與傳統(tǒng)的建筑材料相比,建筑塑料具有密度小、比強(qiáng)度高、耐油浸、耐腐蝕、耐磨、隔聲、絕緣、絕熱等優(yōu)點(diǎn)。用不同原料制成的塑料,具有各種不同的特點(diǎn)。但塑料受溫度、時(shí)間影響較大,具有較大的蠕變性,會(huì)老化,熱膨脹系數(shù)大,耐熱性差,易燃燒,剛度較差,因此在使用中應(yīng)予以注意并采取相應(yīng)的措施。

  一、塑料的組成

  (一)合成樹脂

  是用人工合成的高分子聚合物。合成樹脂在塑料中起膠粘劑作用,是塑料的基本組成材料。合成樹脂按合成方法的不同,可分為加聚樹脂和縮聚樹脂兩類;按受熱時(shí)所發(fā)生的變化不同,又可分為熱塑性樹脂與熱固性樹脂。熱塑性樹脂受熱時(shí)軟化,冷卻時(shí)凝固,不起化學(xué)變化,其密度、強(qiáng)度及熔點(diǎn)都較低。熱固性樹脂堅(jiān)硬、脆性大。熱固性樹脂在加工過程中的前階段受熱可以軟化,但后階段則發(fā)生固化反應(yīng),固化后再加熱也不能使其軟化。

  (二)填充料(填料)

  可降低塑料成本,提高塑料強(qiáng)度、耐熱性及化學(xué)穩(wěn)定性等。常使用云母、滑石粉、各類纖維材料、木粉、紙屑等。

  (三)增塑劑

  可提高樹脂的可塑性與流動(dòng)性,便于加工成型,也可提高塑料制品在使用條件下的彈性與韌性,并改善低溫脆性。常用的增塑劑有樟腦等。

  (四)其他

  還有固化劑(硬化劑)、穩(wěn)定劑(如抗氧劑、光穩(wěn)定劑等)、著色劑及阻燃劑等。如環(huán)氧樹脂常用乙二胺、己二胺等作固化劑。

  二、常用建筑塑料

  目前,已用于建筑工程的熱塑性塑料有:聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯(PVAC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚甲基丙烯酸甲酯(即有機(jī)玻璃) (PM—MA)、丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯(PC)等;已用于建筑工程的熱固性塑料有:酚醛、脲醛(UF)、環(huán)氧、不飽和聚酯、聚酯(PBT)、聚氨酯、有機(jī)硅

  (S1)、聚酰胺(即尼龍)(PA)、三聚氰胺甲醛樹脂(密胺樹脂)(MF)等。

  幾種常用建筑塑料的特性與用途見表20-42。

名稱

特性

用途

聚乙烯

(PE)

預(yù)韌性好,介電性能和耐化學(xué)腐蝕性能優(yōu)良,成型工藝性好,但剛性差,燃燒時(shí)少煙,低壓聚乙烯使用溫度可達(dá)100℃

主要用于防水材料、給排水管和絕緣材料等

聚丙烯

(PP)

耐腐蝕性能優(yōu)良,力學(xué)性能和剛性超過聚乙烯,耐疲勞和耐應(yīng)力開裂性好,可在100~(2以上使用,但收縮率較大,低溫脆性大

管材、衛(wèi)生潔具、模板等

聚氯乙烯

(PVC)

耐化學(xué)腐蝕性和電絕緣性優(yōu)良,力學(xué)性能較好,具有難燃性,具有自熄性,但耐熱性差,升高溫度時(shí)易發(fā)生降解,使用溫度低(<60℃)

有軟質(zhì)、硬質(zhì)、輕質(zhì)發(fā)泡制品。廣泛應(yīng)用于建筑各部位,是應(yīng)用最多的一種塑料

聚苯乙烯

(PS)

樹脂透明,有一定的機(jī)械強(qiáng)度,電絕緣性能好,耐輻射,成型工藝性好,但脆性大,耐沖擊性和耐熱性差,抗溶劑性較差

主要以泡沫塑料形式作為隔熱材料,也用來制造燈具平頂板等

AIlS塑料

具有韌、硬、剛相均衡的優(yōu)良力學(xué)特性,電絕緣性與耐化學(xué)腐蝕性好,尺寸穩(wěn)定性好,表面光澤性好,易涂裝和著色,但耐熱性不太好,耐候性較差

用于生產(chǎn)建筑五金和各種管材、模板、異型板等

酚醛樹脂

(PF)

電絕緣性能和力學(xué)性能良好,耐水性、耐酸性和耐燒蝕性能優(yōu)良。酚醛塑料堅(jiān)固耐用、尺寸穩(wěn)定、不易變形

生產(chǎn)各種層壓板、玻璃鋼制品、涂料和膠粘劑等

環(huán)氧樹脂

(EP)

粘接性和力學(xué)性能優(yōu)良,耐化學(xué)藥品性(尤其是耐堿性)良好,電絕緣性能好,固化收縮率低,可在室溫、接觸壓力下固化成型

主要用于生產(chǎn)玻璃鋼、膠粘劑和涂料等產(chǎn)品

不飽和聚酯

樹脂(UP)

可在低壓下固化成型,用玻璃纖維增強(qiáng)后具有優(yōu)良的力學(xué)性能,良好的耐化學(xué)腐蝕性和電絕緣性能,但固化收縮率較大

主要用于玻璃鋼、涂料和聚酯裝飾板等

聚氨酯

(PUR)

強(qiáng)度高,耐化學(xué)腐蝕性優(yōu)良,耐熱、耐油、耐溶劑性好,粘接性和彈性優(yōu)良

主要以泡沫塑料形式作為隔熱材料及優(yōu)質(zhì)涂料、膠粘劑、防水涂料和彈性嵌縫材料等

  三、膠粘劑(又稱粘合劑、粘接劑或粘結(jié)劑等) ·

  能直接將兩種材料牢固地粘結(jié)在一起的物質(zhì)通稱膠粘劑。傳統(tǒng)的有機(jī)膠粘劑如皮膠、骨膠、淀粉等,強(qiáng)度不高,耐熱、耐水及耐老化等性能也差。目前建筑上廣泛使用由合成高分子材料配制的膠粘劑。

  (一)膠粘劑的組成與分類

  1.組成

  (1)粘料。是膠粘劑的基本組分,決定膠粘劑的性能。常用的粘料有天然高分子化合物(如淀粉、動(dòng)物的皮膠等)、合成高分子化合物(如環(huán)氧樹脂等)以及無機(jī)化合物(如水玻璃等)三類。

  (2)溶劑。其作用為溶解粘料、調(diào)節(jié)膠粘劑的粘度使之便于施工。常用的溶劑有二甲苯、丁醇及水等。

  (3)固化劑與催化劑。固化劑能使線型分子形成網(wǎng)狀體形結(jié)構(gòu),從而使膠粘劑固化。加入催化劑是為了加速高分子化合物的硬化過程。

  (4)填料?筛纳颇z粘劑的性能(如提高強(qiáng)度、減少收縮等),并可降低膠粘劑成本。

  常用石棉粉、石英粉、氧化鋁粉、金屬粉等。

  膠粘劑必須具備下列條件:足夠的流動(dòng)性,保證被粘物表面能充分浸潤(rùn),不易老化,易調(diào)節(jié)粘結(jié)性與硬化速度,脹縮變形小,粘結(jié)強(qiáng)度高。

  2.分類

  (1)按強(qiáng)度特性分類:可分為以下三種:

  結(jié)構(gòu)膠:對(duì)強(qiáng)度、耐熱、耐油和耐水等有較高要求。使用于金屬的結(jié)構(gòu)膠,其室溫剪切強(qiáng)度要求在10~30MPa,10‘次循環(huán)剪切疲勞后強(qiáng)度為4~8MPa。

  非結(jié)構(gòu)膠:不承重較大載荷,只起定位作用。

  次結(jié)構(gòu)膠:介于結(jié)構(gòu)膠與非結(jié)構(gòu)膠之間。

  (2)按固化形式分類:可分為溶劑揮發(fā)型、乳液型、反應(yīng)型和熱熔型四種。

  (3)按主要成分分類:可分為無機(jī)與有機(jī)兩大類。

  1)無機(jī)類:某些硅酸鹽及磷酸鹽等。

  2)有機(jī)類:有天然類與合成樹脂類兩大類。

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  (4)按外觀分類:可分為液態(tài)、膏狀和固態(tài)三類。

  (二)建筑常用膠粘劑

  建筑常用膠粘劑的粘料類型有熱固性樹脂、熱塑性樹脂、合成橡膠及混合型粘料。

  建筑用膠粘劑必須具備下列條件:

  (1)有將被粘物表面充分浸潤(rùn)的流動(dòng)性;

  (2)不易老化,性質(zhì)不易變化;

  (3)硬化速度與粘性易調(diào)整;

  (4)脹縮小;

  (5)粘結(jié)強(qiáng)度高。

  屬結(jié)構(gòu)膠粘劑的有:環(huán)氧樹脂類、聚氨酯類、有機(jī)硅類、聚酰亞胺類等熱固性膠粘劑;聚丙烯酸酯類、聚甲基丙烯酸酯類、甲醇類等熱塑性膠粘劑;還有如酚醛—環(huán)氧型、酚醛—丁腈橡膠型等改性的多組分膠粘劑。

  屬非結(jié)構(gòu)膠粘劑的有:動(dòng)(植)物膠等天然膠粘劑;酚醛樹脂類、脲醛樹脂類、聚酯樹脂類、呋喃樹脂類、間苯二酚甲醛等熱固性膠粘劑;聚酰胺類、聚醋酸乙烯酯類、聚乙烯醇縮醛類、過氯乙烯樹脂類等熱塑性膠粘劑;還有苯乙烯—丁二烯(SBR)等合成橡膠類膠粘劑以及酚醛—氯丁橡膠類等改性的多組分膠粘劑。

  環(huán)氧樹脂膠粘劑俗稱萬能膠,其固化劑常用各種脂肪族胺類(如乙二胺等),增塑劑常用鄰苯二甲酸二丁酯等;在環(huán)氧樹脂膠中加入其他高分子化合物如酚醛樹脂等,可提高膠粘劑的耐熱及粘接性能。

  建筑上幾種常用膠粘劑性能與應(yīng)用見表20-43。

種類

特性

主要用途

熱塑性

聚乙烯醇縮甲醛膠粘劑(商品名108膠)

108膠粘結(jié)強(qiáng)度高,抗老化,成本低,施工方便

粘貼塑膠壁紙、瓷磚、墻布等。加入水泥砂漿中改善砂漿性能,也可配成地面涂料

樹脂膠粘劑

聚醋酸乙烯乳膠

(俗稱白膠水)

粘附力好,水中溶解度高,常溫固化快,穩(wěn)定性好,成本低。耐水性耐熱性差

粘接各種非金屬材料、玻璃、陶瓷、塑料、纖維織物、木材等

聚乙烯醇膠粘劑

水溶性聚合物,耐熱、耐水性差

適合膠接木材、紙張、織物等。與熱固性膠粘劑并用

熱固性樹

環(huán)氧樹脂膠粘劑

萬能膠·,固化速度快,粘結(jié)強(qiáng)度高,耐熱、耐水、耐冷熱沖擊性能好,使用方便

粘接混凝土、磚石、玻璃、木材、皮革、橡膠、金屬等,多種材料的自身粘接與相互粘接。適應(yīng)于各種材料的快速膠接、固定和修補(bǔ)

 

脂膠粘

酚醛樹脂膠粘劑

粘附性好,柔韌性好,耐疲勞

粘接各種金屬、塑料和其他非金屬材料

 

聚氨酯膠粘劑

較強(qiáng)粘接力,膠膜柔軟良好的耐低溫性與耐沖擊性。耐熱性差,耐溶劑,耐油、耐水

適于膠接軟質(zhì)材料和熱膨脹系數(shù)相差較大的兩種材料

 

 

丁腈橡膠膠粘劑

彈性及耐候性良好,耐疲勞、耐油、耐溶劑性好,耐熱,有良好的混溶性。粘著性差,成膜緩慢

適用于耐油部件中橡膠與橡膠、橡膠與金屬、織物等的膠接。尤其適用于粘接軟質(zhì)聚氯乙烯材料

 

合成橡

氯丁橡膠膠粘劑

粘附力、內(nèi)聚強(qiáng)度高、耐燃、耐油、耐溶液性好。貯存穩(wěn)定性差

用于結(jié)構(gòu)粘接或不同材料的粘接。如橡膠、木材、陶瓷、金屬石棉等不同材料的粘接·

 

膠膠粘劑

聚硫橡膠膠粘劑

很好的彈性、粘附性。耐油耐候性好,對(duì)氣體和蒸汽不滲透,防老化性好

作密封膠及用于路面、地坪、混凝土的修補(bǔ)、表面密封和防滑。用于海港、碼頭及水下建筑物的密封

 

硅橡膠膠粘劑

良好的耐紫外線耐老化性,耐熱耐腐蝕性、粘附性好,防水防震

用于金屬陶瓷、混凝土、部分塑料的粘接。尤其適用于門窗玻璃的安裝以及隧道、地鐵等地下建筑中瓷磚、巖石接縫間的密封