建筑材料第10章 合成高分子材料

• 2. 常用建筑涂料 • 建筑涂料品种繁多，按其在建筑物中使用部位的不同，可以 分为：内墙涂料；外墙涂料；地面涂料；顶棚涂料；屋面防水涂 料等。 • ３．胶粘剂 • 能够将两种材料直接粘结在一起的物质被称为粘结剂，粘结剂的 种类繁多，常用的高分子粘结剂有热固型粘结剂、热塑型粘结剂、 橡胶型粘结剂、混合型粘结剂等。 • 组成粘结剂的成分有： • （1）合成树脂粘料 • 它主要起基本粘结作用，是粘结剂的主要成分，常用的粘料是 各种合成树脂，如环氧树脂、聚氨酯树脂、有机硅树脂、酚醛树 脂、脲醛树脂、聚醋酸乙烯树脂、聚乙烯醇甲醛树脂等。其中以 热固性树脂的粘结强度较高。
• 2.2改性添加剂 • 为改善塑料的性质，需加入多种作用不同的 添加剂。常用的添加剂有如下几种： • （1）填充料 • 为调节塑料的物理化学性能，提高机械 强度，扩大使用范围而加入的粉状或纤维状 无机化合物。如加入玻璃纤维可提高塑料的 机械强度；加入云母可增强塑料的电绝缘性； 加入石棉可改善塑料的耐热性。加入填充料 后还可降低塑料的成本。常用的填充料还有 石灰石粉、滑石粉、铝粉、碳黑、木屑、木 粉及其它纤维等。
•3 塑料的应用 • （１）塑料在工业与民用建筑中可生产塑料 管材、板材、门窗、壁纸、地毯、器皿、绝 缘材料、装饰材料、防水及保温材料等。 • （ 2 ）在基础工程中可制作塑料排水板或隔 离层、塑料土工布或加筋网等。 • （ 3 ）在其它工程中可制作管道、容器、粘 结材料或防水材料等，有时也可制作结构材 料。 • 在选择和使用塑料时应注意其耐热性、抗老 化能力、强度和硬度等性能指标。
• （４）稳定剂 • 它是为使塑料长期保持工程性质而加入的物 质。常用的稳定剂有抗老化剂、热稳定剂等， 如硬脂酸盐及环氧树脂等。 • （５）着色剂 • 塑料中加入着色剂是为获得所需的色彩。塑 料中加入的着色剂应能与树脂相混熔和混溶， 在加热加工和使用中应稳定。 • 为使塑料获得某种性能还可加入润滑剂、发泡 剂、阻燃剂等。
• 例9-1 有机高分子材料的特性是什么？ • 解 • 与普通土木建筑材料相比，有机高分子材料的工程性质具有如 下特点： • １．密度小 • 有机高分子材料的密度较小，一般为0．8～2．2 g/cm3，是 一种轻质建筑材料，这也是它在土木建筑工程中的优点之一。 • ２．力学性能好 • 常温下大部分有机高分子材料的韧性良好，其中有许多强度较高， 有些变形能力很强，使其在工程的某些部位可取代脆性很强的无 机材料。 • ３．耐水性和耐湿性好 • 多数有机高分子材料增水性很强，有良好的防水和防潮性， 是土木建筑工程中最常用的防水材料。工程中常通过选择材料的 品种和厚度来满足不同的防水要求。
• 2.塑料的构成 • 塑料是由起胶结作用的树脂和起改性作用的添加剂 构成的。 • 2.1树脂 • 树脂为塑料的主要成分，其质量占塑料的４０％以上， 在塑料中起胶结作用，并决定塑料的硬化性质和工程性 质。塑料常以所用的树脂命名。 • 常用的热塑性塑料有聚氯乙烯塑料（ＰＶＣ）、聚乙烯 塑料（ＰＥ），聚丙烯塑料（ＰＰ）、聚苯乙烯塑料 （ＰＳ）、改性聚苯乙烯塑料（ＡＢＳ）、聚甲基丙烯 酸塑料（ＰＭＭＡ即有机玻璃）； • 常用的热固性塑料有酚醛树脂塑料（ＰＦ）、脲醛树脂 塑料（ＵＦ）、三聚氰胺树脂塑料（ＭＦ）、环氧树脂 塑料（ＥＰ）、不饱和聚酯树脂塑料（ＵＰ）和有机硅 树脂塑料（ＳＩ）等。尽管这些树脂的性能不同，但是 它们的基本构成形式却相同。
• （2）次成膜物质 • 涂料中所用颜料和填料，以微细粉状均匀分散于涂 料介质中，赋予涂膜以色彩、质感，起到提高涂膜的抗 老化性、耐候性等作用，因而被称为次成膜物质。 • （３）溶剂 • 溶剂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。它的作用是将油料、树 脂稀释并能将颜料和填料均匀分散，调节涂料粘度。 • （４）辅助材料 • 辅助材料又称助剂，它的用量很少，但种类很多， 各有所长，且作用显著，是改善涂料性能不可忽视的重 要方面。
• 第二节 建筑涂料 • 涂料是一类能涂覆于物体表面并在一定条件下形 成连续和完整涂膜的材料的总称。早期的涂料主要以 干性油或半干性油和天然树脂为主要原料，所以这种 涂料被称为油漆。 涂料的主要功能是保护基材和美化 环境。 • 1. 涂料的组成 • 涂料是由多种材料调配而成，每种材料赋予涂料 不同的性能。涂料的主要组成包括： • （１）主成膜物质 • 主成膜物质是将涂料中的其他组分粘结在一起， 并能牢固附着在基层表面形成连续均匀、坚韧的保护 膜。它包括基料、胶粘剂和固着剂。主成膜物质的性 质，对形成涂膜的坚韧性、耐磨性、耐候性以及化学 稳定性等，起着决定性的作用。
• （2）增塑剂 • 为提高塑料加工时的可塑性，使其在较低的 温度和压力下成形而加入的化学物质就是增塑 剂。有些增塑剂还能改善塑料的强度、韧性、 柔顺性。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、 邻苯二甲酸二辛酯、磷酸二甲酚酯、二苯甲酮、 樟脑等。 • （３）固化剂 • 固化剂是调节塑料固化速度，使树脂硬化的 物质。通过选择固化剂的种类和掺量，可取得 所需要的固化速度和效果。常用的固化剂有胺 类、酸酐、过氧化物等。
• （２）聚氯乙烯塑料。是一种通用塑料，由聚氯乙 烯树脂加入增塑剂填料、颜料和其它附加剂质或软质制品。它的使用温度范围为 － 15 ～ 55 ° C ，化学稳定性好，可耐酸、碱盐的腐 蚀，并耐磨，具有消声、减震功用，其抗弯强度大 于60MPa。 • （３）酚醛塑料。酚醛树脂是酚类和醛类结合而成 的，有热塑料和热固性两类，具有耐热、耐湿、耐 化学侵蚀和电绝缘等性能。颜色有棕色和黑色两种， 但较脆，不耐撞击。在建筑工程中主要用作电木粉、 玻璃钢、层压板等。
• （４）聚甲基丙烯酸甲酯塑料。聚甲基丙 烯酸甲酯是由丙酮、氰化物和甲醇反应、 聚合而成。在不加其它组分时制成的塑料 具有高度透明性，在建筑上制成采光用的 平板或瓦楞板（亦称有机玻璃），在树脂 中加入颜料、染料、稳定剂和填充料，可 挤压或模塑制成表面光洁的建筑制品，用 玻璃纤维增强的树脂可制成浴缸等卫生用 品。
• （２）固化剂和催化剂 • 它们是为使粘结剂固化迅速或强度提高而加入的物 质，往往将其与粘料分开放置和保存，使用前在现 场混合后立即使用。 • （3）填料 • 它是为改善粘结剂的强度、稳定性而加入的物质， 加入填料后还可降低成本。 • （4）稀释剂 • 它是为调节粘结剂的粘度，便于使用操作而加入的 有机溶剂。常用的稀释剂有环氧丙烷，丙酮、二甲 苯等。 • 常用的建筑粘结剂有环氧树脂粘结剂、聚氨脂粘结 剂、不饱和聚酯树脂粘结剂、酚醛树脂、糠醛树脂 粘结剂、氯丁橡胶粘结剂、丁睛橡胶粘结剂等。#
第十章 合成高分子材料
安徽水利水电职业技术学院
张思梅主讲
• 第一节 建筑塑料 • 塑料是以有机高分子化合物为基本材料，加入 各种改性添加剂后，在一定的温度和压力下塑制而 成的材料。 • 1. 塑料的分类 • 根据塑料的热行为可分为热塑性塑料和热固性 塑料：热塑性塑料经加热成形、冷却硬化后，再经 加热还具有可塑性；热固性塑料是经初次加热成型 并冷却固化后，其中多数有机高分子已发生聚合反 应，形成了热稳定的高聚物，此物质即使再经加热 也不会软化和产生塑性。总之，热塑性塑料的塑化 和硬化过程是可逆的，而热固性塑料的塑化是不可 逆的。
• 例 9-2 塑料的主要组成有哪些？其作用 如何？ •解 • 塑料的主要组成有合成树脂、填充料、增 塑剂和固化剂等。树脂在塑料中起胶结作 用，并决定塑料的硬化性质和工程性质和 应用；填充料主要起提高强度、硬度、刚 度及耐热性等，同时也为了减小收缩和降 低造价；增塑剂改善塑料加工工艺性能， 降低压力和温度，还可以改善塑料的韧性、 塑性和柔顺性等；固化剂使线型高聚物交 联为体型高聚物，从而具有热固性。
• ４．耐腐蚀性好 • 多数有机高分子材料结构十分稳定，对酸、碱、盐 等介质的耐腐蚀性优于普通无机建筑材料。 • ５· 加工性好且使用方便 • 有机高分子材料可采用多种加工工艺，可塑制成 各种形状、厚度不同的产品；有的经溶剂稀释后可现场 施工操作，能适应工程的不同需要。 • ６．耐高温和大气稳定性差 • 多数有机高分子材料高温下易产生软化、分解或 燃烧等变化，失去工程性质。在阳光（特别是紫外线）、 热、氧及水蒸气的作用下，有机高分子材料的组成及内 部结构会不断老化，使其不断变脆甚至开裂，性能逐渐 恶化而失去原有的工程性质。 • ７．对人和环境的健康有不良影响 • 有机高分子材料在生产、施工及使用过程中可能释放 出挥发性有机物，对人和环境的健康有不良影响。
• 例9-3 常用建筑塑料有几种？其特性和用途 是什么？ •解 • 建筑上常用塑料有以下几种： • （１）聚乙烯塑料。是由聚乙烯树脂聚合 而成。按聚合方法分为高压、中压、低压三 种，为白色半透明材料，具有优良的电绝缘 性能和化学稳定性，但机械强度不高，质地 较柔韧，不耐高温。在建筑上主要制成管子 或作水箱，用于排放或贮存冷水；制成薄膜 用于防潮、防水工程，或作绝缘材料。聚乙 烯由石油裂解分离而得，材料来源丰富。
• 例9-4 胶粘剂的主要组成有哪些？其作用如何？ • 解胶粘剂的主要组成有合成树脂、固化剂或交联剂、 填料及稀释剂等。合成树脂主要起粘结作用；固化 剂或交联剂主要使线型分子结合或交联成为体型的 热固性的树脂或网型的弹性体（即橡胶）；填料主 要起减少收缩和热膨胀性及降低成本等作用；稀释 剂为调节粘结剂的粘度，便于使用操作而加入的有 机溶剂，以改善工艺性能，增加涂敷湿润性等。 • 常用的建筑粘结剂有环氧树脂粘结剂、聚氨脂粘结 剂、不饱和聚酯树脂粘结剂、酚醛树脂、糠醛树脂 粘结剂、氯丁橡胶粘结剂、丁睛橡胶粘结剂等。 •
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