建筑材料第10章建筑塑料及胶粘剂

建筑材料第十章第十章 建筑塑料建筑塑料 及胶粘剂及胶粘剂建筑材料之建筑材料第 2 页第十章.建筑塑料及胶粘剂建筑塑料及黏结剂同属有机高分子材料。由于有机高分子材料的原料来源广，化学合成效率高，产品具有多种建筑功能，而且具有质轻、强韧、耐化学腐蚀、易加工成形、绝缘性能好等优点，已成为一类新型建筑材料，被越来越广泛地应用于建筑领域。通过学习本章，应了解塑料的组成成分及各成分的作用，熟悉常用建筑塑料的性能及使用场合，了解胶粘剂的组成成分和特点，熟悉建筑上常用胶粘剂的性能特点，以及胶粘剂的选用和使用方法。本章导读建筑材料第 3 页第十章.建筑塑料及胶粘剂本章要点2 2常用建筑塑料的性能及用途常用建筑塑料的性能及用途1 1塑料的特点及组成成分塑料的特点及组成成分3 3胶粘剂的组成、分类及特点胶粘剂的组成、分类及特点4 4建筑上常用胶粘剂，及其选用和使用方法建筑上常用胶粘剂，及其选用和使用方法建筑材料第 4 页第十章.建筑塑料及胶粘剂10.1 塑料的组成成分1）合成树脂合成树脂是受热时可软化（或熔化），在外力作用下具有流动性，常温下呈玻璃态的高分子化合物。合成树脂是塑料的主体成分，它在塑料中起胶结作用，并决定塑料的力学性质和受热后的行为。根据所用合成树脂品种不同，塑料有热塑性塑料和热固性塑料两种。2）添加剂添加剂对塑料的性质有重要影响，它可以赋予塑料以树脂所没有的新性质，正确地加入添加剂可极大地扩大塑料的使用范围。添加剂的主要种类如下。填料：可提高塑料的强度、硬度及耐热性，并降低塑料的成本，通常占塑料的2050%。常用的有木粉、棉布、纸屑等无机填料；石棉、云母、滑石粉、玻璃纤维等。增塑剂：可提高塑料的可塑性和柔软性，减少脆性。常用的增塑剂主要有樟脑、苯二甲酸二丁酯、苯二甲酸二辛酯等。固化剂：可使塑料制品具有热固性。固化剂的成分随树脂品种不同，可选用低分子物质（如多元胺类、多元酸类）和高分子化合物固体剂（如聚酰胺树脂）。建筑材料第 5 页第十章.建筑塑料及胶粘剂10.1 塑料的组成成分3）润滑剂为了防止塑料在成型加工过程中将模子粘住，常加入少量润滑剂。常用的润滑剂主要有油脂、硬脂酸等。4）颜料颜料掺入塑料组成物中，可以使塑料具有各种需要的颜色。5）稳定剂和催化剂稳定剂，也称防老剂，由抗氧化剂和紫外线吸收剂两部分组成，常用的抗氧化剂有烷基酚及芳香胺类等，常用的紫外线吸收剂有炭黑及水杨酸酯等。此外，为加速原料的聚合过程，有些塑料中还掺有催化剂，如乌洛托平等。建筑材料第 6 页第十章.建筑塑料及胶粘剂10.1 塑料的组成成分塑料是一种新型的建筑材料，在建筑工程中具有广阔的发展前景，是一种符合可持续发展战略要求的绿色建材，也是一种理想的可替代木材、混凝土、钢材等的新型材料。塑料的原料来源广，加工成形方便，成本低，色泽美观，而且具有质轻、比强度高、绝缘性能优异、化学稳定性优良、减震、自润滑等优良特性。当然，塑料也有许多缺点，如其耐磨性、耐久性相对于常规建筑材料较差。但随着塑料科技研究工作以及塑料工业的发展，这些缺点将逐渐被克服。第 7 页建筑材料第十章.建筑塑料及胶粘剂10.2 常用建筑塑料的性能按加工性能不同，塑料可分为热固性塑料和热塑性塑料。热塑性塑料是指塑料加工固化冷却以后，再次加热仍然能够达到流动性，并可以再次对其进行加工成型，即热塑性塑料具有良好的再加工性和再回收利用性；热固性塑料是指塑料经过一次加热成型固化，形状达到稳定后，对其加热也不能使其再次达到黏流态，即热固性塑料不具有再次加工性和再回收利用性。第 8 页建筑材料第十章.建筑塑料及胶粘剂10.2 常用建筑塑料的性能名称名称代号代号特性特性用途用途热塑性热塑性塑料塑料聚乙烯PE耐水性和化学稳定性好，但强度不高防水薄膜、级排水管、卫生洁具聚氯乙烯（软）PVC弹性、柔性及低温韧性均较好，强度及耐热性较差，电绝缘性较好塑料薄膜、充气薄膜、止水带、防水卷材、软管、片材及装饰材料等聚氯乙烯（硬）PVC抗压和抗弯强度较高，韧性、电绝缘性和化学稳定性较好，成本较低百叶窗、墙面板、屋面采光板、硬管材、楼梯扶手、给排水管、水工闸门聚苯乙烯PS质轻、易加工，强度较低、耐热性和韧性差泡沫塑料制品、隔热保温材料ABS树脂ABS强度高，冲击韧性好，强度大，刚性好，耐化学腐蚀性强，易加工，可代替木材钢板等应用广泛，作建筑五金、工具、卫生洁具、管材、薄板、仪表及电机外壳等热固性热固性塑料塑料环氧树脂塑料EP强度高，耐磨性好，耐腐蚀性强，选用不同的固化剂，可获得不同性能的塑料生产玻璃钢制品，层压制品，拌制砂浆及混凝土作修补、防护材料，电绝缘材料酚醛塑料PF刚性大，耐热性较好，有良好的机械强度及电绝缘性，耐腐蚀性强，性脆，色泽有限作电器绝缘材料，层压塑料及纤维增强塑料，可代替木材制成板材、片材和管材等不饱和聚酯树脂塑料UP黏结力强，抗腐蚀性和耐磨性好，弹性模量低，有一定弹性，固化收缩较大生产玻璃钢制品，拌制砂浆及混凝土作修补、防护材料第 9 页建筑材料第十章.建筑塑料及胶粘剂10.3 合成胶粘剂建筑上常用的胶黏剂胶黏剂的选用及使用方法Part 1Part 2Part 3胶黏剂的组成、分类及特点第 10 页建筑材料第十章.建筑塑料及胶粘剂10.3 合成胶粘剂胶粘剂又称粘合剂或粘结剂。凡有良好的粘合性能，可将两个相同或不同固体材料连接在一起的物质都可以称为胶粘剂，它包括天然物、合成树脂和无机物中具有粘合性能的许多物质。人们非常熟悉的水泥、石膏和沥青等建筑材料都属于胶粘剂。随着建筑业的发展，胶粘剂的应用也更为广泛。例如，在建筑工程中，构件组装、设备安装、建筑物修补，以及墙面、地面、吊顶等工程的装修等，都离不开胶粘剂。由此可见，胶粘剂在建筑上的应用极为广泛，现已成为当代建筑不可缺少的配套材料之一。第 11 页建筑材料第十章.建筑塑料及胶粘剂10.3 合成胶粘剂建筑上常用的胶黏剂胶黏剂的选用及使用方法Part 1Part 2Part 3胶黏剂的组成、分类及特点第 12 页建筑材料第十章.建筑塑料及胶粘剂10.3 合成胶粘剂1胶粘剂的组成成分胶粘剂一般是由几种组分混合构成的，这些组分包括粘料、稀释剂、固化剂、催化剂、增塑剂与增韧剂、填料及其他附加剂组成。1）粘料粘料在胶粘剂中起粘接作用，是胶粘剂必不可少的组分，对胶粘剂的胶结强度、耐热性、韧性、耐老化性等性能起着决定性作用，其余的组分可视胶粘剂的性能要求决定是否加入。粘料的主要组成材料有热固性树脂、热塑性树脂、橡胶类及天然高分子化合物。2）稀释剂为了便于涂胶，常采用稀释剂来溶解粘料并调节胶粘剂的黏度，活性稀释剂和非活性稀释剂之分。其中，非活性稀释剂只有降低胶粘剂黏度的作用，涂胶后会挥发掉，如丙酮、甲苯等；活性稀释剂既可降低胶粘剂的黏度，又能参与固化反应。3）固化剂及催化剂固化剂可使粘料产生化学反应，从而使某些线型高分子化合物交联成体型结构，使胶液成为不熔不溶的坚固胶层。固化剂的种类和用量，直接影响到胶粘剂的活性期、固化条件及固化后的力学性能等，因此，使用固化剂时应严格选用。催化剂可加速或降低固化反应的温度。第 13 页建筑材料第十章.建筑塑料及胶粘剂10.3 合成胶粘剂4）增塑剂与增韧剂增塑剂和增韧剂在胶粘剂中的作用主要是改善胶接层的韧性、柔软性和弹性，以提高粘接层的抗冲击强度和耐低温性。但加入增塑剂和增韧剂，会降低胶粘剂的剪切、抗拉强度、耐热性和耐溶剂性等，所以在选用时，用量不宜过多。5）填料在胶粘剂中加入填料，可增加胶粘剂的稠度和黏度，降低其热膨胀系数和收缩性，提高胶层的抗冲击韧性及其机械强度，并能使胶接接头的耐热性增加。胶粘剂中加入的填料主要有石棉粉（可提高耐热性）、银粉（可制导电胶）、具有碱性的铁粉（可制导磁胶）、石英粉、滑石粉、氧化铝粉、金属粉及其他金属氧化物。6）其他附加剂为了满足某些特殊要求，还可在胶粘剂中加入某些附加剂，如防老剂、阻聚剂、防腐剂、防霉剂、稳定剂等，以达到防腐、防霉、稳定等作用。第 14 页建筑材料第十章.建筑塑料及胶粘剂10.3 合成胶粘剂2胶粘剂的分类分分类方法方法类别及特点及特点举 例例按主要化按主要化学成分分学成分分有机有机类合成合成类：树脂型、橡胶型和混合型脂型、橡胶型和混合型酚酚醛树脂、聚醋酸乙脂、聚醋酸乙烯酯、再生橡胶等、再生橡胶等天然天然类：葡萄糖衍生物、氨基酸衍生物、天然：葡萄糖衍生物、氨基酸衍生物、天然树脂和脂和沥青青淀粉、植物蛋白、木淀粉、植物蛋白、木质素、素、沥青青质等等无机无机类硅硅酸酸盐类、磷磷酸酸盐类、硫硫酸酸盐类、金金属属氧氧化化物物凝凝胶胶、玻玻璃璃陶陶瓷瓷胶胶及及其他低熔点物其他低熔点物玻璃陶瓷胶等玻璃陶瓷胶等按状态分按状态分溶液溶液常常温温下下，大大部部分分胶胶粘粘剂属属于于溶溶液液，并并能能在在适适当当的的有有机机溶溶剂或或水水中中溶溶解成解成为黏稠的溶液，其主要成分是黏稠的溶液，其主要成分是树脂或橡胶脂或橡胶热固性固性树脂：酚脂：酚醛树脂、蜜胺脂、蜜胺树脂等脂等热塑性塑性树脂：聚醋酸乙脂：聚醋酸乙烯、聚丙、聚丙烯酸酸酯等等橡胶：丁苯橡胶等橡胶：丁苯橡胶等乳液乳液或乳胶或乳胶属于水分散型，属于水分散型，树脂在水中分散称脂在水中分散称为乳液，橡胶的分散物称乳液，橡胶的分散物称为乳胶乳胶热塑性塑性树脂：聚醋酸乙脂：聚醋酸乙烯、聚丙、聚丙烯酸酸酯等等橡胶：再生胶等橡胶：再生胶等膏体膏体属属于于高高度度不不挥发、并并具具有有间隙隙充充填填性性的的高高黏黏稠稠的的胶胶粘粘剂，主主要要用用于于密封工程密封工程热固性固性树脂：脂：环氧、不氧、不饱和聚和聚酯等等热塑性塑性树脂：醋酸乙脂：醋酸乙烯酯、丙、丙烯酸酸酯等等橡胶：再生胶等橡胶：再生胶等粉末粉末主主要要用用于于水水溶溶性性胶胶粘粘剂，使使用用前前先先加加溶溶剂（主主要要是是水水）调成成糊糊状状或或液状液状热塑性塑性树脂：聚醋酸乙脂：聚醋酸乙烯酯等等天然物：淀粉等天然物：淀粉等膜状膜状具有高的耐具有高的耐热性和黏合性和黏合强度度混合型：酚混合型：酚醛聚乙聚乙烯醇醇缩醛等等热固性固性树脂：聚脂：聚酰亚胺等胺等固体固体主要是主要是热熔型胶粘熔型胶粘剂如聚苯乙如聚苯乙烯、丁基橡胶、松香、虫胶、石蜡等、丁基橡胶、松香、虫胶、石蜡等按强度按强度特性分特性分结构型构型具具有有足足够的的胶胶接接强度度，能能长期期承承受受较大大荷荷载，有有良良好好的的温温度度稳定定性性及耐老性及耐老性热固性固性树脂：酚脂：酚醛等等混合型：尼混合型：尼龙环氧等氧等非非结构型构型具有一定的胶接具有一定的胶接强度，并同度，并同时具有密封、防水或防腐等使用功能具有密封、防水或防腐等使用功能热塑性塑性树脂：聚苯乙脂：聚苯乙烯等等橡胶：再生橡胶等橡胶：再生橡胶等天然物：淀粉、松香等天然物：淀粉、松香等特殊胶粘特殊胶粘剂主要是采用主要是采用专用固化用固化剂及填料等配制的具有特殊性能的胶粘及填料等配制的具有特殊性能的胶粘剂热固性固性树脂：酚脂：酚醛等等热塑性塑性树脂：聚氨脂：聚氨酯等等橡胶：硅橡胶等橡胶：硅橡胶等第 15 页建筑材料第十章.建筑塑料及胶粘剂10.3 合成胶粘剂3胶粘剂的特点与铆接、焊接、螺栓连接等传统连接工艺相比，胶粘剂具有：整个粘接面都承受应力，即使粘结力不是很大，但构件承载力也可以较大；整个粘结面都受力，避免应力集中；既可粘结相同材料，也可实现不同材料的粘结（如织物与橡胶、橡胶与陶瓷、橡胶与金属等的粘结）；既可粘结形成复杂及微型构件，又可以进行大面积薄形卷材的粘结；粘结方法灵活、方便、可靠等特点，现已被广泛应用于工农业、国防工业、尖端科技及日常生活等各个领域。第 16 页建筑材料第十章.建筑塑料及胶粘剂10.3 合成胶粘剂建筑上常用的胶黏剂胶黏剂的选用及使用方法Part 1Part 2Part 3胶黏剂的组成、分类及特点第 17 页建筑材料第十章.建筑塑料及胶粘剂10.3 合成胶粘剂是指由聚醋酸乙烯水解而成，外观为白色或微黄色的絮状物或粉末。一般认为，醇解度为88%时的聚乙烯醇的水溶性最好，在温水中即能很好地溶解；当醇解度在99%以上时只能在沸水中方可溶解。聚乙烯醇胶粘剂可作为纸张（