠粘劑、次結(jié)構(gòu)膠粘劑。按固化條件不同劃分為溶劑型膠粘劑、反應(yīng)型膠粘劑、熱熔型膠粘劑。2．建筑上常用的膠粘劑（1）聚醋酸乙烯膠粘劑聚醋酸乙烯膠粘劑，又稱白乳膠，是由醋酸、乙烯經(jīng)乳液聚合而制得的一種乳白色、帶有酯類芳香的乳膠狀液體。特點膠液呈酸性；具有較強的親水性；流動性好，便于表面粗糙材料的黏結(jié)；耐水性差，不能用于潮濕環(huán)境；適宜的黏結(jié)溫度為5～80℃；無毒、無污染，是一種優(yōu)良的環(huán)保材料。聚醋酸乙烯膠粘劑黏結(jié)強度不高，主要用于黏結(jié)受力不大的墻壁紙、壁布等，黏結(jié)以受壓力為主的木地板、塑料地板等。它除用于黏結(jié)材料外，還可作為涂料的主要成膜物質(zhì)，也可加入水泥砂漿中組成聚合物水泥砂漿，以提高砂漿與基體的黏滯力。（2）聚氨酯類膠粘劑聚氨酯類膠粘劑是以多異氰酸酯和聚氨基甲酸酯（簡稱聚氨酯）為黏滯物質(zhì)，加入改性材料、填料、固化劑等而制得的膠粘劑，一般為雙組分，特點是黏附性好，耐低溫性能優(yōu)異，韌性好，可室溫固化。它對多種材料有良好的黏滯性，可以黏結(jié)陶瓷、木材、不銹鋼、玻璃等材料，另外聚氨酯也可用于制作防水材料、管道密封材料，還可作為聚氨酯涂料的主要成膜物質(zhì)，涂刷木器家具。（3）環(huán)氧樹脂類膠粘劑環(huán)氧樹脂是含有環(huán)氧基的樹脂的總稱。通常使用的環(huán)氧樹脂為黃色至青銅色黏稠液體或固體，它與多種材料有很高的黏滯力，加入固化劑后，固化的環(huán)氧樹脂有相當高的強度，同時有較好的耐熱性和化學穩(wěn)定性，且收縮率、吸水率都較小，不易老化。環(huán)氧樹脂可用于黏結(jié)金屬、玻璃、木材、混凝土等，也可用于配制涂料，配制環(huán)氧混凝土、環(huán)氧砂漿，還可作為灌漿材料用于混凝土補強。（5）橡膠類膠粘劑橡膠類膠粘劑以合成橡膠（如氯丁橡膠等）為黏結(jié)物質(zhì)，加入有機稀釋劑、補強劑等輔助材料而制成。橡膠類膠粘劑一般具有良好的黏滯性、耐水性、耐化學腐蝕性等。如氯丁膠粘劑，采用專用型氯丁膠粘劑為成膜物質(zhì)，具有一定的耐水、耐酸堿性，適用于地毯、纖維制品和部分塑料的黏結(jié)等。（4）不飽和聚酯樹脂膠粘劑不飽和聚酯樹脂除用于制造玻璃鋼制品外，也是一種性能良好的黏結(jié)材料。不飽和聚酯樹脂未固化時為黏度較高的液體，使用時需加固化劑、稀釋劑等。它的工藝性能好，可在室溫固化，但固化時收縮率較大。不飽和聚酯樹脂膠粘劑可用來黏結(jié)陶瓷、玻璃鋼、金屬、木材和混凝土等材料。3．膠粘劑的使用（1）選擇合適的品種選擇膠粘劑應(yīng)考慮以下幾點所要黏結(jié)的材料品種和特性。被黏結(jié)材料對粘結(jié)劑有什么特殊要求，如強度、韌性、顏色等。周圍的環(huán)境及環(huán)境對粘結(jié)劑的要求，如溫度、濕度、防潮、防水等。常用膠粘劑粘貼地板粘貼墻面粘貼其

他材料建筑結(jié)構(gòu)

的粘貼橡膠地板可用天然或合成橡膠溶液、橡膠乳膠水泥粘貼。地氈或軟木地板用一般的膠粘劑都可粘貼。而塑料地磚、地板的粘貼要綜合考慮地磚、地板及粘結(jié)劑來選擇。粘貼塑料壁紙主要用聚乙烯醇縮甲醛和羧甲基纖維素組成的粘結(jié)劑。如大理石、瓷磚、錦磚等可用砂漿、塑料砂漿黏結(jié)，如用環(huán)氧樹脂水泥砂漿粘貼大理石墻面效果會更好。纖維板、膠合板或其他類似的板材，常用聚醋酸乙烯乳液等粘結(jié)劑來粘貼，也可用天然膠或氯丁膠等黏合劑。室外的石棉水泥板等墻面材料，可用環(huán)氧樹脂砂漿粘貼。如膠合木的桁架可用高強度黏合劑黏結(jié)而成，混凝土構(gòu)件可用環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯砂漿黏結(jié)，鋼與混凝土的黏結(jié)可用環(huán)氧樹脂砂漿，金屬與金屬的黏結(jié)，一般在工廠用環(huán)氧樹脂、聚氨酯等粘結(jié)劑。（2）膠粘劑的使用方法被黏物表面處理涂膠方法雙組分粘結(jié)劑

的使用方法施加壓力固化過程被黏物表面必須清潔，多數(shù)粘結(jié)劑還要求被黏物表面干燥，但也有少數(shù)粘結(jié)劑可以用于潮濕的表面。當被黏物表面很光滑時，一般還須用砂紙或銼刀將表面打毛，以提高黏滯力。傳統(tǒng)的涂膠工具是刷子和刮刀等。有的粘結(jié)劑可用噴涂機噴涂或滾涂機滾涂。雙組分膠粘劑首先要配比正確，其次必須混合均勻。混合好的粘結(jié)劑必須一次用完。壓緊被黏物使其表面互相緊密接觸，排除空氣。對接觸型粘結(jié)劑可用手或滾筒加壓，以便獲得瞬時黏滯力，而不需要繼續(xù)加壓就可達到目的。對于沒有瞬時黏滯力的粘結(jié)劑，則需要用夾具