建筑塑料、涂料和胶粘剂的选择和应.ppt
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1、建筑与装饰材料,学习情境10 建筑塑料、涂料和胶粘剂的选择和应用,黑龙江建筑职业技术学院,学习情境10 建筑塑料、涂料和胶粘剂的选择和应用,目的:让学生了解有机高分子材料的基本知识及建筑塑料、建筑涂料、建筑胶粘剂等和组成、性质和应用。重点:建筑塑料、建筑涂料及胶粘剂的应用。难点:建筑塑料、建筑涂料及胶粘剂的组成。,学习情境10 建筑塑料、涂料和胶粘剂的选择和应用,咨讯:1、根据身边建筑物找出所用建筑塑料、涂料和胶粘剂的种类;2、学生分析建筑塑料、涂料和胶粘剂应具有的性质。计划:学生根据建筑塑料、涂料和胶粘剂的应用,确定要掌握的有关知识,教师进行指导。,学习情境10 建筑塑料、涂料和胶粘剂的选择
2、和应用,决策:每组派代表发表讨论结果:所应具备的知识范围、内容;学生评议。教师讲评。完善学习计划。实施:用师生互动的形式讲授有关知识,如下:,学习情境10 建筑塑料、涂料和胶粘剂的选择和应用,有机高分子材料是指以有机高分子化合物为主要成分的材料。有机高分子分为天然高分子和合成高分子材料两大类。天然高分子材料有:木材、天然橡胶、棉织品、沥青等。合成高分子材料有:塑料、橡胶、化学纤维等材料。,单元1 合成高分子材料的基本知识,1.1 高分子化合物的定义及反应类型1、定义:高分子化合物(也称聚合物)是由千万个原子彼此以共价键连接的大分子化合物,其分子量一般在104以上。2、合成高分子化合物的反应类型
3、:合成高分子化合物是由不饱和的低分子化合物(称为单体)聚合或含两个及两个以上官能团的分子间的缩合而成的。其反应类型有加聚反应和缩聚反应。,(1)加聚反应加聚反应是由许多相同或不同的低分子化合物,在加热或催化剂的作用下,相互加合成高聚物而不析出低分子副产物的反应。其生成物称为加聚树脂,具有与单体类似的组成结构。例如:,工程中常用的有:聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯等。,(2)缩聚反应 缩聚反应是由许多相同或不同的低分子化合物,在加热或催化剂的作用下,相互结合成高聚物并析出水、氨、醇等低分子副产物的反应。其生成物称为缩合树脂,其组成与单体完全不同。例如:苯酚和甲醛
4、缩聚得到酚醛树脂。,工程中常用的缩聚物有:酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂、聚酯树脂、三聚氰胺甲醛树脂及有机硅树脂等。,1.2 高分子化合物的分类及主要性质1、高分子化合物的分类按分子链的几何形状分:线型结构、支链型结构和体型结构(或称网状型结构)三种。按合成方法分:加聚树脂和缩聚树脂两类。按受热时的性质分:热塑性聚合物和热固性聚合物两种。,热塑性聚合物:一般为线型或支链型结构,在加热时具有一定的流动性或可塑性,在压力作用下可加工成各种形状的制品。冷却后分子重新“冻结”,成为一定形状的制品。这一过程可反复进行,这类聚合物的密度、熔点都较低,耐热性较低,刚度较小,抗冲击韧性较好。热固性聚合物:在成型
5、前分子量较低,且为线型或支链型结构,具有可溶、可熔性,成型时,分子发生交联成为体型结构而固化。这一过程是不可逆的,并成为不溶不熔物,这类聚合物密度、熔点较高,耐热性较高,刚度较大,质地硬而脆。,2、高分子化合物的主要性质(1)物理力学性质密度小,一般为0.82.2g/cm3,只有钢材的1/81/4,混凝土的1/31/2。比强度高,多大于钢材和混凝土制品,是极好的轻质高强材料,但力学性质受温度影响大。导热性很小,是一很好的轻质保温隔热材料。电绝缘性好,是极好的绝缘材料。减震、消声性好,可制成隔热、隔声和抗震材料。,(2)化学及物理化学性质老化:在光、热、大气作用下,高分子化合物的组成和结构发生变
6、化,致使其性质变化,如失去弹性、出现裂纹、变硬、脆或变软、发粘失去原有的使用功能,这种现象称为老化。耐腐蚀性:一般高分子化合物对侵蚀性化学物质及蒸气的作用具有较高的稳定性。但有些聚合物在有机溶液中会溶解或溶胀,几何形状和尺寸改变,性能恶化,使用时应注意。可燃性及毒性:聚合物一般属于可燃材料,但受其组成和结构影响有很大差别。一般液态聚合物几乎都有不同程度的毒性,而固化后的聚合物多半无毒。,单元2 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成型,在常温常压下能保持产品形状不变的材料。其在常温常压下具有较大的塑性,容易做成所需要的形状和尺寸的制品。2
7、.1 塑料的基本组成 塑料大多数是以合成树脂为基本材料,再按一定比例加入填充料、增塑剂、固化剂、着色剂及其他助剂等加工而成。,1、合成树脂 合成树脂是塑料的主要成分,在塑料中起胶结作用,其质量占塑料的3060,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()、聚乙烯塑料(),聚丙烯塑料()、聚苯乙烯塑料()、改性聚苯乙烯塑料()、聚甲基丙烯酸塑料(即有机玻璃);常用的热固性塑料有酚醛树脂塑料()、脲醛树脂塑料()、三聚氰胺树脂塑料()、环氧树脂塑料()、不饱和聚酯树脂塑料()和有机硅树脂塑料()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。
8、,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。,(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
9、等。()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。,()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。()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、抗静电剂、防霉剂等。,2.2 塑料的主要性质 塑料是具有质轻、绝缘、耐腐、耐磨、绝热、隔声等优良性能的材料。与传统材料比:(1)质轻、比强度高:其密度在0.92
10、.2g/cm3之间,平均为1.45g/cm3,而比强度却远远超过水泥、混凝土,接近或超过钢材。(2)加工性能好:塑料可以采用各种方法制成具有各种断面形状的通用材或异型材。(3)导热系数小:塑料制品的热传导、电传导能力较小。其导热能力为金属的1/5001/600,混凝土的1/40,砖的1/20,是理想绝热材料。,(4)装饰性优异:塑料制品可完全透明,也可着色,而且色彩绚丽耐久,表面光亮有光泽;可通过照相制版印刷,模仿天然纹理,达到以假乱真的程度;还可电镀、热压、烫金制成各种图案和花型,使其表面具有立体感和金属的质感。通过电镀,还可使塑料具有导电、耐磨和对电磁波的屏蔽作用等功能。(5)具有多功能性
11、:塑料的品种多、功能不一,且可通过改变配方和生产工艺,在相当大的范围内制成具有各种特殊性能的工程材料。(6)经济性:塑料建材无论是从生产时所消耗的能量或是在使用中的效果来看都有节能效果。,塑料自身也存在一些缺点:(1)耐热性差、易燃:塑料在受到较高温度时会产生热变形,甚至产生分解。建筑中常用塑料变形温度为热塑性为80120,热固性为150。(2)易老化:塑料在热、空气、阳光及环境介质中的酸、碱、盐等作用下,性能会变差,甚至产生硬脆、破坏等。(3)热膨胀性大:(4)刚度小:塑料与金属材料相比,强度和弹性模量较小,且在荷载长期作用下会产生蠕变。总之,塑料及其制品的优点大于缺点,且其缺点可以通过采取
12、措施加以改进。,2.3 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。,塑钢窗,聚氯乙烯管材,阳光板,塑料管,阳光、耐力板,SP型管,1、常用建筑塑料的性能与用途聚乙烯(PE)特性:柔软性好、耐低温性好,耐化学腐蚀和介电性能优良,成型工艺好,但刚性差,耐热性差(使用温度小于50),耐老化差。用途:主要用于防水
13、材料、给排水管和绝缘材料等。聚氯乙烯(PVC)特性:耐化学腐蚀性和电绝缘性优良,力学性能较好,具有难燃性,但耐热性较差,升高温度时易发生降解。用途:有软质、硬质、软质发泡制品。广泛用于建筑各部位,是应用最多的一种。聚苯乙烯(PS)特性:透明、有一定机械强度,电绝缘性好,耐辐射,成型工艺好,但脆性大,耐冲击和耐热性差。用途:以泡沫塑料形式作为隔热材料,也用来制造灯具、平顶板等。,聚丙烯(PP)特性:耐腐蚀性能优良,力学性能和刚性超过聚乙烯,耐疲劳和耐应力开裂性好,但收缩率较大,低温脆性大。用途:管材、卫生洁具、模板等。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS塑料)特性:具有韧、硬、刚相均衡的优良力学
14、特性,耐化学腐蚀性和电绝缘性好,尺寸稳定性好,表面光泽好,易涂装和着色,但耐热性较差,耐候性较差。用途:生产建筑五金和各种管材、模板、异型板等。酚醛塑料(PF)特性:电绝缘性、力学性、耐水性、耐酸性和耐腐蚀性能优良,其坚固耐用、尺寸稳定、不易变形。用途:生产各种层压板、玻璃钢制品、涂料和胶粘剂等。,环氧树脂(EP)特性:粘结性和力学必优良,耐化学药品性良好,电绝缘性好,固化收缩率低,可在室温、接触压力下固化成型。用途:主要用于生产玻璃钢、胶粘剂和涂料等产品。不饱和聚酯树脂(UP)特性:可在低压下固化成型,用玻璃纤维增强后具有优良的力学性能,良好的耐化学腐蚀性和电绝缘性,但固化收缩率较大。用途:
15、主要用于玻璃钢、涂料和聚酯装饰板等。聚氨酯(PUP)特性:强度高,耐化学腐蚀性优良,耐热、耐油、耐溶剂性好,粘结性和弹性优良。用途:以泡沫塑料形式作为隔热材料及优质涂料、胶粘剂、防水涂料和弹性嵌缝材料等。,脲醛塑料(UF)特性:电绝缘性好,耐弱酸、碱,无色、无味、无毒,着色力好,不易燃烧,耐热性差,耐水性差,不利于复杂造型。用途:胶合板和纤维板,泡沫塑料,绝缘材料,装饰品等。有机硅塑料(SI)特性:耐高温、耐腐蚀、电绝缘性好、耐水、耐光、耐热,固化后的强度不高。用途:防水材料、胶粘剂、电工器材、涂料等。,2、常用的建筑塑料制品(1)塑料装饰板材:塑料装饰板材是指以树脂为浸渍材料或以树脂为基材,
16、采用一定的生产工艺制成的具有装饰功能的普通或异型断面的板材。以其重量轻、装饰性强、生产工艺简单、施工简便、易于保养、适于与其他材料复合等特点在装饰工程中广泛应用。按原材料不同分为:塑料金属复合板、硬质PVC板、三聚氰胺层压板、玻璃钢板、塑铝板、聚碳酸酯采光板、有机玻璃装饰板等类型。按结构和断面型式分为:平板、波纹板、实体异型断面板、中空异型断面板、格子板、夹芯板等类型。,(2)塑料壁纸 塑料壁纸是以纸为基材,以聚氯乙烯塑料为面层,经压延或涂布以及印刷、轧花、发泡等工艺而制成的,也称聚氯乙烯壁纸。其特点:具有一定的伸缩性和耐裂强度;装饰效果好;性能优越;粘贴方便;使用寿命长,易维修保养等。是目前
17、国内外使用广泛的一种室内墙面装饰材料,也可用于顶棚、梁柱等处的贴面装饰。塑料壁纸的宽度为530mm和9001000mm,前者每卷长度为10m,后者每卷长度为50m。,(3)塑料地板 塑料地板是以高分子合成树脂为主要材料,加入其他辅助材料,经一定的制作工艺制成的预制块状、卷状或现场铺涂整体状的地面材料。塑料地板具有许多优良性能:种类花色繁多,具有良好的装饰性能;功能多变、适应面广;质轻、耐磨、脚感舒适;施工、维修、保养方便。按其外形分为:块材地板和卷材地板。按其组成和结构特点分为:单色地板、透底花纹地板、印花压花地板。按其材质的软硬程度分为:硬质地板、半硬质地板和软质地板。按所采用的树脂类型分为
18、:聚氯乙烯地板、聚丙烯地板和聚乙烯-醋酸乙烯酯地板等,(4)塑钢门窗 塑钢门窗是以聚氯乙烯树脂为主要原料,加上一定比例的稳定剂、改性剂、填充剂、紫外线吸收剂等助剂,经挤出加工成型材,然后通过切割、焊接的方式制成门窗框、扇,配装上橡胶密封条、五金配件等附件而成。为增加型材的刚性,在型材空腔内添加钢衬,所以称之为塑钢门窗。塑钢门窗具有外形美观、尺寸稳定、抗老化、不褪色、耐腐蚀、耐冲击、气密、水密性能良好、使用寿命长等优点。,(5)玻璃钢 玻璃钢(简称GRP)是以合成树脂为基体,以玻璃纤维或其制品为增强材料,经成型、固化而成的固体材料。玻璃钢制品具有良好的透光性和装饰性,可制成色彩绚丽的透光或不透光
19、构件或饰件;强度高(可超过普通碳素钢)、重量轻(仅为钢的1/41/5),是典型的轻质高强材料;其成型工艺简单灵活,可制成复杂的构件;具有良好的耐化学腐蚀性和电绝缘性;耐湿、防潮,可用于有耐湿要求的建筑物上。最大缺点是表面不够光滑。,单元3 建筑涂料 涂料是指涂覆于物体表面,能与基体材料牢固粘结并形成连续完整而坚韧的保护膜,具有防护、装饰及其他特殊功能的物质。建筑涂料能以其丰富的色彩和质感装饰美化建筑物,并能以其某些特殊功能改善建筑物的使用条件,延长建筑物的使用寿命。3.1 建筑涂料的功能和分类1、建筑涂料的功能(1)装饰功能:涂层具有不同的色彩和光泽,并可形成各种纹理、图案和不同程度的质感,以
20、满足不同的装饰艺术要求。,(2)保护功能 建筑物在使用中,结构材料会受到环境介质的破坏。建筑涂料涂覆于建筑物表面形成涂膜后,使结构材料与环境介质隔开,可减缓这种破坏作用,延长使用寿命;(3)其他特殊功能 除了装饰、保护功能外,一些涂料还具有各自的特殊功能,进一步适应各种特殊使用的需要,如防水、防火、吸声隔声、隔热保温、防辐射等。,2、建筑涂料的分类 按主要成膜物质的化学成分分为:有机涂料、无机涂料和有机-无机复合涂料;按建筑涂料的使用部位分为:外墙涂料、内墙涂料、顶棚涂料、地面涂料和屋面防水涂料等;按使用分散介质和主要成膜物质的溶解状况分为:溶剂型涂料、水溶型涂料和乳液型涂料等。,3.2 涂料
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