第12章建筑粘結(jié)劑

1、14 建筑膠粘劑建筑膠粘劑 主要介紹建筑膠粘劑的組成與分類，膠粘主要介紹建筑膠粘劑的組成與分類，膠粘 機理及影響膠結(jié)強度的因素，常用膠粘劑的品機理及影響膠結(jié)強度的因素，常用膠粘劑的品 種、特性、選擇及應(yīng)用。通過本章的學(xué)習(xí)，要種、特性、選擇及應(yīng)用。通過本章的學(xué)習(xí)，要 了解建筑膠粘劑膠粘機理，熟悉膠粘劑的組成了解建筑膠粘劑膠粘機理，熟悉膠粘劑的組成 與分類，掌握影響膠結(jié)強度的因素及常用膠粘與分類，掌握影響膠結(jié)強度的因素及常用膠粘 劑的品種、特性、選擇及應(yīng)用。劑的品種、特性、選擇及應(yīng)用。 本章提要本章提要 膠粘劑又稱粘合劑、粘結(jié)劑，是一種具有優(yōu) 良粘合性能的物質(zhì)。它能在兩種物體表面之間形 成薄膜，使

2、之粘結(jié)在一起，其形態(tài)通常為液態(tài)和 膏狀。 常用的主要有聚乙烯醇、醋酸乙烯、過氯乙 烯、氯丁橡膠、苯丙乳液及環(huán)氧樹脂等。 隨著技術(shù)的進步，膠粘劑由一般的膠粘特性 向功能性膠種提高。 本本 章章 內(nèi)內(nèi) 容容 14.1 膠粘劑的組成與分類膠粘劑的組成與分類 14.2 膠粘機理及影響膠結(jié)強度膠粘機理及影響膠結(jié)強度 的因素的因素 14.3 常用膠粘劑的品種、特性常用膠粘劑的品種、特性 及選用原則及選用原則 14.1 膠粘劑的組成與分類膠粘劑的組成與分類 膠粘劑一般多為有機合成材料，通常是由粘 結(jié)料、固化劑、增塑劑、稀釋劑及填充劑等原料 經(jīng)配制而成。 膠粘劑粘結(jié)性能主要取決于粘結(jié)物質(zhì)的特性。 （1）粘結(jié)料

3、 粘結(jié)料也稱粘結(jié)物質(zhì)，是膠粘劑中的主要成 分，它對膠粘劑的性能，如膠結(jié)強度、耐熱性、 韌性、耐介質(zhì)性等起重要作用。膠粘劑中的粘結(jié) 物質(zhì)通常是由一種或幾種高聚物混合而成，主要 起粘結(jié)兩種物件的作用。 一般建筑工程中常用的粘結(jié)物質(zhì)有熱固性樹 脂、熱塑性樹脂、合成橡膠類等。 14.1.1 膠粘劑的組成膠粘劑的組成 （2）固化劑 固化劑是促使粘結(jié)料進行化學(xué)反應(yīng)，加快膠 粘劑固化產(chǎn)生膠結(jié)強度的一種物質(zhì)，常用的有胺 類或酸酐類固化劑等。 （3）增塑劑 增塑劑也稱增韌劑，它主要是可以改善膠粘 劑的韌性，提高膠結(jié)接頭的抗剝離、抗沖擊能力 以及耐寒性等。常用的增塑劑主要有鄰苯二丁酯 和鄰苯二甲酸二辛酯等。 （4

4、）稀釋劑 稀釋劑也稱溶劑，主要對膠粘劑起稀釋分散、 降低粘度的作用，使其便于施工，并能增加膠粘 劑與被膠粘材料的浸潤能力，以及延長膠粘劑的 使用壽命。 稀釋劑分為兩大類：一類為非活性稀釋劑， 俗稱為溶劑，不參與膠粘劑的固化反應(yīng)；另一類 為活性稀釋劑。常用的有機溶劑有丙酮、甲乙酮、 乙酸乙酯、苯、甲苯、酒精等。 （5）填充劑 填充劑也稱填料，一般在膠粘劑中不與其他 組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。其作用是增加膠粘劑的稠度， 降低膨脹系數(shù)，減少收縮性，提高膠結(jié)層的抗沖 擊韌性和機械強度。 常用的填充劑有金屬及金屬氧化物的粉末， 玻璃、石棉纖維制品以及其他植物纖維等，如石 棉粉、鋁粉、磁性鐵粉、石英粉、滑石粉及其

5、他 礦粉等無機材料。 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。 14.1.2 粘結(jié)劑的分類粘結(jié)劑的分類 14.1.2.1 按固化條件分類按固化條件分類 按粘結(jié)料性質(zhì)可將膠粘劑分為有機膠粘劑和 無機膠粘劑兩大類，其中有機類中又可再分為人 工合成有機類和天然有機類，即： 14.1.2.2 按粘結(jié)料性質(zhì)分類按粘結(jié)料性質(zhì)分類 按狀態(tài)可以分為溶液類膠粘劑、乳液類膠粘 劑、膏糊類膠粘劑、膜狀類膠粘劑和固體類膠粘 劑等。 14.1.2.3 按狀態(tài)分類按狀態(tài)分類 （1）結(jié)構(gòu)型膠粘劑 （2）非結(jié)構(gòu)型膠粘劑 （3）特種膠粘劑 14.1.2.4 按用途

6、分類按用途分類 14.2 膠粘機理及影響膠結(jié)強度的因素膠粘機理及影響膠結(jié)強度的因素 研究膠粘機理首先要分析和探討膠結(jié)接頭是 怎樣破壞的。經(jīng)大量試驗，膠結(jié)接頭的破壞有三 種情況：被膠物本身內(nèi)聚破壞、膠層本身內(nèi)聚破 壞、膠與被膠物界面粘附破壞。 膠粘劑與被膠材料產(chǎn)生膠結(jié)強度，其大小決 定于膠與被膠物之間的粘附力和膠層本身內(nèi)聚力 共同作用的結(jié)果。 14.2.1 膠粘機理膠粘機理 要膠粘劑與被膠材料產(chǎn)生最大的膠結(jié)強度， 就必須提高內(nèi)聚力和粘附力的共同作用。 要使膠粘劑與被膠材料產(chǎn)生粘合力，首要的 條件是膠粘劑能良好地浸潤被膠材料。 （1）機械連結(jié)理論 （2）物理吸附理論 （3）擴散理論 （4）化學(xué)鍵理

7、論 （5）靜電理論 評定膠結(jié)強度的有剪切強度、剝離強度、疲 勞強度、沖擊強度等，一般采用拉伸剪切強度作 為膠結(jié)強度大小的主要評定指標(biāo)。 影響膠結(jié)強度的因素有很多，最主要的有膠 粘劑的選擇、被粘結(jié)材料的性質(zhì)、膠粘劑對被粘 物表面的浸潤性（或稱濕潤性）、粘結(jié)工藝及環(huán) 境條件等。 14.2.2 影響膠結(jié)強度的主要因素影響膠結(jié)強度的主要因素 選擇合適的膠粘劑是影響膠結(jié)強度的關(guān)鍵因 素。 (1)膠結(jié)強度 (2)工作溫度 (3)固化條件 14.2.2.1 粘結(jié)劑的選擇粘結(jié)劑的選擇 被粘物的性質(zhì)主要指被粘物的組成、結(jié)構(gòu)及 表面狀況等。 通常情況下，非極性被粘物采用極性膠粘劑， 極性被粘物采用非極性膠粘劑，粘

8、結(jié)強度都不會 太高。 被粘物的表面狀況也直接影響粘附力，對膠 結(jié)強度影響極大，因此要求被粘物表面具有如下 特征： 14.2.2.2 被粘物的性質(zhì)被粘物的性質(zhì) （1）清潔度方面 被粘物表面應(yīng)清潔、干燥、無銹蝕、無漆皮 等。 （2）粗糙度方面 被粘物表面應(yīng)有一定的粗糙度，這樣能增大 粘結(jié)面積，增加機械結(jié)合作用。 （3）表面化學(xué)性質(zhì)方面 （4）表面溫度方面 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

9、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。 14.2.2.3 膠粘劑對被粘物表面的浸潤性膠粘劑對被粘物表面的浸潤性 （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 14.2.2.4 粘結(jié)工藝粘結(jié)工藝 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。 14.2.2.5 環(huán)境因素和接頭形式環(huán)境因素和接頭形式 14.3 常用膠粘劑的品種、特性及

10、選用原則常用膠粘劑的品種、特性及選用原則 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。 14.3.1 膠粘機理膠粘機理 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%； （4）固化后產(chǎn)物具有良好的耐腐蝕性、電 絕緣性、耐水性、耐

11、油性等； （5）和其他高分子材料及填料的混溶性好， 便于改性。 環(huán)氧樹脂的分類及代號見表14.1，環(huán)氧樹 脂膠粘劑常見品種及特性見表14.2。 表表14.1環(huán)氧樹脂的分類及代號環(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

12、脂肪酸甘油脂環(huán)氧樹脂 H 3，4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 表表14.2環(huán)氧樹脂膠粘劑品種及特點環(huán)氧樹脂膠粘劑品種及特點 型號名稱特點生產(chǎn)廠家 AH03 大理石粘結(jié)劑耐水、耐候、方便 中建一局建筑科研所 EE1高效耐水建筑膠耐熱、不怕潮濕 北京京西建筑裝飾材 料廠 EE2 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 EEI3建筑粘結(jié)劑 北京京西建筑裝飾材 料廠 SG792建筑裝修粘結(jié)劑北京市第六建筑公司 WH1萬能膠 耐熱、耐油、耐水、 耐腐蝕 四川德陽蜀光新型裝 潢材料廠 型號名稱

13、特點生產(chǎn)廠家 YJ I 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 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

14、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。 14.3.2 聚醋酸乙烯酯類膠粘劑聚醋酸乙烯酯類膠粘劑 （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）耐水性。 （8）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14.3 表表14.3聚醋酸乙烯酯類膠粘劑品種及特點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 SJ801建筑用膠無毒、無味、耐酸、耐堿

15、北京有機化工廠 1788聚乙烯醇白色絮狀北京有機化工廠 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 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

16、塑料地板膠粘結(jié)力強、防水、抗凍北京市單店磚廠等 合成橡膠膠粘劑也稱氯丁橡膠膠粘劑（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。 14.3.3 合成橡膠膠粘劑合成橡膠膠粘劑 （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14.4為幾種氯丁膠品種、性能及廠家。 表表14.4 氯丁膠品種、性

17、能及生產(chǎn)廠家氯丁膠品種、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 LDN15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 804SPVC地板膠粘劑 無毒、無味、耐溫、 不燃 上海江?；S 801強力膠 初粘強度高，耐沖 擊、耐油 上海新光化工廠 型號名稱特點生產(chǎn)廠家 CBJ84 膠粘劑 初粘強度高，耐酸、 耐堿 江蘇常州新型建材廠 JY7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 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、