第五章 塑料建材

第五章塑料建材

塑料在建筑中的应用日益广泛，近几年来国内塑料建材的生产和应用发展较快。许多新型建筑塑料制品，如塑料墙纸，塑料地板、塑料门窗、塑料管道等已在建筑中大量采用。

塑料之所以能作为建筑材料使用，并能日趋广泛地应用，首先是因为塑料具有许多比传统建筑材料优越的性能，如质轻、易加工、耐腐蚀、高强、出色的装饰性等，其次是现代建筑工业的规模和发展需要新型建筑材料，再则是石油工业的日益发展为塑料在建筑上的应用提供了可能。

塑料建材的发展已有40多年的历史，现在已在建筑工业中奠定了牢固的市场，成为除了金属、水泥、木材之外的第四种主要建筑材料。在某些国家，塑料建材已占全部建材的11%，占全部塑料产量的25%以上。

塑料建材也有一定的局限性。从而限制了它的应用，但是人们可以在加工和应用中采取各种措施加以克服。

塑料的易燃性和老化是人们普遍关心的问题。但是通过特殊的配方技术，完全有可能使它符合建材的防火要求，塑料管道，塑料门窗在国外已使用30多年仍完好无损，这足以说明老化问题已不成为建筑中使用塑料的主要障碍了。

塑料的耐热性较差，刚性较小是它的另一个缺陷，但是通过改性或与其他材料复合完全可以制得高性能的塑料。

可以预见，塑料建材将以更快的速度发展。

第一节塑料墙纸

塑料墙纸的发展已有50多年的历史，美国、西德、日本等国家使用十分普

遍，近二十年来发展特别迅速。其中以乙烯基墙纸使用最多，主要是聚氯乙烯墙纸。

一．生产工艺概述

塑料墙纸的生产一般分为两步。第一步在基层(纸或布)上复合一层塑料。最常用的复合方法是压延法和涂布法。压延法是使压延薄膜与基纸在压延机后直接加压复合。涂布法又可分为刮刀涂布、圆网涂布和逆辊涂布等方法。第二步是对复合好的墙纸半成品进行表面加工，包括印花，压花，印花压花，化学压花、发泡压花等。

二．塑料墙纸的原材料

1．树脂

生产塑料墙纸的主要材料是PVC树脂。压延法采用悬浮PVC树脂，涂布法采用乳液法生产的糊状PVC树脂，在墙纸生产中，一般采用分子量较低的树脂以便于加工。

2．增塑剂

增塑剂是一类高沸点、低发挥性的有机液体。它们在高温时能溶解PVC，从而使制品变得柔软。常用的增塑剂主要是邻苯二甲酸酯类，如二丁酯(DBP)，二辛酯(DOP)。

3．稳定剂

PVC在加工和使用过程中受光和热的作用，会发生分解放出氯化氢。放出的HCl对PVC的分解有催化作用。PVC稳定剂能吸收HCl，从而抑制其分解。最常用的是铅系稳定剂，如三盐基硫酸铅(3PbO·PbSO4·2H2O)、二盐基亚磷酸铅(2PbO·PbHPO3·1/2H2O)，用量一般为树脂量的2~5%。

4．填料

在塑料中加入适当的填料，一方面能降低制品的成本，另一方面能提高制品的尺寸稳定性、耐热耐燃性。常用的填料有重质或轻质碳酸钙粉，滑石粉等。

5．润滑剂

润滑剂的作用是使PVC便于加工，防止PVC粘辊，粘模，保证制品表面光洁。常用的润滑剂为硬脂酸，加入量为树脂量的0.2~1%。

6．发泡剂

在发泡墙纸中需加入发泡剂。最常用的是偶氮二甲酰胺，俗称AC发泡剂。呈黄色粉状结晶，比重1.66，本身及分解产物、残碴均无臭无毒。它在塑料中的分解温度为155~210℃。它的发气量为190~220ml/g。一般来说，碱性物质会降低其分解温度，酸性物质会抑制其分解，这一现象正是化学压花法的机理。

7．基纸

作为塑料墙纸的基纸，除一般要求强度、耐折度、裂断伸长等外，还应注意基纸必须有足够的耐热性、背面涂胶后卷曲度要小，以便粘贴施工，有较好的湿强度等。塑料墙纸基纸的质量一般为80~l00g/m2，厚0.12~0.15mm。三．压延法聚氯乙烯墙纸

压延法生产PVC墙纸成本低，生产效率高，产量大，但其设备投资大。

1．生产流程

PVC树酯和各种添加剂经高速捏合机捏合、密炼机塑化成团状物料，再经两台炼塑机塑化供料给压延机。压延机把塑化物料压制成薄膜，再在复合辊上与基纸复合，复合后经冷却卷取成为半成品，再经表面加工成为各种塑料墙纸。

2．设备及工艺

(1)捏和。在高速捏合机里树脂和添加剂均匀混合。PVC树脂吸收增塑剂发生溶胀，在90℃左右的温度下经数分钟捏合物料呈润湿状。

(2)密炼。密炼机经夹套加热温度较高，达120~135℃。捏合料在较高温度下经2~3分钟密炼呈初步塑化。

(3)混炼。混炼的目的是使物料在更高的温度下(一般为145~155℃)塑化均匀、完全。

(4)压延。经过充分塑化的物料在压延机里压制成表面平整光洁、无毛刺、气孔等弊病的薄膜。这就必须选择合适的工艺条件，如：辊温、车速、速比、辊距等。

(5)复合。在复合机里PVC薄膜和基纸压制成塑料墙纸半成品。

从压延机出来的PVC薄膜经引离辊到达复合装置。基纸经松卷装置到达复合装置。为了减少与PVC膜的温差，提高与PVC膜的剥离强度，基纸在进入复合机前需经预热辊预热，复合是在镀铬钢辊和橡胶衬辊组成的层压装置里完成的。钢辊表面有60~100目的网目，钢辊内通热水，控制辊面温度在80~90℃。钢辊通过两端的气缸来施加压力，气缸压力一般在0.6~0.8MPa。

为了保证PVC薄膜与基纸复合时两边对齐，常应用一种光电自动控制的边位调节器。当基纸发生横向位移时，边位调节器发出的电信号使直流马达驱动，从而带动压延机第四压辊上的圆头刀作相应的位移，保证PVC薄膜的两边和基纸对齐。

(6)冷却取卷。压延法的产量大，速度高，车速可达40~50m/min，因此必须使PVC薄膜迅速冷却。为了防止薄膜粘辊，冷却辊经喷砂处理后磨光镀铬。

取卷常用双轴回转式卷取机。收卷时的张力能够在收卷过程中自动调节。

(7)原料及配方。压延法PVC墙纸几乎都用悬浮法聚氯乙烯制造，有关原料已在前面作了讨论。

四．涂布法聚氯乙烯塑料墙纸

涂布法PVC塑料墙纸的生产是通过糊状PVC树脂的涂刮，再经过塑化、冷却，印上图案，或再经过发泡，制成发泡或不发泡的产品。涂布法生产PVC塑料墙纸的特点是品种多。图案的可变性大，设备投资较压延法低。缺点是原料中糊状PVC的成本较高，溶剂的挥发带来一定的损失和污染。

引进的涂布法PVC墙纸生产线都采用独立式结构，可根据生产需要组合成不同的生产线。通常除了能生产印刷发泡、发泡压花和发泡压花沟底印花等较高挡墙纸外，还能生产不发泡压花，印花和直接在纸上压花印花的中低挡墙纸。

1．涂布工艺

涂布法PVC墙纸生产中常用的涂布工艺有：刮刀涂布，圆网涂布、逆辊涂布等。

(1)刮刀涂布。常用的是辊筒刀涂，辊筒刀涂机有一动力驱动的橡皮辊，在辊筒的最高点垂直放置一把刮刀。调节刮刀与涂布辊的间隙可控制涂布层厚度。刮刀涂布机比较简单，涂覆量大，设备价格较低，缺点是刮涂质量较粗糙。

(2)逆辊涂布。逆辊涂布机一般由3~4个辊筒组成。糊料由传递辊传递至涂胶辊上，由定量辊控制涂膜的厚度，基底材料与涂胶辊作反向运动，用辊涂机涂膜平整，均匀性好，精度高，但设备价格较刀涂机高。

(3)圆网涂布。圆网涂布机中的圆网是利用金属电镀沉淀法制成的无接缝空心镍网，网中有一块可调节角度的刮板。用料浆泵将PVC糊通过料浆通道送入空心的旋转镍网中，通过调节刮板的角度产生不同的压力，能方便地控制糊料