建筑膠粘劑的學(xué)習(xí)課件

建筑膠粘劑的學(xué)習(xí)課件第1頁/共50頁

膠結(jié)的首要條件是膠粘劑均勻分布在被粘物上，因此，膠粘劑完全浸潤被粘物是獲得理想的膠結(jié)強度的先決條件。浸潤性既受膠粘劑表面張力影響，又受被粘物表面張力影響。一般而言，膠粘劑表面張力愈大，愈有利于膠粘劑的完全浸潤。降低膠粘劑液體粘度，提高其流動性，給膠層以壓力，提高被粘物表面光潔度和表面溫度，都對提高浸潤性有利。4.3.2.3膠粘劑對被粘物表面的浸潤性4.3.2影響膠結(jié)強度的主要因素第2頁/共50頁

（1）清洗要干凈

（2）膠層要勻薄

（3）晾置時間要充分

（4）固化要完全4.3.2.4粘結(jié)工藝第3頁/共50頁

環(huán)境空氣濕度大，膠層內(nèi)的稀釋劑不易揮發(fā)，容易產(chǎn)生氣泡?？諝庵谢覊m大、氣溫低時會降低膠結(jié)強度。粘結(jié)接頭形式很多，接頭設(shè)計的合理與否對膠結(jié)強度的影響很大，良好的膠結(jié)接頭應(yīng)搭接長度適當(dāng)、寬度大、厚度適中，盡可能避免膠層承受彎曲和剝離作用。

4.3.2.5環(huán)境因素和接頭形式第4頁/共50頁1）溶劑法這種膠接法基于溶劑溶解塑料，選擇溶劑是關(guān)鍵，要求溶劑除了能溶解塑料外，還能有合適的揮發(fā)速度。2）熱熔法適宜熱塑性塑料。在熔融狀態(tài)下進行膠接，要綜合考慮被粘物材質(zhì)的熔點、粘流溫度及分解溫度的影響。3）膠粘劑膠接法通過膠粘劑將被粘材料粘結(jié)起來。根據(jù)膠粘劑的性質(zhì)可以有常溫常壓、加溫常壓、常溫加壓及加溫加壓等膠接固化。4.3.3常用膠接方法第5頁/共50頁4.4常用膠粘劑的品種、特性及應(yīng)用

環(huán)氧樹脂膠粘劑（俗稱“萬能膠”）品種很多，目前產(chǎn)量最大、使用最廣的為雙酚A醚型環(huán)氧樹脂（國內(nèi)牌號為E型），是以二酚基丙烷和環(huán)氧烷在堿性條件下縮聚而成，再加入適量的固化劑，在一定條件下，固化成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固化物并將兩種被粘物體牢牢粘結(jié)為一整體。

4.4.1環(huán)氧樹脂膠粘劑第6頁/共50頁這類膠粘劑的主要特點如下：

（1）粘結(jié)強度高，與大多數(shù)材料具有優(yōu)良的粘附性；

（2）可用不同固化劑在室溫或加溫條件下固化；

（3）不含溶劑，能在接觸壓力下固化，反應(yīng)過程中不放出小分子，收縮率小，僅為1%~2%；

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（4）固化后產(chǎn)物具有良好的耐腐蝕性、電絕緣性、耐水性、耐油性等；

（5）和其他高分子材料及填料的混溶性好，便于改性。

未經(jīng)改性的環(huán)氧樹脂，配膠后初粘度不高，材質(zhì)性脆，剝離強度和抗沖擊強度、耐低溫性等不理想。因此，要根據(jù)實際需求，有目的的對其進行改性。第8頁/共50頁環(huán)氧樹脂膠粘劑改性

①提高膠接強度針對環(huán)氧樹脂的脆性，常用適當(dāng)分子質(zhì)量的聚合物為增韌劑。增加其韌性，提高其膠接強度。

②改善耐溫性能

在環(huán)氧樹脂分子主鏈引入耐溫樹脂鏈，提高其耐溫性。

環(huán)氧樹脂的分類及代號見表4.1，環(huán)氧樹脂膠粘劑常見品種及特性見表4.2。

第9頁/共50頁表4.1環(huán)氧樹脂的分類及代號

代號環(huán)氧樹脂類別代號環(huán)氧樹脂類別E二酚基丙烷環(huán)氧樹脂G硅環(huán)氧樹脂ET有機鈦改性二酚基丙烷環(huán)氧樹脂N酚酞環(huán)氧樹脂EG有機硅改性二酚基丙烷環(huán)氧樹脂S四酚基環(huán)氧樹脂EX溴改性二酚基丙烷環(huán)氧樹脂J間苯二酚環(huán)氧樹脂EL氯改性二酚基丙烷環(huán)氧樹脂A三聚氰酸環(huán)氧樹脂EI二酚基丙烷側(cè)鏈型環(huán)氧樹脂R二氧化雙環(huán)戊二烯環(huán)氧樹脂F(xiàn)酚醛多環(huán)氧樹脂Y二氧化乙烯環(huán)己烯環(huán)氧樹脂B丙三醇環(huán)氧樹脂D聚丁二烯環(huán)氧樹脂ZQ脂肪酸甘油脂環(huán)氧樹脂H3，4－環(huán)氧基－6－甲基環(huán)乙烷甲酸3′，4－環(huán)氧基－6′－甲基環(huán)己烷甲酯IQ脂環(huán)族縮水甘油脂L有機磷環(huán)氧樹脂W二氧化雙環(huán)戊烯基醚樹脂第10頁/共50頁表4.2環(huán)氧樹脂膠粘劑品種及特點

型號名稱特點生產(chǎn)廠家AH－03大理石粘結(jié)劑耐水、耐候、方便中建一局建筑科研所EE－1高效耐水建筑膠耐熱、不怕潮濕北京京西建筑裝飾材料廠EE－2室外用界面粘合劑耐候、耐水、耐久北京京西建筑裝飾材料廠EEI－3建筑粘結(jié)劑北京京西建筑裝飾材料廠SG－792建筑裝修粘結(jié)劑北京市第六建筑公司W(wǎng)H－1萬能膠耐熱、耐油、耐水、耐腐蝕四川德陽蜀光新型裝潢材料廠第11頁/共50頁型號名稱特點生產(chǎn)廠家YJ－I~Ⅳ建筑粘結(jié)劑耐水、耐濕熱、耐腐蝕武漢市漢陽小東化工廠601建筑裝修粘結(jié)劑粘結(jié)力強，耐濕、耐腐蝕大連金州無機化工廠621F粘結(jié)劑無毒、無味、耐水、耐濕熱北京航空材料研究所6202建筑膠粘劑粘結(jié)力好，耐腐蝕蘇州混凝土水泥制品研究院4115建筑膠粘劑粘結(jié)力好，耐濕，耐污北京市竇店磚廠裝飾美膠粘劑初粘結(jié)力強，膠膜柔韌廣州市東風(fēng)化工廠地板膠粘劑粘結(jié)力強，耐水，耐油污廣州市東風(fēng)化工廠第12頁/共50頁

聚氨酯膠粘劑是指在分子鏈中含有氨基甲酸酯基團（－NHCOO－）或異氰酸酯基（－NCO）的膠粘劑。聚氨酯膠粘劑分為多異氰酸酯和聚氨酯兩大類，在其中含有極性很強、化學(xué)活潑性很高的異氰酸酯和氨基甲酸酯基團，它與含有活潑氫的材料有優(yōu)良的化學(xué)粘合力。4.4.2聚氨酯膠粘劑第13頁/共50頁

這種膠粘劑具有如下特點：

（1）優(yōu)良的粘接性能

；

（2）對多種基材的粘接適應(yīng)性；

（3）韌性可調(diào)節(jié)；

（4）粘合工藝簡便；

（5）極佳的耐低溫性能

；

（6）優(yōu)良的穩(wěn)定性

。

4.4.2聚氨酯膠粘劑第14頁/共50頁（1）預(yù)聚體異氰酸酯膠粘劑

分為單組份和多組分兩類。單組份系由異氰酸酯和兩端含羥基的聚酯或聚醚反應(yīng)，得到端-NCO基的彈性體膠粘劑，再加入適量的催化劑、填料等制成，遇到空氣中的潮氣（水分）固化；雙組份膠粘劑由含-NCO基預(yù)聚體和聚酯（或聚醚）樹脂組成。固化反應(yīng)機理主要是-NCO基于-OH基在催化劑作用下，發(fā)生反應(yīng)固化，形成良好的粘結(jié)接頭。

4.4.2.1異氰酸酯膠粘劑第15頁/共50頁（2）多異氰酸酯膠粘劑這種膠粘劑具有較高的反應(yīng)活性，其活潑的-NCO基與許多被粘材料表面的極性基團反應(yīng)產(chǎn)生共價鍵，固化后的氨基甲酸酯、脲鍵以及極性較強的鍵和基團，容易和基材之間產(chǎn)生次價鍵，這些化學(xué)粘合力和物理粘合力協(xié)同作用結(jié)果，使膠粘劑與被粘基材之間產(chǎn)生較高的粘結(jié)強度，耐熱、耐溶劑性能好。4.4.2.1異氰酸酯膠粘劑第16頁/共50頁水基聚氨酯膠粘劑是指聚氨酯溶于水或分散于水中所形成的膠粘劑，也稱為水系聚氨酯或水性聚氨酯膠粘劑。水性聚氨酯膠粘劑除了保持聚氨酯的優(yōu)點外，還有其獨特之處。

（1）以水為介質(zhì)，無毒不燃，無公害、無危險，氣味小，不污染環(huán)境，節(jié)省能源，適用于易被有機溶劑侵蝕的基材；（2）粘度較低，且可用水溶性增稠劑和水進行調(diào)節(jié)，操作方便，殘膠易于清理。4.4.2.2水基聚氨酯膠粘劑第17頁/共50頁（3）可與多種水性樹脂混合，利于改進性能和降低成本，但要注意離子性和酸堿性，以防凝聚

；（4）含有羧基、羥基等基團，在適宜條件下可參與反應(yīng)，產(chǎn)生交聯(lián)，提高性能；（5）對非極性基材濕潤性差

；（6）干燥速度慢，初始粘性低，耐水性不佳

。4.4.2.2水基聚氨酯膠粘劑第18頁/共50頁近年來，對水性聚氨酯膠粘劑干燥速度慢、初粘性低、對非極性基材濕潤性差、耐水性不佳、耐熱性不高等問題進行大量的研究，提出了一些改進措施。（1）調(diào)整結(jié)構(gòu)

在保證乳液穩(wěn)定性的前提下，親水基團的含量盡可能低，可提高膠膜的耐水性。聚醚多元醇相對分子質(zhì)量越小，則膠膜越硬，耐水性也較好。提高水基聚氨酯膠粘劑性能的途徑第19頁/共50頁（2）改進工藝

采用工藝性能優(yōu)良的乳化設(shè)備。進行熱處理可提高膠膜的強度和耐水性。對于交聯(lián)型水基聚氨酯，加熱能形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，使耐水、耐熱性能提高。對于熱塑性水基聚氨酯，受熱會使三乙醇胺、氨、醋酸等鹽試劑從膠膜中脫出，增加疏水性。另外，也會產(chǎn)生一定程度的交聯(lián)和支化。

提高水基聚氨酯膠粘劑性能的途徑第20頁/共50頁（3）交聯(lián)改性

交聯(lián)是提高水基聚氨酯性能的有效方法，可提高膠膜的耐水性、耐熱性和粘接強度。交聯(lián)分為內(nèi)交聯(lián)和外交聯(lián)。所謂內(nèi)交聯(lián)就是在合成時使水基聚氨酯含有反應(yīng)性的官能團，經(jīng)熱處理后便能形成交聯(lián)。內(nèi)交聯(lián)方法的缺點是預(yù)聚體粘度很大，難以乳化。同時聚氨酯微粒間聚集性差，成膜性能不好。

提高水基聚氨酯膠粘劑性能的途徑第21頁/共50頁（3）交聯(lián)改性

外交聯(lián)法即是在使用前添加交聯(lián)劑，在成膜過程或成膜之后，加熱產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成交聯(lián)的膠膜。與內(nèi)交聯(lián)相比，所得乳液性能好，其缺點是為雙組分體系，沒有單組分型方便。在工業(yè)上大都對羧酸型陰離子乳液進行交聯(lián)，外交聯(lián)法又分為高溫交聯(lián)法和室溫交聯(lián)法。

提高水基聚氨酯膠粘劑性能的途徑第22頁/共50頁（4）復(fù)合改性為了改善水基聚氨酯的某些性能，可與其他水性樹脂共混，制成新的水性膠粘劑，其性能有所提高。提高水基聚氨酯膠粘劑性能的途徑（5）接枝改性

在聚氨酯乳液中加入適量（約20%）的苯乙烯單體，通過原位聚合法制得了聚氨酯-苯乙烯接枝乳液，提高了粘接性和耐水性。

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丙烯酸酯類膠粘劑是以各種類型的丙烯酸酯為基料，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)而得到的膠粘劑。該膠可分為兩種類型：一類是熱塑性聚丙烯酸酯，或丙烯酸酯與其他單體的共聚物類膠粘劑，稱為非反應(yīng)性的膠粘劑；另一類是反應(yīng)性丙烯酸酯類膠粘劑，膠接時經(jīng)化學(xué)反應(yīng)而固化。

4.4.3丙烯酸酯類膠粘劑第24頁/共50頁

-氰基丙烯酸酯膠粘劑是一類性能獨特的單組份快固性膠粘劑，又稱瞬干膠、瞬干強力膠等。

這類膠的特點如下：

（1）單組份，使用方便；

（2）室溫固化速度很快；

（3）膠層強度高；

（4）具有耐熱、耐沖擊、導(dǎo)電、阻燃的性能，耐老化性能很好；

（5）對人體有害，對大氣有污染。

4.4.3.1-氰基丙烯酸酯膠粘劑第25頁/共50頁

丙烯酸酯壓敏膠一般由三種組分組成。一是起粘附作用的組分，一般采用碳原子數(shù)為4~12的長側(cè)鏈丙烯酸烷基酯，它可以提供足夠的潤濕和粘附作用。二是起內(nèi)聚作用的成分，通過提高膠粘劑的內(nèi)聚能，改善粘附性、耐水性和工藝性。三是起功能性作用的單體，其作用是改善膠粘劑的粘附性能和內(nèi)聚強度，起交聯(lián)作用和促進聚合反應(yīng)。4.4.3.2壓敏膠第26頁/共50頁

壓敏膠三組分的配合，一般要求Tg不高于-30℃，否則室溫下無壓敏作用。

丙烯酸酯壓敏膠的特點：

（1）長期處于粘彈性狀態(tài)，沒有嚴(yán)格的固化過程；

（2）粘結(jié)能力很強，對壓力敏感。主要用于醫(yī)療、電器絕緣、黏貼、密封包裝等。

4.4.3.2壓敏膠第27頁/共50頁

由含有丙烯酰基或甲基丙烯?；挠坞x基聚合性單體、引發(fā)劑、穩(wěn)定劑、填料、顏料、增塑劑等組成。厭氧膠的特點是在空氣中不固化，若隔絕空氣幾分鐘即可固化。主要品種有結(jié)構(gòu)厭氧膠、管道密封用厭氧膠、螺紋緊鎖用厭氧膠以及特殊厭氧膠等。4.4.3.3厭氧膠粘劑第28頁/共50頁

聚醋酸乙烯酯膠粘劑是由醋酸乙烯單體經(jīng)聚合反應(yīng)而得到的一種熱塑性膠。該膠可分為溶液型和乳液型兩種。其中聚醋酸乙烯酯乳液又稱白乳膠，廣泛用于粘結(jié)墻紙、水泥增強劑、防水涂料、木材粘結(jié)劑。這種膠粘劑具有如下特點：

（1）呈酸性。

4.4.4聚醋酸乙烯酯類膠粘劑第29頁/共50頁

（2）具有親水性。

（3）在膠粘時可以濕粘，也可干粘。

（4）流動性好。

（5）內(nèi)聚力低。

（6）干固溫度不宜過高或過低。

（7）可加入到建筑涂料和水泥漿中使用。聚醋酸乙烯酯類膠粘劑的品種、特點如表4.3

第30頁/共50頁表4.3聚醋酸乙烯酯類膠粘劑品種及特點

型號名稱特點生產(chǎn)廠家KFT841建筑膠水昆明市建筑防水材料廠SG701建筑輕板膠粘劑無毒、無臭、耐久、耐火南京石膏板廠等SJ－801建筑用膠無毒、無味、耐酸、耐堿北京有機化工廠106106膠粘結(jié)力強哈爾濱市石膏板廠424A地板膠干燥快、耐濕熱、防潮北京航空材料研究所801建筑膠水武漢化工防腐材料廠8402多功能建筑用膠無毒、無味、不燃、耐凍上海中南建筑材料廠中南牌墻布粘結(jié)劑無毒、無味、耐酸、耐堿上海中南建筑材料廠第31頁/共50頁型號名稱特點生產(chǎn)廠家白乳膠粘結(jié)力強重慶天然氣化工廠中南牌馬賽克粘結(jié)劑無毒、無味上海中南建筑材料廠SG8104壁紙粘結(jié)劑粘結(jié)力強，對溫度、濕度變化引起的脹縮適應(yīng)性能好，不開膠中建一局科研所水性10號塑料地板膠無毒、無味、快干、粘結(jié)力強北京特種材料廠4115塑料地板膠粘結(jié)力強、防水、抗凍北京市單店磚廠等第32頁/共50頁由不飽和二元酸、飽和二元酸組成的混合酸與二元醇起反應(yīng)制成線型聚酯，再與不飽和單體交聯(lián)固化后，即成體型結(jié)構(gòu)的熱固性樹脂。主要用于制造玻璃鋼，也可粘接陶瓷、玻璃鋼、金屬、木材、人造大理石和混凝土。不飽和聚酯樹脂膠粘劑的接縫耐久性和環(huán)境適應(yīng)性較好，并有一定的強度。4.4.5不飽和聚酯樹脂（UP）膠粘劑

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這種膠的外觀為無色透明膠體，是以聚乙烯醇與甲醛在酸性介質(zhì)中進行縮合反應(yīng)而得的一種透明水溶性膠體。（1）特性無臭、無毒、不燃、粘度小、價格低廉、粘結(jié)性能好，其粘結(jié)強度≥0.9MPa。（2）用途主要用于墻布、墻紙與墻面的粘貼，室內(nèi)涂料的膠料、外墻裝飾的膠料及室內(nèi)地面涂層膠料。

4.4.6聚乙烯醇縮甲醛(107膠)第34頁/共50頁

由聚乙烯醇縮甲醛經(jīng)尿素改性而得，它的外觀為微黃色或無色透明膠體。（1）特性無毒、無味、不燃，游離醛含量低，施工中無刺激性氣味。（2）用途主要用于墻布、墻紙、瓷磚及水泥制品等的粘貼，也可以作為地面、內(nèi)外墻涂料的基料。4.4.7801膠第35頁/共50頁

氯丁橡膠膠粘劑簡稱氯丁膠，是以氯丁橡膠為基料，另加入其他樹脂、增稠劑、填料等配制而成。

這類膠粘劑的主要優(yōu)點是：

（1）主體材料本身具有彈性高、柔性好的特點。

（2）固化速度快，粘合后內(nèi)聚力迅速提高，初粘力高。4.4.8氯丁橡膠膠粘劑第36頁/共50頁

（3）氯丁膠由于極性強，對大多數(shù)材料都有良好的粘合力。

（4）具有較好的耐熱性、耐燃性、耐油性、耐候性和耐溶劑性。

（5）為了進一步改善氯丁膠的粘附性和耐熱性，常采用合成樹脂對其進行改性。

表4.4為幾種氯丁膠品種、性能及廠家。

第37頁/共50頁表4.4氯丁膠品種、性能及生產(chǎn)廠家型號名稱特點生產(chǎn)廠家CX401氯丁膠粘劑北京椿樹橡膠制品廠LDN1~5硬材料粘結(jié)劑耐濕、耐老化四川長壽化工廠長城牌202氯丁膠粘劑干燥快、初粘強度大、膠膜柔軟上海制筆零件三廠XY401膠粘劑無毒、粘性強北京橡膠二十廠804－SPVC地板膠粘劑無毒、無味、耐溫、不燃上海江?；S801強力膠初粘強度高，耐沖擊、耐油上海新光化工廠第38頁/共50頁型號名稱特點生產(chǎn)廠家CBJ－84膠粘劑初粘強度高，耐酸、耐堿江蘇常州新型建材廠JY－7壓敏粘合劑耐水、耐老化、耐酸堿上海上聯(lián)橡膠廠8123PVC地板膠粘劑無毒、耐熱、耐低溫上海匯麗化學(xué)材料總廠塑料地板膠無毒、耐熱、耐低溫北京塑料十廠家用膠粘劑耐燃、耐候、耐油河北邯鄲粘結(jié)材料廠第39頁/共50頁4.4.9丁腈橡膠（NBR）膠粘劑組成：丁二烯和丙烯腈的共聚產(chǎn)物特點：耐油性能好，抗剝離強度高接頭對脂肪烴和非氧化性酸有良好抵抗性使用范圍：主要用于橡膠制品，以及橡膠與金屬、織物、木材的粘接；更適于柔軟的或熱膨脹系數(shù)相差懸殊的材料之間的粘接（如粘合聚氯乙烯板材、聚氯乙烯泡沫塑料等）第40頁/共50頁4.4.10丁苯橡膠膠粘劑組成：丁二烯和苯乙烯的共聚產(chǎn)物特點：耐熱、耐磨和耐老化性能好；價格低廉；粘接性、耐油性、耐寒性和抗撕裂性能稍差。使用范圍：通用型丁苯膠的應(yīng)用類同天然橡膠膠粘劑。膠乳型丁苯膠主要用于織物之間，織物或橡膠與金屬間的粘接。第41頁/共50頁4.4.11丁基橡膠膠粘劑組成：異丁烯與少量異戊二烯或丁二烯的共聚體特點：優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、電性能和耐老化性；有一定的耐酸、耐堿和耐臭氧性；良好的耐腐蝕性能；優(yōu)異的密封性能。使用范圍：主要用于粘接各種植物、硫化或未硫化的丁基橡膠及其他橡膠或熱塑性塑料；不固化型丁基膩子膠多用于船舶甲板和建筑物密封。第42頁/共50頁4.4.11硅橡膠膠粘劑組成：由二甲基硅氧烷單體與其他有機硅單體在酸或堿性催化劑存在下聚合而成的一類線性高分子化合物。特點：卓越的耐溫性、室溫硫化性、良好的耐濕熱老化性能、耐寬廣的高低溫交變性。使用范圍：廣泛用于建筑物室內(nèi)外玻璃槽縫隙的密封粘接、外墻裝飾構(gòu)件的嵌縫、室內(nèi)衛(wèi)生潔具和墻面飾面的粘接密封及公路、橋梁、機場等混凝土路面伸縮縫的密封。結(jié)構(gòu)用有機硅建筑密封材料現(xiàn)已普遍用于高層建筑玻璃幕墻的粘接密封等。

第43頁/共50頁4.5膠粘劑的性能測試在科學(xué)研究和生產(chǎn)中，膠粘劑的性能測試具有重要的意義。通過這項工作，為科研提供數(shù)據(jù)，對評定膠粘劑產(chǎn)品的性能和質(zhì)量，正確地使用膠粘劑起重要的作用。膠粘劑的性能測試的方法很多，可以分為化學(xué)結(jié)構(gòu)性能、物理機械性能及工藝性能。此外，對膠接質(zhì)量控制與檢驗有破壞性方法或非破壞性方法。第44頁/共50頁4.