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文檔簡介

建筑材料高分子材料第1頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四

合成高分子材料是指由人工合成的高分子化合物為基礎(chǔ)所組成的材料。合成高分子材料有許多優(yōu)良的性能,如密度小,比強(qiáng)度大,彈性高,電絕緣性能好,耐腐蝕,裝飾性能好等。合成高分子材料在土木工程領(lǐng)域廣泛使用,代替了很多傳統(tǒng)材料。有機(jī)高分子材料第一節(jié)高分子化合物的基本知識第2頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月第一節(jié)高分子化合物的基本知識

一、高分子化合物的定義

高分子化合物又稱高分子聚合物(簡稱高聚物),是組成單元相互多次重復(fù)連接而構(gòu)成的物質(zhì)。高分子化合物分子量雖然很大,但化學(xué)組成比較簡單,由許多低分子化合物聚合而成。例如,聚乙烯分子結(jié)構(gòu)為:…CH2—CH2…CH2—CH2…—[—CH2—CH2—]n—有機(jī)高分子材料第一節(jié)高分子化合物的基本知識第3頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月

這種結(jié)構(gòu)稱為分子鏈,可簡寫為—CH2—CH2—。即聚乙烯是由低分子化合物乙烯(CH2=CH2)聚合而成的??梢跃酆铣筛呔畚锏牡头肿踊衔?,稱為“單體”;組成高聚物最小重復(fù)結(jié)構(gòu)單元稱為“鏈節(jié)”,如—CH2—CH2—;高聚物中所含鏈節(jié)的數(shù)目n稱為“聚合度”;高聚物的聚合度一般為1×103~1×107,分子量必然很大。

第九章有機(jī)高分子材料第一節(jié)高分子化合物的基本知識第4頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月

二、高聚物的分類與命名2012年9月第九章有機(jī)高分子材料第一節(jié)高分子化合物的基本知識高聚物分類按性能用途按分子結(jié)構(gòu)按合成反應(yīng)塑料合成橡膠合成纖維膠粘劑涂料線型支鏈型體型加聚物縮聚物第5頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月第九章有機(jī)高分子材料第一節(jié)高分子化合物的基本知識聚乙烯聚丙烯酚醛樹脂丁苯橡膠三元乙丙橡膠大多數(shù)烯類單體聚合物都可按此命名樹脂泛指作為塑料基材的高聚物高聚物的命名單體名稱前冠以“聚”字原料后附以“樹脂”二字從單體各取一字,后附“橡膠”第6頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四

三、高聚物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1高聚物分子鏈的形狀與性質(zhì)

按分子幾何結(jié)構(gòu)形態(tài)分為線型、支鏈型和體型第九章有機(jī)高分子材料第一節(jié)高分子化合物的基本知識圖9-1聚合物大分子鏈的形狀第7頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(1)線型:大小分鏈節(jié)排列成線狀主鏈(如圖9-1a)。大多數(shù)呈卷曲狀,線狀大分子間以分子間力結(jié)合在一起。線型高聚物具有良好的彈性、塑性、柔順性,但強(qiáng)度較低、硬度小、耐熱性、耐腐蝕性較差,且可融可熔。線型結(jié)構(gòu)的合成樹脂可反復(fù)加熱軟化、冷卻硬化,稱為熱塑性樹脂。(2)支鏈型:分子在主鏈上帶有比主鏈短的支鏈(如圖9-1b)。分子排列較松,分子間作用力較弱,因而密度、熔點(diǎn)及強(qiáng)度低于線型高聚物。(3)體型:分子由線型或支鏈型高聚物分子以化學(xué)鍵交聯(lián)形成,呈空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(見圖9-1c)。由于化學(xué)鏈結(jié)合力強(qiáng),且交聯(lián)成一個巨型分子,因此體型結(jié)構(gòu)的合成樹脂僅在第一次加熱時軟化,固化后再加熱時不會軟化,稱為熱固性樹脂。

第九章有機(jī)高分子材料第一節(jié)高分子化合物的基本知識第8頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月

2高聚物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)與物理狀態(tài)

聚集態(tài)結(jié)構(gòu)是指高聚物內(nèi)部大分子之間的幾何排列與堆砌方式。晶態(tài)不透明或半透明非晶態(tài)透明由于長鏈高分子難免彎曲,故在晶態(tài)高聚物中也總有非晶區(qū)存在,且大分子鏈可以同時跨越幾個晶區(qū)和非晶區(qū)。晶區(qū)所占的百分比稱為結(jié)晶度。定義分類其他第九章有機(jī)高分子材料第一節(jié)高分子化合物的基本知識第9頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月圖9-2非晶態(tài)線型高聚物的變形與溫度的關(guān)系第九章有機(jī)高分子材料第一節(jié)高分子化合物的基本知識

高聚物在不同溫度條件下的形態(tài)是有差別的,如圖9-2,表現(xiàn)為下列三種物理狀態(tài):

第10頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月

(1)玻璃態(tài):當(dāng)?shù)陀谀骋粶囟葧r,分子鏈作用力很大,分子鏈與鏈段不能運(yùn)動,高聚物呈非晶態(tài)的固體稱為“玻璃態(tài)”。(2)高彈態(tài):當(dāng)溫度超過玻璃化溫度Tg時,由于分子鏈段可發(fā)生旋轉(zhuǎn),使高聚物在外力作用下能產(chǎn)生大的變形,外力卸除后又緩慢恢復(fù)原狀,高聚物的運(yùn)動狀態(tài)稱為“高彈態(tài)”。(3)粘流態(tài):隨溫度繼續(xù)升高,當(dāng)溫度達(dá)到“流動溫度”Tf后,高聚物呈極粘的液體,這種狀態(tài)稱為“粘流態(tài)”。此時,分子鏈和鏈段都可以發(fā)生運(yùn)動,當(dāng)受到外力作用時,分子間相互滑動產(chǎn)生形變,外力卸去后,形變不能恢復(fù)。第九章有機(jī)高分子材料第一節(jié)高分子化合物的基本知識第11頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月

第二節(jié)建筑塑料

塑料是以天然或合成高分子化合物為基體材料,加入適量的填料和添加劑,在高溫、高壓下塑化成型,且在常溫、常壓下保持制品形狀不變的材料。常用的合成高分子化合物是各種合成樹脂。塑料作為土木工程材料有著廣闊的前途。如建筑工程常用塑料制品有塑料壁紙、飾面板、塑料地板、塑料門窗、管線護(hù)套等;防水和密封材料有塑料薄膜、密封膏、管道、衛(wèi)生設(shè)施等。第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料第12頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月一、塑料的基本組成1合成樹脂2填充料3增塑劑4固化劑5著色劑6穩(wěn)定劑第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料第13頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月1合成樹脂定義作用含量第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料

習(xí)慣或廣義地講,凡作為塑料基材的高分子化合物(高聚物)都為樹脂。塑料的基本組成材料在塑料中起粘結(jié)作用種類、性質(zhì)和數(shù)量決定塑料的性質(zhì)含量約為30%~60%

僅有少數(shù)的塑料完全由合成樹脂所組成,如有機(jī)玻璃。第14頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月

2填充料作用常用填充料摻率

降低分子鏈間的流淌性提高塑料的強(qiáng)度、硬度及耐熱性減少塑料制品的收縮降低塑料的成本木粉、滑石粉、硅藻土、石灰石粉、石棉、鋁粉、碳黑和玻璃纖維等塑料中填充料的摻率約為40%~70%第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料第15頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月

3增塑劑第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料

降低樹脂流動溫度Tf,使樹脂具有較大的可Tf性,以利于塑料加工成型降低大分子鏈間的作用力,降低塑料的硬度和脆性,使塑料具有較好的塑性、韌性和柔順性能與樹脂均勻混合,具有良好穩(wěn)定性鄰苯二甲酸二辛酯磷酸三甲酚酯樟腦二苯甲酮作用注意事項(xiàng)常用增塑劑第16頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月4固化劑(硬化劑或熟化劑)第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料使線性高聚物交聯(lián)成體型高聚物使樹脂具有熱固性,形成穩(wěn)定堅(jiān)硬的塑料烏洛托品(六亞甲基四胺)胺類(乙二胺、間苯二胺)酸酐類(鄰苯二甲酸酐、順丁烯二酸酐)高分子類(聚酰胺樹脂)作用常用固化劑酚醛樹脂中環(huán)氯樹脂中

第17頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月5著色劑第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料

使塑料具有鮮艷的色彩和光澤,改善塑料制品的裝飾性有機(jī)染料無機(jī)顏料能產(chǎn)生熒光或磷光的顏料作用常用著色劑第18頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月

6穩(wěn)定劑第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料

防止塑料在熱、光及其他條件下過早老化抗氯化劑紫外線吸收劑作用常用穩(wěn)定劑

在塑料生產(chǎn)中還常加入一定量的其他添加劑,使塑料制品的性能更好、用途更廣泛。如加入發(fā)泡劑可以制得泡沫塑料,加入阻燃劑可以制得阻燃塑料。第19頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月

二、塑料的主要性質(zhì)

塑料具有質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、保溫絕熱性能好、加工性能好及富有裝飾性等優(yōu)點(diǎn),也存在易老化、易燃、耐熱性差及剛性差等缺點(diǎn)。

1物理力學(xué)性質(zhì)

2化學(xué)性質(zhì)第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料第20頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月1物理力學(xué)性質(zhì)1密度一般為0.9~2.2g/cm3,較混凝土和鋼材小。2孔隙率在生產(chǎn)時可在很大范圍內(nèi)加以控制。3吸水率大部分耐水,吸水率很小,一般不超過1%。4耐熱性大多數(shù)耐熱性都不高,使用溫度一般為100~200℃,僅氟塑料、有機(jī)硅聚合物等的使用溫度可達(dá)300~500℃。5導(dǎo)熱性密實(shí)塑料為0.23~0.70W/m·k,泡沫塑料接近空氣。6強(qiáng)度強(qiáng)度較高,如玻璃纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)的抗拉強(qiáng)度高達(dá)200~300MPa。7彈性模量彈性模量較小,約為混凝土的1/10,具徐變特性,在受力時有較大的變形。

第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料第21頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月2化學(xué)性質(zhì)1耐腐蝕性大多數(shù)塑料對酸、堿、鹽等腐蝕性物質(zhì)的作用都具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性,但有些塑料在有機(jī)溶劑中會溶解或溶脹。2老化在使用條件下,塑料受光、熱、大氣等作用,內(nèi)部高聚物的組成與結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,致使塑料失去彈性、變硬、變脆出現(xiàn)龜裂(分子交聯(lián)作用引起)或變軟、發(fā)粘、出現(xiàn)蠕變(分子裂解引起)等現(xiàn)象。3可燃性塑料屬于可燃性材料,建筑工程用塑料應(yīng)為阻燃塑料。4毒性液體樹脂幾乎都有毒性,完全固化后的樹脂則基本上無毒。第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料第22頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月

三、常用的建筑塑料

1工程塑料的常用品種第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料(1)聚乙烯塑料(PE)(2)聚氯乙烯塑料(PVC)(3)聚苯乙烯塑料(PS)(4)聚丙烯塑料(PP)(5)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(6)聚酯樹脂(PR)(7)酚醛樹脂(PF)(8)有機(jī)硅樹脂(OR)第23頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(1)聚乙烯塑料(PE)

由乙烯單體聚合而成。高壓聚乙烯的結(jié)晶度低、密度?。坏蛪壕垡蚁┙Y(jié)晶度高,密度大。隨結(jié)晶度和密度的增加,聚乙烯的硬度、軟化點(diǎn)、強(qiáng)度等隨之提高,而沖擊韌性和伸長率則下降。聚乙烯塑料具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性和耐水性,強(qiáng)度雖不高,但低溫柔韌性大。摻加適量炭黑,可提高聚乙烯的抗老化性能。第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料第24頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(2)聚氯乙烯塑料(PVC)

由氯乙烯單體聚合而成,在工程上常用?;瘜W(xué)穩(wěn)定性高,抗老化性好,耐熱性差(在100℃以上時會引起分解、變質(zhì)而破壞),通常使用溫度應(yīng)在60~80℃以下。根據(jù)增塑劑摻量的不同,可制得硬質(zhì)或軟質(zhì)聚氯乙烯塑料。第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料第25頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(3)聚苯乙烯塑料(PS)由苯乙烯單體聚合而成。透光性好,易于著色,化學(xué)穩(wěn)定性高,耐水、耐光,成型加工方便,價格較低。性脆,抗沖擊韌性差,耐熱性差,易燃,使其應(yīng)用受到一定限制。第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料第26頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(4)聚丙烯塑料(PP)

由丙烯聚合而成。質(zhì)輕(密度0.90g/cm3),耐熱性較高(100~120℃),剛性、延性和抗水性均好。低溫脆性顯著,抗大氣性差,用于室內(nèi)。第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料

近年來,聚丙烯的生產(chǎn)發(fā)展較迅速,聚丙烯已與聚乙烯、聚氯乙烯等共同成為工程塑料的主要品種。

第27頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(5)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)由甲基丙烯酸甲酯加聚而成的熱塑性樹脂,俗稱有機(jī)玻璃。透光性好,低溫強(qiáng)度高,吸水性低,耐熱性和抗老化性好,成型加工方便。耐磨性差,價格較貴。第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料第28頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(6)聚酯樹脂(PR)

聚酯樹脂由二元或多元醇和二元或多元酸縮聚而成。具有優(yōu)良的膠結(jié)性能,彈性和著色性好,柔韌、耐熱、耐水。第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料第29頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(7)酚醛樹脂(PF)由酚和醛在酸性或堿性催化劑作用下縮聚而成。粘結(jié)強(qiáng)度高,耐光、耐水、耐熱、耐腐蝕,電絕緣性好,但性脆。摻加填料、固化劑等可制成酚醛塑料制品,表面光潔,堅(jiān)固耐用,成本低,是最常用的塑料品種之一。第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料第30頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(8)有機(jī)硅樹脂(OR)

由一種或多種有機(jī)硅單體水解而成。耐熱、耐寒、耐水、耐化學(xué)腐蝕,但機(jī)械性能不佳,粘結(jié)力不高。用酚醛、環(huán)氧、聚酯等合成樹脂或用玻璃纖維、石棉等增強(qiáng),可提高其機(jī)械性能和粘結(jié)力。第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料第31頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月2常用工程塑料制品

(1)塑料門窗

(2)塑料管材

(3)塑料壁紙

(4)塑料地板

(5)其他塑料制品第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料第32頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(1)塑料門窗第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料定義分類特點(diǎn)

主要采用改性硬質(zhì)聚氯乙?。≒VC-U)經(jīng)擠出形成各種型材;型材經(jīng)過加工,組裝成建筑物的門窗。全塑門窗復(fù)合門窗聚氨酯門窗耐水、耐腐蝕氣密性、水密性好絕熱、隔聲、耐燃尺寸穩(wěn)定、裝飾性好第33頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(2)塑料管材2012年9月第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料質(zhì)輕、節(jié)能、不生銹、不生苔、不易積垢管壁光滑、對流體阻力小、安裝加工方便特點(diǎn)塑料管材分類按材料按質(zhì)地按品種聚氯乙烯管聚丁烯管ABS管玻璃鋼管聚丙烯管、聚乙烯管電線穿線管波紋管排水管給水管雨水管燃?xì)夤苡补苘浌艿?4頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四

塑料壁紙圖案變化多樣,色彩豐富。通過印花、發(fā)泡等工藝,可仿制木紋、石紋、錦緞、織物、瓷、普通磚,能達(dá)到以假亂真的程度,為室內(nèi)裝飾提供了極大的便利。

壁紙分類制作工藝特點(diǎn)及產(chǎn)品普通壁紙?jiān)诩埫嫔嫌D案或壓出花紋,再涂上塑料層耐水,耐用,可擦洗,價格便宜發(fā)泡壁紙?jiān)诩埫嫔贤堪l(fā)泡塑料面立體感強(qiáng),能吸聲,音響效果較好特種壁紙由于功能上的需要而生產(chǎn)的壁紙(即功能壁紙)耐水壁紙、防火壁紙、防霉壁紙、塑料顆粒壁紙、金屬基壁紙2012年9月第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料(3)塑料壁紙第35頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料質(zhì)輕、美觀、有彈性防潮、防火、吸聲、絕熱、耐磨、耐腐蝕施工簡便、易于清洗與保養(yǎng)(4)塑料地板特點(diǎn)塑料地板按樹脂按形狀聚氯乙烯塑料地板氯乙烯—醋酸乙烯塑料地板聚乙烯塑料地板聚丙烯塑料地板塊狀地板卷狀地板第36頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四(5)其他塑料制品分類塑料飾面板玻璃纖維增強(qiáng)塑料塑料薄膜特點(diǎn)質(zhì)輕、絕熱、吸聲、耐水、裝飾性好質(zhì)輕、耐水、強(qiáng)度高、耐化學(xué)腐蝕、裝飾好耐水、耐腐蝕、伸長率大、可印花、能與膠合板、石膏板、紙張、玻璃纖維布等粘結(jié)、復(fù)合適用范圍內(nèi)墻或吊頂?shù)难b飾材料

采光或裝飾性板材

室內(nèi)裝飾材料、防水材料、砼施工養(yǎng)護(hù)2012年9月第九章有機(jī)高分子材料第二節(jié)建筑塑料第37頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四第三節(jié)建筑涂料一、建筑涂料的功能與分類涂料涂敷于物體表面,并能與物體表面材料很好粘結(jié)形成連續(xù)性薄膜,從而對物體起到裝飾、保護(hù)或使物體具有某些特殊功能的材料。涂膜涂料在物體表面干結(jié)形成的薄膜,又稱涂層。建筑涂料用于建筑物表面的涂料,其主要功能是保護(hù)建筑物、美化環(huán)境及提供特種功能。第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料第38頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月2012年9月第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料涂料分類使用部位成膜物質(zhì)涂料狀態(tài)涂膜狀態(tài)涂料功能外墻涂料內(nèi)墻涂料地面涂料頂棚涂料屋面涂料有機(jī)涂料無機(jī)涂料復(fù)合涂料溶劑型涂料水溶性涂料乳液型涂料粉末涂料薄質(zhì)涂料砂壁狀涂料厚質(zhì)涂料彩色復(fù)層凹凸花紋外墻涂料普通涂料防水涂料防火涂料防霉涂料第39頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四

二、涂料的組成

1主要成膜物質(zhì)

又稱基料、粘結(jié)劑或固著劑,在涂料中主要起到成膜及粘結(jié)填料和顏料的作用,使涂料在干燥或固化后能形成連續(xù)的涂層。分類如下圖示:硅溶膠是以水為分散介質(zhì)的高分子硅酸膠體溶液,粒徑大約為10~20μm。通常呈透明性乳白色,一般含無水硅酸20%~21%,pH值約為9.2~10.0,密度1.10~1.16g/cm3。具有較高的滲透性,與基層的粘結(jié)力高,耐水性和耐候性高,主要用于外墻涂料。乳液型樹脂的成膜過程主要為乳液中水分蒸發(fā)濃縮;溶劑型樹脂的成膜過程主要為溶劑的揮發(fā),有時還伴隨化學(xué)反應(yīng)。第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料第40頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月2012年9月第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料主要成膜物質(zhì)有機(jī)質(zhì)無機(jī)質(zhì)乳液型樹脂溶劑型樹脂水泥漿硅酸酮系硅溶膠系無機(jī)聚合物系磷酸鹽系堿金屬硅酸鹽系第41頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2體質(zhì)顏料

第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料原理

與樹脂及油料等拌合時,呈其固有顏色,由于其透明性,不能阻止光線透過涂膜,因而遮蓋能力很低,也不能給涂料產(chǎn)生美麗的色彩。輕質(zhì)碳酸鈣重晶石粉高齡土石英粉增加涂膜厚度減小涂膜的收縮加強(qiáng)涂膜體質(zhì)提高涂膜的耐磨性降低涂料的成本作用常見類型第42頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月3著色顏料

定義作用分類要求第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料使涂料具有所需的各種顏色使涂膜具有一定的遮蓋力和對比率在建筑涂料中也是構(gòu)成涂料涂膜的組成部分,亦稱次要成膜物質(zhì)。無機(jī)顏料有機(jī)顏料耐受pH值大于12的強(qiáng)堿較好的耐光性、耐老化性(耐候性)第43頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月

遮蓋力通常采用黑白格法,以基層材料顏色不再呈現(xiàn)時涂料的最小用量來表示,以g/cm3計(jì)。對比率采用光反射法,以黑板和白板上的規(guī)定厚度的涂膜對光的反射之比來表示。也可提高涂膜的機(jī)械強(qiáng)度,減小涂膜的收縮,還能防止紫外線的穿透作用,提高涂膜的耐候性。顏基比在涂料工業(yè)中表示顏料的相對用量。顏基比與涂膜的性能密切相關(guān)(顏基比越高,硬度越大,沖擊韌性越低,耐污染性越好);顏基比與光澤關(guān)系密切(顏基比小于0.5時為半光澤(光澤度50%左右)、0.5~1之間時為半平光(10%~20%)、大于1.5時為平光(小于5%))。第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料第44頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月常用的無機(jī)顏料:

紅色顏料鐵紅(Fe2O3)

黃色顏料鐵黃(FeO(OH)·nH2O)

綠色顏料鉻綠(Cr2O3)

棕色顏料鐵棕(Fe2O3)

白色顏料鈦白(TiO2)、鋅白(ZnO)、鋅鋇白(立德粉,ZnS·BaSO4)、硅灰石粉(CaO·SiO2)、氧化鋯(ZrO2)

藍(lán)色顏料群青藍(lán)(Na6Al4Si6S4020)、鈷藍(lán)CO2O3)

黑色顏料碳黑(C)、石墨(C)、鐵黑(Fe304)

金屬顏料銀色顏料鋁粉(銀粉)、金色顏料銅粉(金粉)第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料第45頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月2012年9月第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料常用的有機(jī)顏料:有機(jī)質(zhì)顏料偶氮系綜合多環(huán)式系著色沉淀系紅黃橙青藍(lán)綠紅黃紫第46頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四4輔助成膜物質(zhì)

第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料有機(jī)溶劑

二甲苯乙醇正丁醇丙酮乙酸乙酯溶劑油水

作為水溶性涂料和乳液型涂料的溶劑溶解或分散主要成膜物質(zhì)改善涂料的施工性能增加涂料的滲透能力改善涂料和基層的粘結(jié)保證涂料的施工質(zhì)量第47頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月5助劑

提高固化前性質(zhì)

提高固化后性質(zhì)第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料還有催化劑、固化劑、催干劑、中和劑、防霉劑、難燃劑等。增塑劑穩(wěn)定劑分散劑乳化劑消泡劑增稠劑防流掛劑防沉降劑防凍劑抗氧劑紫外光吸收劑第48頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月三、常用建筑涂料

1常用外墻涂料(1)過氯乙烯外墻涂料(2)氯化橡膠外墻涂料(3)聚氨酯系列外墻涂料(4)苯-丙乳膠漆(5)氯-偏共聚乳液厚涂料(6)彩色砂壁狀外墻涂料(7)水乳型合成樹脂乳液外墻涂料(8)復(fù)層建筑涂料(9)硅溶膠無機(jī)外墻涂料第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料第49頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(1)過氯乙烯外墻涂料①干燥速度快,常溫下2h全干②耐大氣穩(wěn)定性好③具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性(在常溫下能耐25%的硫酸和硝酸、40%的燒堿以及酒精、潤滑油等物質(zhì))①附著力較差②熱分解溫度低(一般應(yīng)在60℃以下使用溶劑釋放性差)③含固量較低,很難形成厚質(zhì)涂層④苯類溶劑的揮發(fā)污染環(huán)境、傷害人體優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料第50頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(2)氯化橡膠外墻涂料

橡膠水泥漆氯化橡膠——主要成膜物質(zhì)增塑劑、顏料、填料、溶劑少量其他樹脂(為改善綜合性能)優(yōu)良的耐堿性、耐候性易于重涂維修別名組成特點(diǎn)第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料第51頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(3)聚氨酯系列外墻涂料

以聚氨酯樹脂或聚氨酯與其他樹脂復(fù)合物為主要成膜物質(zhì),一般為雙組分或多組分。①固化后涂膜具近似橡膠的彈性,與基層共同變形,有效阻止開裂②耐酸堿、耐水、耐老化、耐高溫③涂膜光澤度極好,呈瓷質(zhì)感①苯乙烯焦油外墻涂料②聚乙烯醇縮丁醛外墻涂料③丙稀酸酯外墻涂料定義優(yōu)點(diǎn)其他常用溶劑型外墻涂料第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料第52頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(4)苯-丙乳膠漆

由苯乙烯和丙烯酸酯類單體通過乳液聚合反應(yīng)制得苯-丙共聚乳液,是目前質(zhì)量較好的乳液型外墻涂料之一。①丙烯酸酯類的高耐光性、耐候性和不泛黃性②耐水、耐酸堿、耐濕擦洗③外觀細(xì)膩、色彩艷麗、質(zhì)感好④與水泥混凝土等大多數(shù)建材有良好粘附力

定義特點(diǎn)第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料返回第53頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(5)氯-偏共聚乳液厚涂料以氯乙烯-偏氯乙烯共聚乳液為主要成膜物質(zhì),添加其他高分子溶液(如聚乙烯醇水溶液)等混合物為基料制成。耐光、耐候性較好耐水、耐久性較差一般只有2~3年裝飾效果,易沾污脫落產(chǎn)量大,價格低,使用十分廣泛,常用于六層以下住宅建筑外墻裝飾。

定義特點(diǎn)使用范圍第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料返回第54頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(6)彩色砂壁狀外墻涂料

以合成樹脂乳液(一般為苯-丙或丙烯酸乳液)為主體制成。著色骨料一般采用高溫?zé)Y(jié)彩色砂料、彩色陶料或天然帶色石屑。簡稱彩砂涂料,因可用不同的施工工藝做成仿大理、仿花崗石質(zhì)感和色彩的涂料,又稱仿石涂料、石藝漆、真石漆。涂層具有豐富的色彩和質(zhì)感,保色性、耐水性、耐候性好,涂膜堅(jiān)實(shí),骨料不易脫落,使用壽命可達(dá)10年以上。

組成別名特點(diǎn)第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料返回第55頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(7)水乳型合成樹脂乳液外墻涂料

由合成樹脂配以適量乳化劑、增調(diào)劑和水通過高速攪拌分散而成的穩(wěn)定乳液為主要成膜物質(zhì)配制而成。乙—順乳膠漆乙—丙乳膠漆丙烯酸酯乳膠漆乙—丙乳液厚涂料無毒,不易發(fā)生火災(zāi),環(huán)境污染少,對人體毒性小,施工方便,易于刷涂、滾涂、噴涂,并可以在潮濕的基面上施工,涂膜的透氣性好。低溫成膜性差,通常必須在10℃以上施工才能保證質(zhì)量,不宜冬季施工。

定義其他類型共性第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料返回第56頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(8)復(fù)層建筑涂料基層封閉涂料(底層涂料)主層涂料面層涂料聚合物水泥系硅酸鹽系合成樹脂乳液系反應(yīng)固化型合成樹脂乳液系

第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料返回組成分類按主涂層涂料主要成膜物質(zhì)的不同第57頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(9)硅溶膠無機(jī)外墻涂料

以膠體二氧化硅為主要成膜物質(zhì),加入多種助劑經(jīng)攪拌、研磨調(diào)制而成的水溶性建筑涂料。①涂膜的遮蓋力強(qiáng)、細(xì)膩、顏色均勻明快、裝飾效果好②涂膜致密性好,堅(jiān)硬耐磨,可用水砂紙打磨拋光,不易吸附灰塵,對基層滲透力強(qiáng)③涂膜耐高溫性及其他性能均十分優(yōu)良④可與某些有機(jī)高分子聚合物混溶硬化成膜,構(gòu)成兼有無機(jī)和有機(jī)涂料的優(yōu)點(diǎn)第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料返回定義特點(diǎn)第58頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月2內(nèi)墻和頂棚涂料

(1)乳膠漆

(2)聚乙烯醇類水溶性內(nèi)涂料

(3)多彩內(nèi)墻涂料第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料第59頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(1)乳膠漆

由合成樹脂乳液為主要成膜物質(zhì),以水作為分散劑,隨水分蒸發(fā)干燥成膜。透氣性好,無結(jié)露現(xiàn)象良好的耐水、耐堿和耐候性醋酸乙烯乳膠漆醋酸乙烯—丙烯酯有光內(nèi)墻乳膠漆第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料定義特點(diǎn)常用品種返回第60頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(2)聚乙烯醇類水溶性內(nèi)涂料以聚乙烯醇樹脂及其衍生物為主要成膜物質(zhì)①涂料資源豐富,生產(chǎn)工藝簡單②具有一定裝飾效果,價格便宜③涂層的耐水性、耐水洗刷性和耐久性差第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料定義特點(diǎn)返回第61頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(3)多彩內(nèi)墻涂料

簡稱多彩涂料,是目前國內(nèi)外流行的高檔內(nèi)墻涂料,經(jīng)一次噴涂即可獲得多種色彩的立體涂膜的涂料。目前生產(chǎn)的主要是水包油型(水為分散介質(zhì),合成樹脂為分散相)。分散相為各種基料、顏料和助劑等的混合物,分散介質(zhì)為含有乳化劑、穩(wěn)定劑等的水。不同基料間、基料和水間互相摻混而不互溶,即水中分散著肉眼可見的不同顏色的基料微粒。為獲得理想的涂膜性能,常采用三種以上樹脂混合使用。

第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料返回第62頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月3地面涂料

(1)溶劑型地面涂料

(2)合成樹脂厚質(zhì)地面涂料

環(huán)氧樹脂地面厚質(zhì)涂料聚氨脂地面厚質(zhì)涂料第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料第63頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(1)溶劑型地面涂料第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料制造原理主要品種性能及生產(chǎn)工藝以合成樹脂為基料,并添加輔助材料過氯乙烯水泥地面涂料苯乙烯水泥地面涂料石油樹脂地面涂料聚酯地面涂料與溶劑型外墻涂料相似(但在選擇填料及其他輔助材料時比較注重耐磨性和耐沖擊性)返回第64頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月

以環(huán)氧樹脂E44(6101)E42(634)為主要成膜物質(zhì)的雙組分常溫固化型涂料甲組分為環(huán)氧樹脂主劑;乙組分為固化劑和助劑為了改善涂膜的柔韌性,常摻入增塑劑固化后,涂膜堅(jiān)硬,耐磨,具有一定的沖擊韌性耐化學(xué)腐蝕,耐油,耐久、耐水性好,與基層粘結(jié)強(qiáng)施工操作較復(fù)雜(a)環(huán)氧樹脂地面厚質(zhì)涂料定義特點(diǎn)第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料(2)合成樹脂厚質(zhì)地面涂料返回第65頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(b)聚氨脂地面厚質(zhì)涂料聚氨基甲酸脂薄質(zhì)地面涂料用于木地板或其他地面的罩面上光厚質(zhì)彈性地面涂料用于水泥地面涂刷以聚氨酯預(yù)聚體(甲組分)為主要成膜物質(zhì),以固化劑、顏料、助劑及填料混合為乙組分,經(jīng)化學(xué)反應(yīng)固化交聯(lián)成彈性彩色地面涂層。涂層具有彈性,步感舒適、粘結(jié)性好,其他各項(xiàng)性能均優(yōu)良。但目前價格較高,適用于高級住宅地面裝飾。第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料2合成樹脂厚質(zhì)地面涂料返回第66頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月

4特種涂料

特種涂料是各種功能性涂料的總稱。第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料(1)防火涂料(2)防水涂料(3)防霉涂料(4)防腐蝕涂料第67頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(1)防火涂料功能機(jī)理分類第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料提高耐火能力減緩火焰蔓延傳播為滅火提供時間①隔離火源與可燃物接觸②降低環(huán)境及可燃物表面溫度③降低周圍空氣中氧氣的濃度①非膨脹型

采用含鹵素、磷、氮等難燃性物質(zhì)的高分子合成樹脂為主要成膜物質(zhì)②膨脹型由難燃樹脂、難燃劑、成碳劑、發(fā)泡劑(三聚氰胺)等組成返回第68頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(2)防水涂料聚氨脂丙烯酸防水涂料有機(jī)硅憎水劑

彈性高、延伸率大,耐高低溫、耐腐蝕和耐油性好,適應(yīng)任何復(fù)雜形狀基層,使用壽命15年耐高低溫性好、不透水性高、無毒、延伸率較小,使用壽命10年以上固化后形成一層肉眼覺察不到的透明薄膜,憎水、透氣性優(yōu)良,可起防水、抗風(fēng)化、抗玷污的作用,使用壽命3~7年第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料返回第69頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(3)防霉涂料

霉菌在一定的自然條件下大量存在,如黑曲霉、黃曲霉、變色曲霉、木霉、球毛殼霉、毛霉等等,在溫度23~38℃,相對濕度RH=85%~100%適宜條件下大量繁殖,從而腐蝕建筑物表面。在普通涂料中摻加適量相容性防霉劑五氯酚鈉醋酸苯汞多菌靈百菌靈防霉劑O

發(fā)霉機(jī)理制作原理常用品種第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料毒性較大返回第70頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月(4)防腐蝕涂料空氣、水汽、陽光、海水等自然因素酸、堿、鹽及各類有機(jī)腐蝕質(zhì)等污染源環(huán)氧樹脂系聚氨酯系橡膠樹脂系呋喃樹脂系防腐涂料腐蝕原因常用品種第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料返回第71頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月

其他特種涂料還有防霧涂料、防輻射涂料、防震涂料、殺蟲涂料(滅蚊、防白蟻)、耐油涂料、隔熱涂料(屋面熱反射涂料、保溫涂料)、隔聲涂料(吸聲或隔聲)、香型涂料等。所有上述特種涂料,基本上是在普通涂料的生產(chǎn)工藝中摻入相應(yīng)的特種外摻料制得,因而兼有普通涂料的性能。這里不一一詳述。第九章有機(jī)高分子材料第三節(jié)建筑涂料第72頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月第四節(jié)建筑膠粘劑

能直接將兩種材料牢固地粘結(jié)在一起的物質(zhì)通稱為膠粘劑。隨著合成化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,膠粘劑的品種和性能獲得了很大發(fā)展,越來越廣泛地應(yīng)用于建筑構(gòu)件、材料等的連接,這種連接方法有工藝簡單、省工省料、接縫處應(yīng)力分布均勻、密封和耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。第九章有機(jī)高分子材料第四節(jié)建筑膠粘劑第73頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月一、膠粘劑的基本要求具有足夠的流動性,保證被粘結(jié)表面能充分浸潤易于調(diào)節(jié)粘結(jié)性和硬化速度不易老化膨脹或收縮變形小具有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度第九章有機(jī)高分子材料第四節(jié)建筑膠粘劑牢固粘結(jié)材料第74頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月二、膠粘劑的組成材料作用常用類型粘料

對膠接性能起決定作用

合成樹脂、合成橡膠、二者共聚體和機(jī)械混合物固化劑

使基本粘合物形成網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu),增加膠層內(nèi)聚強(qiáng)度

胺類、酸酐類、高分子類和硫磺類填料

改善膠粘劑的性能(提高強(qiáng)度、耐熱性,降低收縮性)

金屬及其氧化物粉末、水泥及木棉、玻璃稀釋劑

改善工藝性(即降低粘性)、延長使用期

環(huán)氧丙烷、丙酮2012年9月第九章有機(jī)高分子材料第四節(jié)建筑膠粘劑第75頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四表9-4-1幾種環(huán)氧樹脂膠粘劑的配合比環(huán)氧樹脂(g)稀釋劑(cm3)增塑劑(cm3)硬化劑(cm3)填充料(g)用途1E-44環(huán)氧樹脂100

苯二甲酸二丁酯10~20乙二胺(95%)6~8硅酸鹽水泥200粘結(jié)2E-44環(huán)氧樹脂100

苯二甲酸二丁酯40~50乙二胺(95%)6~8硅酸鹽水泥200修補(bǔ)3E-44環(huán)氧樹脂100二甲苯5~10

乙二胺(95%)7

修補(bǔ)裂縫0.1~2.0mm4E-44環(huán)氧樹脂100二甲苯5~10

乙二胺(95%)7乙二胺(95%)7硅酸鹽水泥30~60修補(bǔ)裂縫1.0~2.0mm5E-20環(huán)氧樹脂100二甲苯15

乙二胺(95%)6~8滑石粉150砼構(gòu)件粘結(jié)補(bǔ)強(qiáng)6E-20環(huán)氧樹脂100二甲苯40

硅酸鹽水泥300修補(bǔ)屋面裂縫2012年9月第九章有機(jī)高分子材料第四節(jié)建筑膠粘劑第76頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四

三、常用膠粘劑

1熱固性樹脂膠粘劑

(1)環(huán)氧樹脂膠粘劑(EP)

(2)不飽和聚酯樹脂(UP)膠粘劑

2熱塑性合成樹脂膠粘劑

(1)聚醋酸乙烯膠粘劑(PVAC)

(2)聚乙烯醇膠粘劑(PVA)

(3)聚乙烯縮醛(PVFO)膠粘劑

3合成橡膠膠粘劑

(1)氯丁橡膠膠粘劑(CR)

(2)丁腈橡膠(NBR)第九章有機(jī)高分子材料第四節(jié)建筑膠粘劑第77頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月1熱固性樹脂膠粘劑

(1)環(huán)氧樹脂膠粘劑(EP)

組成材料為合成樹脂、固化劑、填料、稀釋劑、增韌劑。環(huán)氧樹脂未固化前是線型熱塑性樹脂,由于分子結(jié)構(gòu)中含有極活潑的環(huán)氧基(-CH-CH2)和多種極性基(特別是OH),故可與多種類型的固化劑反應(yīng)生成網(wǎng)狀體型結(jié)構(gòu)高聚物,對金屬、木材、玻璃、硬塑料和混凝土都有很高的粘附力,故有“萬能膠”之稱。第九章有機(jī)高分子材料第四節(jié)建筑膠粘劑返回第78頁,共86頁,2023年,2月20日,星期四2012年9月1熱固性樹脂膠粘劑

(2)不飽和聚酯樹脂(UP)膠粘劑

由不飽和二元酸、飽和二元酸組成的混合酸與二元醇起反應(yīng)制成

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