建筑膠粘劑于石材背網(wǎng)工藝的應(yīng)用對(duì)比分析

■李小蘭 ■環(huán)球石材(東莞)股份有限公司檢測中心，廣東 東莞 523000

天然石材是由多種礦物成分伴生并經(jīng)過了長期復(fù)雜的形成過程而生成。長期的環(huán)境演變，使巖體內(nèi)的金屬元素多以各種化合物存在，因而它們先天有著一些自然的化學(xué)和物理上的屬性，也使得天然石材存在著各種不同程度的缺陷和問題。另外，在板材加工過程中也難免會(huì)發(fā)生斷裂、崩邊缺角等問題造成板材缺陷。為了降低板材在搬運(yùn)、后序再加工、使用過程中的破損，以及提高產(chǎn)品表面的裝飾效果，通常需要對(duì)板材進(jìn)行背面背網(wǎng)、正面刮膠、缺陷修補(bǔ)等處理。

石材產(chǎn)品離不開膠粘劑的使用，膠粘劑的性能直接影響著石材產(chǎn)品的質(zhì)量，甚至危及到建筑物的安全。石材的背網(wǎng)工藝是指部分天然石材如大理石、石灰石、砂石等強(qiáng)度較低，易破碎的石材品種，為了保證其有足夠的強(qiáng)度適應(yīng)生產(chǎn)、加工、運(yùn)輸、安裝和使用的過程，在石材的背面覆上一層纖維網(wǎng)并將膠粘劑均勻涂布于石材整個(gè)背面的加固工序。

傳統(tǒng)石材背網(wǎng)工藝大量采用的是不飽和樹脂膠粘劑進(jìn)行背網(wǎng)。不飽和樹脂膠粘劑是由飽和的或不飽和的二元酸與二元醇縮聚而成的線型高分子化合物溶解于單體(通常指苯乙烯)而成，亦稱它為不飽和聚酯樹脂。不飽和聚酯樹脂是一種熱固性樹脂，當(dāng)其在熱或引發(fā)劑的作用下，可固化成為一種高分子網(wǎng)狀聚合物。不飽和樹脂膠粘劑用于石材背網(wǎng)工藝有其優(yōu)勢:(1)固化速度快;(2)粘度低，易于使用和操作;(3)顏色淺，透明性好;(4)膠體硬度高，拋光性好;(5)配制簡單，成本低。不飽和樹脂膠用于石材背網(wǎng)時(shí)，也存在一些缺陷，主要有:(1)這種膠粘劑只是涂附在石材的表面上而沒有滲透效果，不會(huì)對(duì)石材的本質(zhì)起到強(qiáng)化作用;(2)不飽和樹脂膠與石材的粘接力較差，在加工過程中易脫落造成板面的損毀;(3)對(duì)于濕貼安裝，安裝時(shí)，大板由于背網(wǎng)的原因在大板與砂漿之間形成了一層隔離，且不飽和樹脂膠與水泥的親和力很差，導(dǎo)致石材與墻面或地面的粘接強(qiáng)度下降很大，引起石材后期空鼓、水斑等許多病變問題。因此，為了減少或避免這些病變，我們在濕貼安裝時(shí)一般會(huì)將背網(wǎng)鏟掉，這樣既增加了施工成本，又增加了石材鏟網(wǎng)時(shí)的破損率。(4)不飽和樹脂膠粘劑在使用過程中需要另外加入引發(fā)劑、促進(jìn)劑、稀釋劑等，這些物質(zhì)都是有強(qiáng)烈刺激性氣味的有毒物質(zhì)，不利于工人操作和環(huán)保。

環(huán)氧樹酯膠粘劑也是另一大量用于石材背網(wǎng)工藝的膠粘劑品種。環(huán)氧樹脂膠粘劑是泛指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)高分子化合物，通常被處理成液態(tài)樹脂使用。由于分子結(jié)構(gòu)中含有活潑的環(huán)氧基團(tuán)，使它們可與多種類型的固化劑發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而生成具有三向網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物。選擇適當(dāng)環(huán)氧樹脂和固化劑，或事先在環(huán)氧樹脂中添加顏料和填料，以A、B 組分的形態(tài)按確定的比例混合使用。用于石材背網(wǎng)工藝的優(yōu)點(diǎn)有:(1)粘結(jié)強(qiáng)度高，膠層與板材粘結(jié)部位不容易脫落;(2)滲透性能好，能滲入石材裂隙內(nèi)部彌補(bǔ)粘合石材的部分缺陷;(3)固化時(shí)間可控性大，可室溫固化也可高溫固化;(4)分子量適當(dāng)，粘度可調(diào);(5)膠體固化時(shí)收縮率相對(duì)較低。同樣環(huán)氧樹脂膠粘劑用于石材背網(wǎng)時(shí)，也存在一些問題:(1)固化時(shí)間相對(duì)較長;(2)環(huán)氧膠粘劑固化最佳溫度為50 度左右，流水線作業(yè)時(shí)需要烘干設(shè)備;(3)環(huán)氧樹脂膠粘劑同樣存在與水泥親和力很差的原因，不能在施工中直接鋪帖，一般在加工過程中，會(huì)采用加砂的工藝，增強(qiáng)石材背網(wǎng)面與水泥砂漿的粘接強(qiáng)度，否則石材鋪貼后很大可能會(huì)出現(xiàn)空鼓、脫落等現(xiàn)象;(4)AB 組分配比相對(duì)嚴(yán)格;(5)環(huán)氧樹脂型膠粘劑價(jià)格偏高。

水基型膠粘劑可以說是最古老的一個(gè)膠粘劑品種，古代人們?nèi)且院泄悄z、干酪素等天然物質(zhì)的水溶性高分子做膠粘劑的。水基型膠粘劑是以具有無溶劑或極少溶劑釋放、環(huán)境友好、無毒、使用安全而受到重視的。近幾年已有越來越多的膠粘劑廠商專門為石材行業(yè)開發(fā)出來了新型水基型膠粘劑，主要應(yīng)用于石材的背網(wǎng)工藝。雖然部分生產(chǎn)商刻意放大水基型膠粘劑的貢獻(xiàn)，而忽略了其本身強(qiáng)度不足，滲透性差、固化速度慢等局限性，致使水基膠粘劑還不能真正大量的應(yīng)用于石材行業(yè)，但不可忽視的是水基膠粘劑有著很大的優(yōu)勢，是膠粘劑發(fā)展的一個(gè)必然趨勢。

水基膠粘劑可分為水溶型和水分散型，通常用到的水基型膠粘劑主要是指水分散型膠粘劑。水基型膠粘劑按原料來源主要分為水基聚氨酯膠粘劑、水基丙烯酸膠粘劑、水基環(huán)氧膠粘劑、水基有機(jī)硅膠粘劑、聚醋酸乙烯類乳液膠、氯丁乳膠等。目前能用于石材行業(yè)的膠粘劑主要有水性丙烯酸類及改性丙烯酸乳液、水性聚氨酯類、水性環(huán)氧類。

水基聚氨酯膠粘劑是聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的膠粘劑。聚氨酯水分散體的特點(diǎn)是粘度與分子量無關(guān)，它具有耐低溫、柔韌性、粘接性能好、膠膜物性可調(diào)節(jié)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，還具有性能的可設(shè)計(jì)性，膠層從柔性到剛性的任意可調(diào)，可滿足不同材料間的粘合需求。水基丙烯酸型膠粘劑是指以水為分散介質(zhì)，丙烯酸酯為單體的聚合物形成的膠粘劑。它是非均相體系，分子量較高，且粘度與分子量無關(guān)，丙烯酸型乳液的成本低，具有良好的機(jī)械性能，有良好的耐熱性和抗?jié)裥浴Ｋh(huán)氧分散體系是不含有機(jī)共溶劑且與傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂一樣，可粘合多種類型的基材，適當(dāng)固化后可提高它的粘合強(qiáng)度和提供多種優(yōu)良的性能。水基環(huán)氧分散體系不但性能優(yōu)異，而且環(huán)境友好，單組分，不需要嚴(yán)格稱量混配即可使用;被粘表面不需要干燥處理，對(duì)潮濕表面有良好的粘接性能。

水基型膠粘劑應(yīng)用于石材背網(wǎng)工藝的主要優(yōu)勢:(1)水基型膠粘劑是以水為溶劑或分散介質(zhì)制得，由于其不用有機(jī)溶劑，從而沒有了溶劑污染，符合綠色環(huán)保的要求;(2)水基型膠粘劑與水泥砂漿有很好的親和力，石材鋪貼時(shí)加網(wǎng)對(duì)與水泥的粘接強(qiáng)度影響不大，則可以不需要將背網(wǎng)鏟除，可以直接鋪貼;(3)一般都是單組分，操作方便;(4)被粘表面不需要干燥處理;(5)價(jià)格低廉。但水基型膠粘劑用于石材背網(wǎng)工藝還有一些問題尚待解決，從而制約了水基膠粘劑的大量使用:(1)干燥速度慢，由于水基膠粘劑不使用固化劑，主要靠分子內(nèi)極性基團(tuán)產(chǎn)生內(nèi)聚力和粘接力進(jìn)行固化，由于水的揮發(fā)性較差，故水基膠粘劑干燥較慢。有時(shí)等水基膠粘劑完全固化達(dá)到強(qiáng)度要求需1 個(gè)月甚至更久，這樣極大的影響了生產(chǎn)效率;(2)相較于樹脂膠粘劑，水基膠粘劑的初黏性低，相對(duì)來說粘接強(qiáng)度要低;(3)對(duì)非極性基材潤濕性差;(4)耐水性不好。

雖然水基型膠粘劑大量應(yīng)用于石材行業(yè)還有待進(jìn)一步研究，但是就中國當(dāng)前嚴(yán)峻的環(huán)保形勢來看，社會(huì)對(duì)膠粘劑的環(huán)保意識(shí)和健康意識(shí)日益提高，不再僅僅關(guān)注于膠粘劑的功能和應(yīng)用，發(fā)展符合“環(huán)保、健康、安全”三大要求的環(huán)保型綠色膠粘劑已勢在必行。水基型膠粘劑的前景非常廣闊，是膠粘劑行業(yè)的必然的發(fā)展趨勢，希望有更多的生產(chǎn)廠家參與到這個(gè)研發(fā)隊(duì)伍中來，通過對(duì)基體的改性等方式解決其固化速度慢，粘接強(qiáng)度低等技術(shù)難題。早日迎來水基型膠粘劑等環(huán)保性膠粘劑產(chǎn)品的快速發(fā)展的春天。

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