建筑材料項(xiàng)目課件

建筑材料

1項(xiàng)目9建筑塑料和膠粘劑建筑塑料膠粘劑9.19.22項(xiàng)目9建筑塑料和膠粘劑學(xué)習(xí)目標(biāo)了解建筑中常用的塑料、膠粘劑的種類、性質(zhì)和應(yīng)用。了解塑料、膠粘劑的組分和各組分的作用。39.1建筑塑料

9.1.1

塑料的組成合成樹脂是塑料中的基本組分，在單組分塑料中樹脂的含量幾乎為10%，多組分塑料中樹脂的含量占30%～70%。樹脂不僅起著膠黏其他組分的作用，而且樹脂的種類、性質(zhì)、數(shù)量、用量不同，其物理力學(xué)性能、用途及成本也不同。建筑塑料中常用的合成樹脂有聚氯乙烯、聚乙烯、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂等。合成樹脂1.49.1建筑塑料填料又稱為填充料，可改善和增強(qiáng)塑料的性能（如提高機(jī)械強(qiáng)度、硬度或耐熱性等），降低塑料的成本。填料可分為有機(jī)填料和無機(jī)填料兩類，在多組分塑料中常加入填料，其摻量為40%～70%，主要是一些化學(xué)性質(zhì)不活潑的粉狀、片狀或纖維狀的固體物質(zhì)。在建筑工程塑料中，按一定配方加入填料可降低成本，增加制品體積，改善加工性能，提高某些物理性能。幾乎所有的填料都能改善塑料的耐熱性，但會降低其力學(xué)性能，并使加工變得困難。常用的有機(jī)填料有玻璃纖維、云母、木粉、棉布、紙張和木材單片等，無機(jī)填料有滑石粉、石墨粉、碳酸鈣、陶土粉等。填料2.59.1建筑塑料為增加塑料的柔順性和可塑性，減小脆性而加入的化合物稱為增塑劑。增塑劑為分子量小、高沸點(diǎn)、難揮發(fā)的液體或低熔點(diǎn)的固態(tài)有機(jī)化合物。增塑劑可降低塑料制品的機(jī)械性能和耐熱性等，所以在選擇增塑劑的種類和加入量時應(yīng)根據(jù)塑料的使用性能來決定。常用的增塑劑有鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、二苯甲酮、樟腦等。增塑劑3.69.1建筑塑料在塑料中加入著色劑后，可使其具有鮮艷的色彩和美麗的光澤。所選用的著色劑應(yīng)色澤鮮明、分散性好、著色力強(qiáng)、耐熱耐曬，在塑料加工過程中穩(wěn)定性良好，與塑料中的其他組分不起化學(xué)反應(yīng)，同時，還應(yīng)不降低塑料的性能。常用的著色劑有有機(jī)染料、無機(jī)染料，有時也采用能產(chǎn)生熒光或磷光的顏料，如鈦白粉、氧化鐵紅、群青、鉻酸鉛等。著色劑4.79.1建筑塑料潤滑劑5.89.1建筑塑料為防止塑料過早老化，延長塑料的使用壽命，常加入少量穩(wěn)定劑。塑料在熱、光、氧和其他因素的長期作用下，會過早地產(chǎn)生降解、氧化斷鏈、交鏈等現(xiàn)象，而使塑料性能降低，喪失機(jī)械強(qiáng)度，甚至不能繼續(xù)使用。這種因結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定而使材料變質(zhì)的現(xiàn)象，稱為老化。穩(wěn)定劑應(yīng)是耐水、耐油、耐化學(xué)侵蝕的物質(zhì)，能與樹脂相溶，并在成型過程中不發(fā)生分解。常用的穩(wěn)定劑有光屏蔽劑（碳黑）、紫外線吸收劑（水楊酸苯酯等）、能量轉(zhuǎn)移劑（含Ni或Co的絡(luò)合物）、熱穩(wěn)定劑（硬脂酸鉛等）、抗氧劑（酚類化合物，如抗氧劑2246、CA等）。穩(wěn)定劑6.99.1建筑塑料固化劑7.固化劑又稱為硬化劑，是調(diào)節(jié)和促進(jìn)固化反應(yīng)的單一物質(zhì)或混合物，使合成樹脂中的線性分子結(jié)構(gòu)交聯(lián)成體型分子結(jié)構(gòu)，從而使樹脂具有熱固性。固化劑的種類很多，通常因塑料的品種及加工條件不同而異，如環(huán)氧樹脂常用的固化劑有膠類（乙二胺、間苯二胺），熱塑性酚醛樹脂常用的固化劑為烏洛托品（六亞甲基四胺）。109.1建筑塑料其他添加劑8.119.1建筑塑料

9.1.2

塑料的特性塑料作為設(shè)計(jì)材料使用，具有許多優(yōu)良的特性（1）質(zhì)量輕。（2）經(jīng)濟(jì)性。（3）導(dǎo)熱性低。（4）比強(qiáng)度高。（5）裝飾性好。（6）多功能性。（7）耐腐蝕性好。（8）電絕緣性好。1.塑料的優(yōu)點(diǎn)

129.1建筑塑料塑料的缺點(diǎn)2.（1）（2）（3）易燃。剛度小。易老化。（4）毒性。（5）塑料無法被自然分解。139.1建筑塑料

9.1.3

塑料的分類按使用特性分類1.

（1）通用塑料。通用塑料是指產(chǎn)量大、用途廣、成型性好、價格便宜的塑料。（2）工程塑料。工程塑料是指能承受一定外力作用，具有良好的機(jī)械性能和耐高、低溫性能，尺寸穩(wěn)定性較好，可以用做工程結(jié)構(gòu)的塑料，如聚酰胺。（3）特種塑料。特種塑料是指具有特種功能，可用于航空、航天等特殊應(yīng)用領(lǐng)域的塑料。149.1建筑塑料按理化特性分類2.塑料按理化特性分為熱塑性塑料和熱固性塑料。（1）熱塑性塑料。熱塑性塑料是指加熱后會熔化，可流動至模具冷卻后成型，再加熱后又會熔化的塑料，即可運(yùn)用加熱及冷卻，使其產(chǎn)生可逆變化。（2）熱固性塑料。熱固性塑料是指在受熱或其他條件下能固化或具有不溶（熔）特性的塑料，如酚醛塑料、環(huán)氧塑料等。159.1建筑塑料根據(jù)各種塑料不同的成型方法，塑料可以分為膜壓塑料、層壓塑料、注射塑料、擠出塑料、吹塑塑料、澆鑄塑料和反應(yīng)注射塑料等多種類型。膜壓塑料多為物性和加工性能與一般固性塑料相類似的塑料；層壓塑料是指浸有樹脂的纖維織物，經(jīng)疊合、熱壓而結(jié)合成為整體的材料；注射塑料、擠出塑料和吹塑塑料多為物性和加工性能與一般熱塑性塑料相類似的塑料；澆鑄塑料是指能在無壓或稍加壓力的情況下，傾注于模具中能硬化成一定形狀制品的液態(tài)樹脂混合料；反應(yīng)注射塑料是用液態(tài)原材料，加壓注入模腔內(nèi)，使其反應(yīng)固化成一定形狀制品的塑料。按加工方法分類3.169.1建筑塑料

9.1.4

常用的建筑塑料聚乙烯塑料1.聚乙烯(PE)是由乙烯加成反應(yīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。聚乙烯(PE)無臭、無毒，具有優(yōu)良的耐低溫性能，化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕，常溫下不溶于一般溶劑，電絕緣性能優(yōu)良，但耐熱老化性差。聚乙烯用途十分廣泛，主要用來制造薄膜、容器、管道、電線電纜、日用品等，并可作為電視、雷達(dá)等的高頻絕緣材料。179.1建筑塑料聚氯乙烯塑料2.聚氯乙烯(PVC)是由氯乙烯單體聚合而成的，其化學(xué)穩(wěn)定性好，抗老化性能好，具有阻燃性、自熄性、耐化學(xué)藥品性、機(jī)械強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn)，但耐熱性較差，通常使用溫度為60℃以下。根據(jù)增塑劑的摻量不同，可制得軟、硬兩種聚氯乙烯塑料。軟聚氯乙烯可以制作地面材料和裝飾材料，可以作為門窗框及制成止水帶，用于防水工程的變形縫處。硬聚氯乙烯塑料有較高的機(jī)械性能和良好的耐腐蝕性能、耐油性和抗老化性，易焊接。189.1建筑塑料聚甲基丙烯酸甲酯3.199.1建筑塑料酚醛樹脂(phenolformaldehyde,PF)是由苯酚和甲醛在酸性或堿性催化劑作用下縮聚而成的，多具有熱固性。其優(yōu)點(diǎn)是易溶于醇，不溶于水，對水、弱酸、弱堿溶液穩(wěn)定，黏結(jié)強(qiáng)度高，耐光、耐熱、耐腐蝕，但絕緣性好。加入填料和固化劑后可制成酚醛塑料制品（俗稱電木），因選用催化劑的不同，可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。其主要用于生產(chǎn)壓塑粉、層壓塑料，制造隔聲、隔熱材料等及常見的高壓電插座、壓層板等。酚醛樹脂4.209.1建筑塑料脲甲醛樹脂又稱為脲醛樹脂，是尿素與甲醛反應(yīng)得到的聚合物。固化后的脲醛樹脂呈半透明狀，無毒、無色，耐光性好，長期使用不變色，熱成型時也不變色，可加入各種著色劑以制備各種色澤鮮艷的制品。其缺點(diǎn)是易于吸水，因而耐水性和電性能較差，耐熱性也不高。脲醛樹脂除了用作模壓塑料、層壓塑料、泡沫塑料外，還可用于制作水溶性板材黏合劑，也可用作織物的防縮防皺處理劑。脲甲醛樹脂5.219.1建筑塑料不飽和聚酯樹脂是在激發(fā)劑作用下，由二元酸或二元醇制成的樹脂與其他不飽和單體聚合而成。不飽和聚酯樹脂6.229.1建筑塑料環(huán)氧樹脂泛指分子中含有兩個或兩個以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)高分子化合物，多以多環(huán)氧氯丙烷和二烴基二苯基丙烷為主要原料制成。其黏結(jié)作用較強(qiáng)，耐侵蝕性也較好，穩(wěn)定性很高，再加入硬化劑之后能與大多數(shù)材料膠合。固化后的環(huán)氧樹脂具有良好的物理化學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于國防、國民經(jīng)濟(jì)各部門，用于澆注、浸漬、層壓料、黏結(jié)劑、涂料等用途。環(huán)氧樹脂7.239.2膠粘劑

9.2.1

膠粘劑的組成膠料1.

膠料是膠粘劑的基本組成物質(zhì)，也稱基料，它使膠粘劑具有黏結(jié)特性。膠料一般由一種或幾種聚合物配合組成，用于結(jié)構(gòu)受力部位的膠粘劑以熱固性樹脂為主，用于非結(jié)構(gòu)和變形較大部位的以熱塑性樹脂和橡膠為主。249.2膠粘劑固化劑與硫化劑2.259.2膠粘劑填料3.加入填料可以改善膠粘劑的性能（如強(qiáng)度、耐熱性、抗老化性、固化收縮率等），可降低膠粘劑的成本。269.2膠粘劑稀釋劑4.稀釋劑用于調(diào)節(jié)膠粘劑的黏度，增加膠粘劑涂敷浸潤性。稀釋劑有活性和非活性兩種，前者參與固化或硫化反應(yīng)，后者只起到稀釋作用。一般情況下，稀釋劑的用量越大，黏結(jié)強(qiáng)度越低。此外，為使膠粘劑具有更好的性能或某些特殊性能，還可加入其他添加劑，如增塑劑、增韌劑、防霉劑、防腐劑等。279.2膠粘劑

9.2.2

膠粘劑的分類按基料的組成分類1.膠粘劑按基料的組成分為有機(jī)膠粘劑和無機(jī)膠粘劑兩大類。有機(jī)膠粘劑又可分為天然和合成兩類。天然類包括植物膠（淀粉、松香、生漆等）、動物膠（蟲膠、魚膠、骨膠等）和礦物膠（瀝青膠、地蠟?zāi)z等），合成類包括熱塑性樹脂型（聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇縮醛、聚酰胺等）、熱固性樹脂型（環(huán)氧、酚醛、脲醛、不飽和聚酯、有機(jī)硅等）、橡膠型（丁苯橡膠、氯丁橡膠、再生膠等）和混合型（酚醛-環(huán)氧、環(huán)氧-丁腈、環(huán)氧-聚酰胺等）。289.2膠粘劑按用途分類2.299.2膠粘劑按固化條件分類3.膠粘劑按固化條件可分為室溫固化膠粘劑、低溫固化膠粘劑、高溫固化膠粘劑、光敏固化膠粘劑、電子束固化膠粘劑等。309.2膠粘劑

9.2.3

常用的建筑膠粘劑聚醋酸乙烯膠粘劑1.聚醋酸乙烯(polymervinyiacetate,PVAX)乳液膠粘劑俗稱白乳膠，是由醋酸乙烯乳液聚合而成的。其無毒、無味，黏結(jié)強(qiáng)度高，常溫下固化速度快，但耐水性和耐熱性差。聚醋酸乙烯膠粘劑可單獨(dú)使用，也可與水泥、羧甲基纖維素等復(fù)合使用，常用作非結(jié)構(gòu)型膠粘劑，黏結(jié)各種非金屬材料，如木材、塑料壁紙、陶瓷飾面材料等，還可配置乳液涂料、乳液膩?zhàn)拥取?19.2膠粘劑環(huán)氧樹脂膠粘劑2.凡以環(huán)氧樹脂為基料配置的膠粘劑都稱為環(huán)氧樹脂(EP)膠粘劑。目前，應(yīng)用最多的是由二酚基丙烷（簡稱雙酚A）與環(huán)氧氯丙烷在堿性催化劑作用下縮聚而成的雙酚A環(huán)氧樹脂，它在加入固化劑前是熱塑性的，固化后是熱固性的。環(huán)氧樹脂膠粘劑與金屬、木材、塑料、橡膠、混凝土等均有很高的黏結(jié)力，有“萬能膠”之稱。其黏結(jié)強(qiáng)度高，收縮率小，有較好的穩(wěn)定性和電絕緣性，能在室溫至高溫條件下用不同的固化劑固化。但其固化后脆性較大，耐熱性、耐紫外線較差，抗沖擊強(qiáng)度較低，這些缺點(diǎn)可通過加入不同的添加劑來改善。329.2膠粘劑丙烯酸酯樹脂膠粘劑3.丙烯酸酯樹脂膠粘劑以丙烯酸樹脂為基料配制而成。常用的α-氨基丙烯酸酯膠粘劑為無色透明的液體，黏結(jié)力強(qiáng)，固化速度快，膠黏表面不必打毛，使用方便，且容易清除。但其耐熱性、耐水性差，性脆，不宜大面積黏結(jié)。其可用于黏結(jié)多種金屬和非金屬材料，特別是對ABS塑料、有機(jī)玻璃、聚苯乙烯等與金屬之間的黏結(jié)，能得到較為理想的膠黏強(qiáng)度。339.2膠粘劑橡膠膠粘劑4.橡膠膠粘劑是以橡膠為基料配制而成的膠粘劑。幾乎所有的天然橡膠和合成橡膠都可以用來配制膠粘劑。橡膠膠粘劑富有柔韌性，