第四章建筑胶粘剂-精品
由于日益严格的环保要求,工业国家合成胶粘剂产品构成比例 特点是水基型大大高于溶剂型,且有发展和改进并举的趋势。
(二)国内建筑胶粘剂发展的概况
我国合成胶粘剂的研制、生产以及粘接技术的推广应用始于 1958年。近20年来,由于我国经济建设的发展和人民生活水平 提高,极大的促进了胶粘剂工业的发展。我国在2000年建筑胶 粘剂的用量达到60万t左右。
(一)国外建筑胶粘剂的发展概况
20世纪40年代,由于合成高分子工业的发展,一系列性能优异 的合成胶粘剂面世,建筑工业同时开始使用胶粘剂。建筑胶粘 剂不仅可以促进了建筑制品工厂化生产,而且加快了现场施工 速度,减轻了劳动强度,提高了效率,同时胶粘剂成为预制复 合建材和现场施工不可缺少的材料。
胶粘剂在工业国家正稳步发展并趋向成熟。随着技术的进步, 胶粘剂的特性向高性能发展,例如耐热、耐低温、阻燃、绝缘、 导电、导热、高强度等热、电、力学性能的提高。
5、建筑密封胶:主要用于玻璃与金属、金属与金属、金属与 混凝土、混凝土与混凝土之间的密封,要求粘接力牢固、弹性、 防水、耐老化性能好。
6、建筑结构及化学灌浆用胶粘剂:环氧树脂、改性环氧。
7、建筑防腐胶粘剂:这类胶多为双组分溶剂型胶粘剂,如环 氧树脂、不饱和聚酯、酚醛树脂、呋喃树脂等。主要适用于 酸、碱、盐腐蚀的场合,
我国目前已有1200多家企业,品种牌号3000多个,胶黏剂生产能力300万t。 其中产量最大的仍然是三醛胶(酚醛、脲醛和三聚氰胺甲醛)和乳液型胶,二者 分别占总产量的45.2%和29.2%。
从市场应用看,建筑业用量最大,约占总胶量51.8%,其次是纸包装业,约占 总胶量的12.6%,第三是制鞋业,约占9.0%。
木材胶黏剂用量日益扩大增多,全世界木材胶黏剂产量占胶黏剂总产量的3/4, 如美国约60%的合成胶黏剂用于木材加工业,俄罗斯为79%,日本为75%,在 我国60%~70%的胶黏剂也用于木材加工业。
预计2010年我国合成胶黏剂的需求量将达到480万-500万吨。2004年中国大 陆胶黏剂产量总计379万吨 。
按用途分类 可分为三类:
1)结构胶 这类胶有较好的粘结强度、耐热、耐候、耐疲劳性 能、能承受较大的负荷。
2)非结构胶 这类胶的胶接强度不高,不能承受较大的负荷和 较高的温度。
3)特种胶 能满足某些特殊性能要求的胶粘剂。如耐高温胶、 压敏胶、应变胶、导电胶、医用胶、水下胶、导磁胶等。
另外,按胶接工艺特点分类 :可分为热熔胶、常温固化胶、高 温固化胶、厌氧胶等;
按胶的状态分类:可分溶剂型胶、溶液型胶、乳液型胶、粉状 胶、股状胶、糊状胶、胶带等。
(3)无机化合物:某些磷酸盐、硅酸盐等。
2、固化剂: 是使液态基料通过化学反应,发生聚合、缩聚或 交联反应,转变成高分子量固体,使胶接接头具有力学强度和 稳定性的物质。不同的基料应选用固化快、质量好、用量少的 固化剂。
3、填料:在胶粘剂中加入一定量的填充物,可增加胶粘剂的稠 度,降低膨胀系数,减少收缩性,提高胶层的冲击韧性和其他 机械强度。同时,可增加胶接接头的耐热性,降低胶粘剂成本
2、粉状型建筑胶粘剂:常用的胶粘剂有纤维素醚类,可再分 散的乳液粉;目前这些干粉均需进口。
3、膏状胶粘剂:市场上出售的膏状胶粘剂大都以乙烯-乙 酸乙烯为胶接料,以松香的乙醇溶液为增塑剂,在加入无机 填料及甲苯经搅拌制成;使用方便。
4、混凝土界面处理剂:1981年我国有关单位开发出混凝土界 面剂,它是通过被粘接物的表面如混凝土基层、饰面砖板被粘 面的涂覆,然后再用普通水泥砂浆粘贴,从而增加了界面的粘 接力。
4、溶剂:在溶剂型的胶粘剂的组合中,需用有机溶剂来溶解 粘料,调节其粘度,提高渗透力,延长使用寿命,以便于施工。 溶剂的挥发速度,对胶接质量有较大的影响。
5、其它助剂:为了满足某些特殊要求,在胶粘剂中常需加入 其他一些附加剂,如增塑剂、防霉剂、防腐剂、防老化剂等 用于改善胶粘剂的性能。
胶粘剂大致的分类: 按胶粘剂基料的化学组成分类可分为无机、有机两大类,其无 机物与有机物之间的复合可作粘剂的基本成分,胶粘剂 的粘结性能主要有粘料决定,粘料通常由以下物质组成。
(1)天然高分子化合物:淀粉、蛋白质、动物皮胶、骨胶及 天然橡胶等。
(2)合成高分子化合物:有热固性树脂如酚醛树脂、脲醛树 脂、环氧树脂、有机硅树脂等;热塑性树脂如聚乙酸乙烯酯、 聚乙烯醇缩醛类树脂、聚苯乙烯等;弹性材料如氯丁橡胶、丁 腈橡胶、聚硫橡胶等。
我国在20世纪70年代末和80年代初我国开发出建筑胶粘剂及混 凝土界面处理剂系列产品,因其对饰面砖粘接力高、弹性模量 小,在装修方面工程中得到了广泛的应用。
国内常用的建筑胶粘剂主要有以下几类:
1、乳液型建筑胶粘剂:乙烯-乙酸乙烯、丙烯酸乳液、水乳 环氧、纤维素醚类溶液及聚乙烯醇缩甲醛(107胶)等,它们 是以水为分散介质,现场只需加入预拌好的硅酸盐水泥、砂子 中,和匀后即成聚合物砂浆,用于饰面砖板粘贴、抹灰及批刮 腻子等。
4.胶粘缝有气密、水密的特点,从而有利于建筑节能。
5.胶接可以将两种不同材料甚至热膨胀系数相差很大的材料用弹 性胶连接复合,因为弹性胶可以减弱或克服温度变化产生的应力 破坏。
二、胶粘剂的组分与分类
胶粘剂是多组分的材料,从功能上可分为两部分: 一是基料或称粘料,是胶黏剂的主要成分,它决定着胶的主 要性能;有天然聚合物、合成聚合物及无机物三大类。 二是助剂,主要包括固化剂与硫化剂、催化剂与促进剂、增 塑剂、增韧剂、稀释剂、着色剂、偶联剂及有关填料等。
建筑工程使用胶粘剂的主要优点有以下几个方面:
1.薄膜材料、纤维材料、碎屑材料等只能用胶粘剂才能将他们连 接复合成为所需要的建筑材料。例如:玻璃纤维增强材料、刨花 板、木屑板、层合板等都是利用胶粘剂复合成材的。
2.胶粘缝的应力分布面积较之机械连接宽大且均匀,这使复合材 料避免或可缓解应力集中导致的破坏,从而利于制作轻质高强 的复合材料。 3.各向异性材料的强度质量比和尺寸稳定性可以利用合理的胶 接设计获得改善。