10章 建筑塑料与胶粘剂

1、建筑工程系建筑工程系 10章建筑塑料与胶粘剂章建筑塑料与胶粘剂 塑料在建筑中大部分是用于非结构材料。仅 有一小部分用于制造承受轻荷载的结构构件， 如塑料波形瓦、候车棚、商亭、储水塔罐、充 气结构等。然而更多的是与其他材料复合使用， 可以充分发挥塑料的特性，如用作电线的被覆 绝缘材料、人造板的贴面材料、有泡沫塑料夹 心层的各种复合外墙板、屋面板等。 建筑工程系建筑工程系 11 建筑塑料与胶粘剂建筑塑料与胶粘剂 11.1 塑料的组成、性能及分类塑料的组成、性能及分类 11.2 常用的建筑塑料常用的建筑塑料 11.3 塑料粘结剂塑料粘结剂 建筑工程系建筑工程系 11.1 塑料的组成、性能及分类塑料的

2、组成、性能及分类 合成树脂是有机高分子化合物，它是由低分 子量的有机化合物(又称单体)经加聚反应或缩聚 反应而制得。 合成树脂在塑料中起胶粘作用，通过它把其 他成分牢牢胶结在一起，使其具有加工成型性能。 11.1.1 塑料的组成塑料的组成 11.1.1.1 合成树脂合成树脂 建筑工程系建筑工程系 (1)加聚合成树脂 许多烯类及其衍生物单体在一定反应条件下， 其中不饱和键(如双键)有一个断开，相互聚合成 链状高分子物质。 加聚反应所得的高聚物一般为线型分子。建 筑塑料常用的加聚合成树脂有聚氯乙烯(PVC)、 聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚甲 基丙烯酸甲酯(PMMA)等。 建

3、筑工程系建筑工程系 (2)缩聚合成树脂 在一定反应条件下，由两种或两种以上单体， 通过缩合反应形成高分子化合物。如缩聚酚醛树 脂是由苯酚和甲醛两种单体缩聚而成。 缩聚反应所得的高聚物可以是线型的，可以 是体型的(三度空间许多分子交联)。建筑塑料常 用的缩聚树脂有酚醛树脂(PF)、脲醛树脂(DF)、 环氧树脂(EP)及聚酯树脂等。 建筑工程系建筑工程系 填充料按其化学组成不同分有机填充料(如木 粉、棉布、纸屑)和无机填充料(如石棉、云母、 滑石粉、石墨、玻璃纤维)。按形状可分粉状和纤 维状。 不同填料不仅可以提高塑料强度和硬度，增 加化学稳定性，而且由于填充料价格低于合成树 脂，因而可以节约树脂

4、、降低成本。 一般填充料掺量可达20%50%。 11.1.1.2 填充料填充料 建筑工程系建筑工程系 (1)增塑剂 增塑剂能增加塑料的可塑性，减少脆性，使 其便于加工，并能使制品具有柔软性。对增塑剂 的要求是：应能与合成树脂均匀混合在一起，并 具有足够的耐光、耐大气、耐水稳定性。 常用的增塑剂有邻苯二甲酸酯类、磷酸酯类、 樟脑和二苯甲酮等。 11.1.1.3 其他添加剂其他添加剂 建筑工程系建筑工程系 (2)稳定剂 稳定剂可以增强塑料的抗老化能力。稳定剂 应能耐水、耐油、耐化学药品并与树脂相溶。常 用的稳定剂有硬脂酸盐、铅化合物、环氧化合物 (3)润滑剂 塑料在加工成型时，加入润滑剂，可以防止

5、 粘模，并使塑料制品光滑。 常用的润滑剂有油酸、硬脂酸、硬脂酸的钙 盐和镁盐。塑料中润滑剂一般用量为0.5%1.5% 建筑工程系建筑工程系 (4)着色剂 为使塑料具有各种颜色，可掺有机染料或无 机染料。 对着色剂的要求是：色泽鲜明、着色力强、 分散性好、与塑料结合牢靠、不起化学反应、不 变色。 常用的颜料有酞菁蓝、联苯胺黄、甲苯胺红 和苯胺黑等。 建筑工程系建筑工程系 (5)其他添加剂 为了满足塑料某些特殊要求还需加入的各种 助剂。如加入异氰酸酯发泡剂，可制成泡沫塑料； 加入适量的银、铜等金属微粒，可得导电塑料； 在组分中加进一些磁铁末，可制成磁性塑料；加 入阻燃剂三水合氧化铝可降低塑料制品的

6、燃烧速 度，并具有自熄性。 建筑工程系建筑工程系 (1)优良的加工性能 (2)密度小、比强度高 (3)耐化学腐蚀性能优良 (4)电绝缘性好 (5)耐水性、耐水蒸气性能好 (6)装饰性、耐磨性好 另外塑料还具有耐光性、隔声、隔热，有的 塑料还具有弹性。 11.1.2 塑料的性能塑料的性能 建筑工程系建筑工程系 11.1.3.1 热塑性塑料热塑性塑料 热塑性塑料加热呈现软化，逐渐熔融，冷却 后又凝结硬化，这一过程能多次重复进行。因此 热塑性塑料制品可以再生利用。 常用的热塑性塑料由聚氯乙烯、聚苯乙烯、 聚酰胺、聚丙烯等树脂制成。 11.1.3 塑料的分类塑料的分类 建筑工程系建筑工程系 热固性塑料

7、一经固化成型，受热也不会变软 改变形状，所以只能塑制一次。 属于这类塑料的有酚醛树脂、环氧树脂、不 饱和聚酯、聚硅醚树脂等制成的塑料。 11.1.3.2 热固性塑料热固性塑料 建筑工程系建筑工程系 11.2 常用的建筑塑料常用的建筑塑料 PVC是聚氯乙烯树脂加某些增塑剂、润滑剂、 填料、着色剂等塑制或压铸而成。 (1)硬质聚氯乙烯塑料(硬PVC) 硬质PVC表观密度为1.381.43g/cm3，机械强 度高，介电性能优良，耐酸碱性特强，化学稳定 性、耐油性及抗老化性也较好。 11.2.1 热塑性塑料热塑性塑料 11.2.1.1 聚氯乙烯塑料（聚氯乙烯塑料（PVC） 建筑工程系建筑工程系 缺点是

8、抗冲击性较差，使用温度低(60以 下)，线膨胀系数大，成型加工性不好。 (2)软质聚氯乙烯塑料(软PVC) 软质PVC材质较软，耐摩擦、耐挠曲，具有 一定弹性，吸水性低，冲击韧性较硬质PVC低， 易于加工成型。耐寒性、大气稳定性、化学稳定 性好，破断时伸长率较高。 缺点是抗拉强度、抗弯强度较低，使用温度 低(在-1555之间)。 建筑工程系建筑工程系 按其聚合方法不同，可分高压、中压、低压 三种。 聚乙烯塑料表观密度较小，有良好的耐低温 性(-70)和耐化学腐蚀性，有突出的电绝缘性和 耐辐射性，同时耐磨性、耐水性均较好。其缺点 是机械强度不高，质较软；线型收缩率大；易燃， 燃烧时火焰呈蓝色，并

9、且熔融滴落，导致火焰蔓 延，因此通常须加阻燃剂改善其耐燃性。 聚乙烯塑料主要用于化工耐腐蚀管道，用于 配制多种涂料，也可作防水、防潮材料。 11.2.1.2 聚乙烯塑料（聚乙烯塑料（PE） 建筑工程系建筑工程系 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)系由甲基丙烯酸 甲酯单体加入引发剂、增塑剂聚合而成，密度 1.181.19g/cm3。 聚甲基丙烯酸甲酯塑料质轻，机械强度高， 不易破碎，耐水性及电绝缘性良好；但耐磨性差， 表面易发毛，光泽难以保持，易燃烧，易溶于有 机溶剂。 建筑工程中它可制成板材、管材、穹形天窗、 浴缸和室内隔断等。 11.2.1.3 聚甲基丙烯酸甲酯塑料（有机玻璃）聚甲基丙烯酸甲酯塑料

10、（有机玻璃） 建筑工程系建筑工程系 尼龙PA是某些氨基酸的缩聚物，或是二元酸 与二元胺的缩聚物。常用的品种有尼龙6、尼龙 66、尼龙610及尼龙1010等。它们都是线型结构 的高聚物。 尼龙塑料突出的性能是摩擦系数小，抗拉伸， 耐磨性、耐油性良好。缺点是热膨胀大，吸水性 高，对强酸、强碱、酚类等抗蚀力低。 现将建筑中常用的热塑性塑料的鉴别方法列 于表12.1。 11.2.1.4 聚酰胺塑料（尼龙聚酰胺塑料（尼龙PA） 建筑工程系建筑工程系 表表11.1 筑工程中常用热塑性塑料的简易识别方法筑工程中常用热塑性塑料的简易识别方法 塑料名称 识别方法 燃烧难易 离火后 是否自 熄 火焰状态 燃后塑料

11、 变形情况 燃烧气味 聚苯乙烯(PS)易 继续燃 烧 橙黄色、浓黑 烟炭束 软化、起 泡 特殊苯乙烯、 单体味 聚乙烯(PE)易 继续燃 烧 上端黄色、下 端蓝色 熔融、滴 落 石蜡燃烧的 气味 聚氯乙烯(PVC)难 离火即 灭 黄色、下端绿 色、白烟 软化刺激性酸味 聚丙烯(PP易 继续燃 烧 上端黄色、下 端蓝色、少 量黑烟 熔融、滴 落 石油味 建筑工程系建筑工程系 塑料名称 识别方法 燃烧难易 离火后 是否自 熄 火焰状态 燃后塑料 变形情况 燃烧气味 聚甲醛(POM)易 继续燃 烧 上端黄色、下 端蓝色 熔融、滴 落 强烈刺激的 甲醛味鱼腥 臭味 尼龙(PA)慢慢燃烧 慢慢熄 灭 蓝

12、色、上端黄 色 熔融、滴 落、起泡 羊毛、指甲 燃焦气味 聚甲基丙烯酸 甲酯(PMMA) 易 继续燃 烧 浅蓝色、顶端 白色 融化、起 泡 强烈花果臭 味腐烂蔬菜 臭味 建筑工程系建筑工程系 11.2.2.1 酚醛塑料酚醛塑料 酚醛塑料是酚醛树脂加填料制成的。 酚醛树脂俗称电木胶，以这种树脂为主要原 料的压塑粉称电木粉。酚醛树脂含有极性羟基， 故它在熔融或溶解状态下，对纤维材料胶合能力 很强。以纸、棉布、木片、玻璃布等为填料可以 制成强度很高的层压塑料。 酚醛塑料常用的填料有纸浆、木粉、玻纤和 石棉等，填料不同，酚醛塑料性能亦不同。 11.2.2 热固性塑料热固性塑料 建筑工程系建筑工程系 环

13、氧树脂是由二酚基丙烷(双酚A)及环氧氯 丙烷在氢氧化钠催化作用下缩合而成。本身不会 硬化，必须加入固化剂，经室温放置或加热处理 后，才能成为不溶(熔)的固体。固化剂常用乙烯 多胺邻苯二甲酸酐。 环氧树脂突出的性能是与各种材料有很强的 粘结力，能够牢固地粘结钢筋、混凝土、木材、 陶瓷、玻璃和塑料等。经固化的环氧树脂具有良 好的机械性能、电化性能、耐化学性能。 11.2.2.2 环氧树脂（环氧树脂（EP） 建筑工程系建筑工程系 11.2.3.1 塑料门窗塑料门窗 随着建筑塑料工业的发展，全塑料门窗、喷 塑钢门窗和钢塑门窗将逐步取代木门窗、金属门 窗，得到越来越广泛的应用。 与其他门窗相比，塑料门窗

14、具有耐水、耐腐 蚀、气密性、水密性、绝热性、隔声性、耐燃性、 尺寸稳定性、装饰性好，而且不需要粉刷油漆， 维修保养方便，节能效果显著，节约木材、钢材、 铝材等优点。 11.2.3 常用的建筑塑料制品常用的建筑塑料制品 建筑工程系建筑工程系 塑料管材与金属管材相比，具有生产成本低， 容易模制；质量轻，运输和施工方便；表面光滑， 流体阻力小；不生锈，耐腐蚀，适应性强；韧性 好，强度高，使用寿命长，能回收加工再利用等 优点。 塑料管材按用途可分为受压管和无压管；按 主要原料可分为聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯 管、ABS管、聚丁烯管、玻璃钢管等；还可分为 软管和硬管等。 11.2.3.2 塑料管材及管

15、件塑料管材及管件 建筑工程系建筑工程系 塑料壁纸可分三大类：普通壁纸、发泡壁纸 和特种壁纸。 塑料地板与传统的地面材料相比，具有质轻、 美观、耐磨、耐腐蚀、防潮、防火、吸声、绝热、 有弹性、施工简便、易于清洗与保养等特点，近 年来，已成为主要的地面装饰材料之一。 其他塑料制品还有塑料饰面板、塑料薄膜等 也广泛应用于建筑工程及装饰工程中。 11.2.3.3 其他常用塑料制品其他常用塑料制品 建筑工程系建筑工程系 11.3 塑料粘结剂塑料粘结剂 (1)粘料(即粘合物质) 塑料粘结剂的主要性能是由粘料决定。粘料 包括热固性树脂(如酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树 脂、有机硅树脂等)和热塑性树脂(聚醋酸乙烯

16、酯、 聚乙烯醇缩醛类酯、聚苯乙烯等)。 11.3.1 塑料粘结剂的组成、分类塑料粘结剂的组成、分类 11.3.1.1 塑料粘结剂的组成塑料粘结剂的组成 建筑工程系建筑工程系 (2)硬化剂和催化剂 加硬化剂的目的是为了使线型高分子化合物 与粘料交联成体型结构。加入催化剂可以加速高 分子化合物的硬化过程。 常用的硬化剂有胺类、酸酐类；催化剂有硫 化剂、硫化促进剂。 建筑工程系建筑工程系 (3)填料 填料的加入，可增加粘结剂的稠度，使粘度 增大，并降低膨胀系数，减少收缩性，提高胶层 的冲击韧性及其机械强度。 常用的填料有石棉粉、石英粉、滑石粉、氧 化铝粉、金属粉等。 所用填料要求干燥，必须磨细通过2

17、00目筛 孔，并经烘干后，才能使用。 建筑工程系建筑工程系 (4)溶剂 在溶剂型粘结剂中，需用有机溶剂来溶解粘 剂，调节粘结剂的粘度以便施工。常用的溶剂有 二甲苯、丁醇、丙酮、酒精等。 (5)其他外加剂 为满足某些特殊要求，在塑料粘结剂中还须 加入某些附加剂。如增塑剂、防霉剂、防腐剂、 稳定剂等，以使粘结剂增强、防霉、防腐、稳定。 建筑工程系建筑工程系 通常将塑料粘结剂分为结构粘结剂和非结构 粘结剂两类。前者主要为热固性树脂，用于胶结 受力或次受力结构；后者主要为热塑性树脂，用 于胶结受力小的构件或用作定位。 11.3.1.2 塑料粘结剂的分类塑料粘结剂的分类 建筑工程系建筑工程系 11.3.

18、2.1 聚乙烯醇缩甲醛粘结剂（聚乙烯醇缩甲醛粘结剂（107胶）胶） 该粘结剂是以聚乙烯醇与甲醛在酸性介质中 进行缩合反应而得到的一种透明的水溶性胶体， 无臭、无味、无毒，具有良好的粘结性能，是一 种应用最广泛的粘结剂。 建筑工程中可以用作墙布、墙纸、玻璃、木 材、水泥制品的粘结剂。用107粘结剂配制的聚 合砂浆可用于贴瓷砖、马赛克等，且可提高粘结 强度。 11.3.2 常用的塑料粘结剂常用的塑料粘结剂 建筑工程系建筑工程系 白乳胶是由醋酸与乙炔合成醋酸乙烯，再经 乳液聚合而制成的一种乳白色、具有酯类芳香的 乳状液体。 白乳胶的优点是配制方便，固化较快，粘结 强度高，耐久性好，不易老化；缺点是耐水性、 耐热性差。建筑工程中广泛用于粘结墙纸、木材。 与水泥混合、配制的“乳液水泥”，用于粘结混 凝土、玻璃及金属等。 11.3.2.2 聚醋酸乙烯粘结剂（白乳胶）聚醋酸乙烯粘结剂（白乳胶） 建筑工程系建筑工程系 这类粘结剂具有粘结强度高、韧性好、耐热、 耐酸碱、耐水及其他有机溶剂等优点。环氧树脂 用不同的硬化剂、增塑剂、稀释剂、填料可以配 制室温硬化环氧树脂粘结剂，如SY-01粘结剂； 加热硬化环氧树脂粘结剂，如邻苯二甲酸酐环 氧树脂粘结剂；水下环氧树脂粘结剂，如801