建筑塑料涂料与胶粘剂

教学内容10.1建筑塑料10.2建筑涂料10.3

胶粘剂10.1建筑塑料10.1.1塑料的主要特性

(1)密度小、质量轻

(2)比强度高

(3)保温隔热、吸声性好

(4)耐化学腐蚀性好

(5)电绝缘性好

(6)耐水性强

(7)富有装饰性(8)加工性好10.1.2塑料的组成10.1.2.1合成树脂

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。(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(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。10.1.2.2添加剂(1)

填充料

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、降低成本。一般填充料掺量可达40%~70%。(2)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。(3)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(4)润滑剂塑料在加工成型时，加入润滑剂，可以防止粘模，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%(5)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。(6)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燃烧速度，并具有自熄性。10.1.3塑料的分类10.1.3.1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

热固性塑料一经固化成型，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。10.1.3.2热固性塑料10.1.4常用的建筑塑料热塑性塑料(1)聚氯乙烯塑料（PVC）

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1.38~1.43g/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。缺点是抗冲击性较差，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-15~55℃之间)。(2)聚乙烯塑料（PE）

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。(3)聚甲基丙烯酸甲酯塑料（有机玻璃）

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1.18~1.19g/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。(4)聚酰胺塑料（尼龙PA）

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10.1。表10.1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10.1.4.1热固性塑料(1)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。(2)环氧树脂（EP）

环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。10.1.5常用的建筑塑料制品10.1.5.1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。10.1.5.2塑料管材及管件

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。10.1.5.3其他常用塑料制品

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。10.2建筑涂料

涂料是一种可涂刷于基层表面，并能结硬成膜的材料.常用于建筑装饰，主要起装饰和保护作用，从而提高主体建筑材料的耐久性。它具有工期短、工效高、自重轻、价格低、维修更新方便等特点。10.2.1涂料的组成各种涂料的组成不同，但基本上由主要成膜物质、次要成膜物质、辅助成膜物质等组成。主要成膜物质包括基料、胶粘剂或固着剂。其作用是将涂料中的其它组分粘结在一起，并能牢固附着在基层表面形成连续均匀、坚韧的保护膜(见表10.2)。次要成膜物质包括颜料和填料，它们是构成涂膜的组油料(植物油)树脂干性油半干性油不干性油天然树脂人造树脂合成树脂涂于物体表面能形成坚固的油膜(如桐油、亚麻油、苏子油、梓油)干燥时间较长，形成的油膜软而发粘(如豆油、向日葵籽油、棉籽油)在正常情况下不能自行干燥(如花生油、蓖麻油)如松香、虫胶、沥青等天然有机高分子化合物(如松香甘油酯、硝化纤维)是由单体经聚合或缩聚而得(如聚氯乙烯、环氧树脂、酚醛树脂)表10.2常见的主要成膜物质

成部分，但它们不能离开主要成膜物质而单独成膜。稀释剂又称溶剂，它是一种具有既能溶解油料、树脂，又易于挥发，能使树脂成膜的有机物质。辅助材料又称助剂，是改善涂料某些性能的重要物质，以催干剂、增韧剂使用较普遍。

10.2.2涂料的分类根据涂料的主要成腊物质的化学组成可分为有机涂料、无机涂料及复合涂料三大类。按建筑上使用部位和功能分为外墙涂料、内墙涂料、地面涂料、顶棚涂料，或装饰涂料、防水涂料、防腐涂料、防火涂料等。按分散介质不同，建筑涂料又可分为溶剂型涂料、水乳型涂料和水溶性涂料。10.2.3.1外墙涂料主要功能是装饰和保护建筑物的外墙面，使建筑物外貌整洁美观，从而达到美化城市环境的目的。建筑外墙涂料的主要类型及品种：（1）聚氨酯系外墙涂料具有以下特点：①具有近似橡胶弹性的性质，对基层的裂缝有很好的适应性。②具有极好的耐水、耐碱、耐酸等性能。③一般为双组分或多组分涂料，施工时需按规定比例现场调配。10.2.3常用建筑涂料（2）丙烯酸系外墙涂料具有以下特点：①涂料无刺激性气味，耐侯性良好。②耐碱性好，且对墙面有较好的渗透作用，涂膜坚韧、附着力强。③使用不受限制，即使是在零度以下的严寒季节，也能干燥成膜。④施工方便，可刷、可滚、可喷。丙烯酸外墙涂料适用于民用、工业、高层建筑及高级宾馆内外装饰，也适用于钢结构、木结构的装饰防护。（3）无机外墙涂料是以硅酸钾或硅溶胶为主要胶结剂，加入填料，颜料及其它助剂（如六偏磷酸钠）等，经混合、搅拌、研磨而制成的一种无机外墙涂料。其特点：①耐水、耐酸、耐碱、耐冻融、耐老化、耐擦洗，涂膜细腻，颜色均匀明快，装饰效果好。②涂膜致密坚硬，可以打磨抛光，且涂膜不产生静电，不易吸尘，耐污染性好，遮盖力强，涂刷面积大，对基层渗透力强，附着力好。③以水为分散介质，施工方便、安全，易涂刷，也可滚涂、喷涂等。内墙涂料的主要功能是装饰及保护内墙墙面及顶棚，使其美观，达到良好的装饰效果。其特点：色彩丰富、细腻、和谐、耐碱性、耐水性、耐粉化性良好，且透气性好，涂刷容易，价格合理。常用的内墙涂料有乳胶漆、多彩涂料等。10.2.3.2内墙涂料地面涂料的主要功能是装饰与保护室内地面，使地面清洁美观，与其它装饰材料一同创造优雅的室内环境。其特点：耐碱性好、粘结力强、耐水性好、耐磨性好、抗冲击力强、涂刷施工方便及价格合理等。适用于水泥砂浆地面的地面涂料有：过氯乙烯水泥地面涂料、聚氯酯地面涂料、聚醋酸乙烯水泥地面涂料、环氧树脂厚质地面涂料。10.2.3.3地面涂料胶粘剂的组成(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(聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇缩醛类酯、聚苯乙烯等)。(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。(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200目筛孔，并经烘干后，才能使用(4)稀释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。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。按胶粘剂的化学成分分为有机胶粘剂(天然胶粘剂、合成胶粘剂)和无机胶粘剂(磷酸盐型、硅酸盐型、硼酸盐型)。胶结强度是指单位胶接面积所能承受的企图使两个被粘物体分开的最大力。影响胶结强度的因素，就是影响内聚力和粘附力的因素。主要有胶粘剂的性质、被粘物的性质、被粘物的表面粗糙度和表面处理方法、被粘物表面被胶粘剂浸