建筑膠黏劑的應(yīng)用及研發(fā)進(jìn)展

汪建國(guó)

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)興新職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆烏魯木齊830074）

建筑膠黏劑的應(yīng)用及研發(fā)進(jìn)展

汪建國(guó)

（新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)興新職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆烏魯木齊830074）

在建筑建材行業(yè)中，膠黏劑是一種重要的建筑材料，通過(guò)它可以將被粘基材和外加材料牢固地連接在一起，起到了很好的中間介質(zhì)作用。以建筑建材行業(yè)中的膠黏劑為研究對(duì)象，對(duì)其種類(lèi)劃分進(jìn)行了具體分析，探討了膠黏劑在建筑建材行業(yè)中的應(yīng)用，介紹了建筑膠黏劑的研發(fā)進(jìn)展。

膠黏劑；環(huán)保；建筑建材

前言

20世紀(jì)90年代國(guó)外建筑建材行業(yè)膠黏劑技術(shù)快速發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了新的技術(shù)突破，膠黏劑工業(yè)增長(zhǎng)率已經(jīng)達(dá)到3%。隨后我國(guó)建筑建材行業(yè)膠黏劑工業(yè)發(fā)展也呈現(xiàn)出較強(qiáng)的勢(shì)頭，平均增長(zhǎng)率為20%左右[1]。發(fā)展至今，膠黏劑已經(jīng)成為我國(guó)建筑建材行業(yè)中的主要材料之一。隨著環(huán)保、耐候、抗老化、耐腐蝕等性能要求的不斷提高，促使膠黏劑的研發(fā)技術(shù)、生產(chǎn)工藝不斷進(jìn)步，新產(chǎn)品種類(lèi)越來(lái)越多，更好地滿(mǎn)足了建筑建材行業(yè)發(fā)展的需求。

1 我國(guó)建筑建材行業(yè)中膠黏劑的種類(lèi)

在國(guó)內(nèi)，建筑建材行業(yè)中的膠黏劑種類(lèi)是多種多樣的，按照不同的標(biāo)準(zhǔn)，有不同的劃分方法[2]。

1.1 按用途劃分

從使用用途角度看，建筑建材行業(yè)中的膠黏劑主要可以劃分為建筑膠和裝飾膠。建筑膠黏劑，常用的有聚氨酯、瀝青、硅酮等；裝飾膠黏劑常用于室內(nèi)裝修、門(mén)窗、地下室等部位。如，室內(nèi)裝修中經(jīng)常使用的氯丁橡膠膠黏劑。

1.2 按使用性能劃分

從使用性能角度看，可以把建筑建材中的膠黏劑劃分為五種類(lèi)型，具體是：無(wú)溶劑液體膠黏劑、熱熔性膠黏劑、乳液型膠黏劑、水溶性膠黏劑、溶劑型膠黏劑。其中，無(wú)溶劑液體膠黏劑最為常見(jiàn)，如環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑等。熱熔性膠黏劑，常見(jiàn)的有聚丙烯酸酯、聚苯乙烯等膠黏劑。乳液型膠黏劑，常見(jiàn)的有氯化橡膠和各種樹(shù)脂型的膠黏劑。水溶性膠黏劑，常見(jiàn)的有乙烯醇等膠黏劑。溶劑型膠黏劑，常見(jiàn)的有丁基橡膠等膠黏劑。

1.3 按材料來(lái)源劃分

從材料來(lái)源角度看，膠黏劑可以分為天然膠黏劑和人工膠黏劑兩種類(lèi)型。天然膠黏劑，顧名思義，就是采用自然界物質(zhì)生產(chǎn)加工而成的一類(lèi)膠黏劑，常用的原料有淀粉、蛋白質(zhì)等，還可以從動(dòng)植物膠中提取一些原料，經(jīng)礦物物理加工制作成膠黏劑。該類(lèi)型的膠黏劑沒(méi)有使用化工原料，可以直接應(yīng)用于建筑建材。人工膠黏劑，是采用化工原料經(jīng)過(guò)加工制作成的膠黏劑，常見(jiàn)的有合成樹(shù)脂、水玻璃等。從當(dāng)前建筑建材行業(yè)應(yīng)用情況看，人工膠黏劑應(yīng)用范圍是比較廣泛的，很多經(jīng)過(guò)化工加工而成的膠黏劑都被用于建筑行業(yè)，而天然膠黏劑中只有瀝青是比較常用的。

2 我國(guó)建筑建材行業(yè)中膠黏劑的具體應(yīng)用

目前，市場(chǎng)上的膠黏劑較多，常用的主要有環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯膠黏劑、硅酮膠黏劑、橡膠、水乳覆膜膠黏劑、瀝青等[3~5]，下面對(duì)這幾種膠黏劑在建筑建材行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了具體分析。

2.1 環(huán)氧樹(shù)脂的應(yīng)用

環(huán)氧樹(shù)脂是一種性能良好的建筑膠黏劑，其屬于結(jié)構(gòu)型膠黏劑，在建筑建材行業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，環(huán)氧樹(shù)脂就被廣泛地用于建筑行業(yè)，其不僅可以有效地解決新舊水泥砂漿固結(jié)層間的無(wú)法接合問(wèn)題，還能解決粘結(jié)層界面水分過(guò)大、堿性鹽影響粘結(jié)界面等問(wèn)題。鑒于有著如此良好的粘結(jié)性能，環(huán)氧樹(shù)脂一直被建筑行業(yè)所推崇。從以往的應(yīng)用情況看，環(huán)氧樹(shù)脂在水利工程、橋梁工程、鐵路軌枕、混凝土壓力管等制作粘結(jié)與補(bǔ)強(qiáng)方面有著廣泛應(yīng)用。比如，制作混凝土大壩、閘門(mén)時(shí)，可以用環(huán)氧樹(shù)脂粘結(jié)多種預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土制品，用于水利工程建設(shè)。由于環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑用于結(jié)構(gòu)物后，結(jié)構(gòu)物很少出現(xiàn)裂縫或破損等情況，使之在水利工程、橋梁工程等結(jié)構(gòu)物建設(shè)中有了較好應(yīng)用，目前鐵路軌枕預(yù)制和修補(bǔ)、電桿制作等都開(kāi)始使用環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑。使用環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑，不僅利于減少結(jié)構(gòu)物的裂縫、破損等問(wèn)題，還可以提高產(chǎn)品合格率，為環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑的廣泛應(yīng)用創(chuàng)造了良好條件。作為一種粘結(jié)性能優(yōu)良的膠黏劑，環(huán)氧樹(shù)脂開(kāi)始逐漸取代傳統(tǒng)的鉚釘和焊接等固結(jié)手段，成為建筑建材建設(shè)中的一項(xiàng)重要添加劑。

環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑在建筑建材中的應(yīng)用，主要有以下幾種情況：

（1）黏合大型鋼筋混凝土砌體結(jié)構(gòu)。由于環(huán)氧樹(shù)脂是一種結(jié)構(gòu)型膠黏劑，結(jié)構(gòu)的整體性強(qiáng)，具有比較穩(wěn)定的力學(xué)性能，一直以來(lái)都被用于粘合大型鋼筋混凝土砌體結(jié)構(gòu)。

（2）修補(bǔ)結(jié)構(gòu)物。在一些建筑物出現(xiàn)裂縫、破損等問(wèn)題后，使用自然膠黏劑（瀝青）無(wú)法進(jìn)行有效修補(bǔ)，會(huì)再次出現(xiàn)裂縫。使用環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑后，可以很好地對(duì)裂縫等問(wèn)題進(jìn)行修補(bǔ)，即使過(guò)了很長(zhǎng)時(shí)間，也不會(huì)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。而且，使用環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑進(jìn)行修補(bǔ)的同時(shí)，還可以進(jìn)行其他施工。

（3）粘接裝飾和裝修材料。在建筑裝飾裝修中，存在一些材料與混凝土之間粘結(jié)不牢固的問(wèn)題，對(duì)此可以使用環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑，使粘結(jié)后的材料和混凝土牢固地連接起來(lái)，形成穩(wěn)固的一體。

2.2 聚氨酯膠黏劑的應(yīng)用

聚氨酯膠黏劑的分子結(jié)構(gòu)中含有氨基甲酸酯基、異氰酸酯基，可以被分為“多異氰酸酯”和“聚氨酯”兩種形式的膠黏劑。在特殊的分子結(jié)構(gòu)影響下，聚氨酯會(huì)表現(xiàn)出良好的極性和活性，其強(qiáng)化自身的化學(xué)粘接能力較強(qiáng)，既可以用于粘接木材、皮革等表面粗糙的材料，也可以粘接金屬、玻璃等表面光滑的材料，同時(shí)對(duì)于橡膠材料也有很好的粘合效果。此外，作為一種有機(jī)化合物，聚氨酯膠黏劑對(duì)人體、動(dòng)物健康和環(huán)境都是沒(méi)有影響的，屬于綠色環(huán)保型膠黏劑，使用起來(lái)非常方便。從使用性能考慮，聚氨酯膠黏劑具有良好的耐低溫、耐溶劑、耐老化等性能，這些顯著的優(yōu)勢(shì)使之在建筑鋪裝中有著廣泛應(yīng)用。

2.3 硅酮膠黏劑的應(yīng)用

硅酮膠黏劑成分主要有顏料、聚合物、催化劑、交聯(lián)劑、增黏劑和其它添加劑等，具有非自流性，即不受自身重力影響，不會(huì)出現(xiàn)流動(dòng)現(xiàn)象。這一優(yōu)越的特性使硅酮膠黏劑在建筑側(cè)壁粘合使用中不會(huì)出現(xiàn)下陷、塌落等問(wèn)題，應(yīng)用效果良好。而且，一些質(zhì)量較好的硅酮膠黏劑具備比較穩(wěn)定的性能，在低溫情況下一般不會(huì)出現(xiàn)物理特性改變現(xiàn)象。此外，硅酮膠黏劑的密封性能也較好，在建筑側(cè)壁、幕墻等部位應(yīng)用后，可以達(dá)到一定的防漏效果。鑒于硅酮膠黏劑具備非自流性、性能穩(wěn)定及良好的密封性等優(yōu)勢(shì)，建筑建設(shè)中經(jīng)常使用這一種膠黏劑。

2.4 橡膠膠黏劑的應(yīng)用

在建筑建材行業(yè)中，橡膠膠黏劑也有著廣泛的應(yīng)用。因其具有良好的回彈性、拉伸性，且性能穩(wěn)定，常被應(yīng)用于門(mén)窗制造，比如制作薄膜類(lèi)型的門(mén)窗。作為一種常見(jiàn)的膠黏劑，橡膠不僅在國(guó)內(nèi)有著廣泛應(yīng)用，在國(guó)外的應(yīng)用范圍同樣較廣。一些國(guó)家常用橡膠膠黏劑粘合塑料地板、壁紙和墻壁，如日本用丁基橡膠等原材料制作而成的膠黏劑填補(bǔ)建筑縫隙，起到很好的封堵粘合效果。

2.5 水乳覆膜膠黏劑的應(yīng)用

水乳覆膜膠是一種自交聯(lián)型式的膠黏劑，既有較高的剝離強(qiáng)度，又有穩(wěn)定的固結(jié)性能。所以在建筑建材行業(yè)中使用水乳覆膜膠，一方面可以顯著提高合成產(chǎn)品的質(zhì)量，另一方面可提高產(chǎn)品整體的穩(wěn)固性。比如，印制路面凹凸紋路時(shí)，使用水乳覆膜膠合成的材料用于實(shí)際工程后，可以確保材料在受潮情況下不出現(xiàn)開(kāi)膠等問(wèn)題。此外水乳覆膜膠在寒冷的氣溫下也具備穩(wěn)定的性能，主要在于水乳覆膜膠黏劑的抗凍性能較好，且屬于環(huán)保型材料，無(wú)毒、無(wú)污染，適合當(dāng)前低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展環(huán)境。隨著水乳覆膜膠的優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯，其在建筑建材行業(yè)中的應(yīng)用也越來(lái)越多，我國(guó)每年都會(huì)使用超過(guò)300t以上的水乳覆膜膠黏劑。

2.6 瀝青膠黏劑的應(yīng)用

瀝青是用天然物質(zhì)制作而成的，是一種熱熔型膠黏劑，具有較好的可塑性、穩(wěn)定性，且在潮濕環(huán)境下亦能保持良好的粘結(jié)性能。在建筑建材行業(yè)中，瀝青在道路鋪設(shè)、路面修補(bǔ)等方面有著較多應(yīng)用，能很好修補(bǔ)路橋裂縫缺陷。在瀝青應(yīng)用中，其有一個(gè)明顯缺點(diǎn)，就是瀝青的抗熱性能不高，在高溫情況下很容易出現(xiàn)變形問(wèn)題。盡管如此，瀝青在路橋修補(bǔ)工程中依然很常見(jiàn)。為了拓展瀝青應(yīng)用范圍，科研人員已在進(jìn)行瀝青抗熱性能方面的研究，相信未來(lái)將會(huì)獲得新成果，推出新產(chǎn)品。

3 我國(guó)建筑膠黏劑的研究進(jìn)展

在建筑建材行業(yè)中，膠黏劑應(yīng)用范圍是較廣的，市場(chǎng)潛力和發(fā)展前景良好。之所以呈現(xiàn)出如此良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)，主要在于我國(guó)膠黏劑的研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)日臻成熟，各類(lèi)實(shí)用性和環(huán)保新產(chǎn)品不斷推出，滿(mǎn)足了市場(chǎng)需求。

3.1 作為建材添加劑的研究

膠黏劑作為一種重要的添加劑和極為重要的中間介質(zhì)，可以用于不同材質(zhì)的粘接、在建筑材料中起著重要作用，其耐候、抗老化、環(huán)保性受到了行業(yè)內(nèi)人士的高度關(guān)注。下文介紹了幾種作為添加劑的膠黏劑產(chǎn)品在建筑材料中的應(yīng)用。

才洪美，等[6]通過(guò)L2（556）正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化制備SBS膠乳的工藝條件,并對(duì)制備的SBS膠乳的穩(wěn)定性等進(jìn)行了驗(yàn)證,SBS顆粒在瀝青體系中分散比較均勻,體系具有很好的熱力學(xué)穩(wěn)定性，且機(jī)械穩(wěn)定性等都能滿(mǎn)足要求?？疾霺BS膠乳對(duì)乳化瀝青的改性效果,各項(xiàng)指標(biāo)均能滿(mǎn)足JTGF40-2004規(guī)范的技術(shù)要求,結(jié)果表明SBS膠乳是性能優(yōu)良的瀝青改性劑。

顧蓉，等[7]以魔芋葡苷聚糖（KGM）為基體、殼聚糖（CS）為改性劑,制備了KGM-CS共混膠黏劑，壓制而成的魔芋膠合板的干態(tài)、濕態(tài)膠接強(qiáng)度分別為3.04、1.80MPa。開(kāi)發(fā)了新的建材資源。

成功，等[8]采用預(yù)乳化種子乳液聚合和半連續(xù)滴加工藝,通過(guò)與有機(jī)硅KH-570共聚對(duì)其進(jìn)行了改性研究，取得了滿(mǎn)意的研究結(jié)果，一定程度上克服了醋丙防水乳液耐水性差的缺陷。

徐恩順，等[9]以高密度聚乙烯（HDPE）為底膜,壓敏膠為粘接緩沖層,覆以保護(hù)涂層，制得高分子自粘膠膜防水卷材?？蛇_(dá)到防水層與主體結(jié)構(gòu)混凝土的永久結(jié)合，防止竄水發(fā)生。

3.2 環(huán)保類(lèi)膠黏劑的研發(fā)

嚴(yán)義芳，等[10]利用廢舊聚苯乙烯泡沫塑料制備的無(wú)溶劑型乳液以性能穩(wěn)定、環(huán)保無(wú)污染、黏度高、成本低等優(yōu)點(diǎn)而受到了市場(chǎng)歡迎。

曾丹，等[11]以T（落葉松樹(shù)皮粉）為生物質(zhì)原料, PT（堿性酚化改性樹(shù)皮粉）為苯酚的替代物,將PT、U（尿素）和F（甲醛）在堿性條件下進(jìn)行共聚,制得環(huán)保型低成本的PTUF[PT和U改性PF（酚醛樹(shù)脂）]膠黏劑。該P(yáng)TUF膠可用于楊木/楊木、桉木/楊木等板材的粘接,并且其相應(yīng)的膠合板的性能達(dá)到了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（Ⅰ類(lèi)板）要求。

韓建祥，等[12]以聚醚二元醇（PPG）、改性MDI（4,4′-二苯基甲烷二異氰酸酯）、PAPI（多亞甲基多苯基多異氰酸酯）、1,4-BDO（1,4-丁二醇）和環(huán)保型PU潛固化劑等為主要原料,采用預(yù)聚體法制得無(wú)溶劑型單組分聚氨酯（PU）膠黏劑。該膠黏度適中、固化速率較快、可操作性良好，其強(qiáng)度和韌性俱佳。

郝娟，等[13]以環(huán)氧大豆油（ESO）為環(huán)氧樹(shù)脂（EP）的增塑劑、環(huán)氧氯丙烷（ECH）和丙烯腈（AN）改性己二胺為固化劑,制得ESO改性EP膠黏劑。ESO是一種高增韌性、高耐熱性的環(huán)保型增塑劑,其會(huì)使EP膠黏劑的透明性、柔韌性和耐高（低）溫性俱佳且環(huán)保。

梁瑋[14]采用聚多元醇（PPG、PTMG）、甲苯二異氰酸酯（TDI）為主要原料,制備出環(huán)保型無(wú)溶劑環(huán)氧封端聚氨酯/環(huán)氧樹(shù)脂膠黏劑,這是一種新型的環(huán)保型膠黏劑,具有比水性聚氨酯更加優(yōu)異的性能。

左繼成，等[15]采用堿-酸-堿合成工藝,分段控制溫度,分批加入尿素,加PVA改性,制備出環(huán)保型高剪切強(qiáng)度脲醛樹(shù)脂膠黏劑。

閻春綿，等[16]以過(guò)硫酸銨為引發(fā)劑制備聚丙烯酰胺預(yù)聚體,以次氯酸鈉為氧化劑對(duì)淀粉進(jìn)行氧化處理,將兩者經(jīng)過(guò)縮合反應(yīng)得到接枝淀粉膠黏劑的主劑,用氮丙啶進(jìn)行交聯(lián),得到了木材用改性環(huán)保淀粉膠黏劑。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，樹(shù)脂、聚氨酯膠黏劑、硅酮膠黏劑、橡膠、水乳覆膜膠黏劑、瀝青等膠黏劑在建筑建材行業(yè)中的應(yīng)用范圍很廣，已經(jīng)成為建筑行業(yè)建設(shè)中至關(guān)重要的組成部分。隨著膠黏劑技術(shù)的不斷發(fā)展，會(huì)有更多性能優(yōu)良的新膠種投入市場(chǎng)，在建筑建設(shè)中，為確保質(zhì)量，應(yīng)了解市場(chǎng)上各種膠黏劑的性能優(yōu)勢(shì)和缺陷，根據(jù)需要選擇優(yōu)良適用的膠黏劑，保證工程質(zhì)量，加快工程進(jìn)度，延長(zhǎng)使用壽命，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建造優(yōu)質(zhì)的建筑工程做貢獻(xiàn)。

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The Application and R&D Progress of Adhesive for Construction

WANG Jian-guo
（Xingxin Vocational Technical Institute,Xinjiang Production and Construction Corps,Urumchi 830074,China）

The adhesive is an important building material in the field of construction.It can firmly bonding the substrates and additional materials,and works well as a medium.The types of adhesives applied in the field of construction are analyzed,and the applications of adhesive in construction and building material industry are discussed;the research and development progress of adhesive for construction is introduced at the end of the paper.

Adhesive;environment-friendly;construction and building materials

TQ437.1

A

1001-0017（2016）05-0382-04

2016-05-27

汪建國(guó)（1966-）男，安徽碭山人，高級(jí)講師，研究方向：建筑工程施工和造價(jià)。