土木工程材料 第九章建筑塑料 张德思教授
土木工程材料 第九章 建筑塑料 张德思教授 主讲
。第一节建筑塑料 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而 成的材料。 1.塑料的分类 根据塑料的热行为可分为热塑性塑料和热固性 塑料:热塑性塑料经加热成形、冷却硬化后,再经 加热还具有可塑性;热固性塑料是经初次加热成型 并冷却固化后,其中多数有机高分子已发生聚合反 应,形成了热稳定的高聚物,此物质即使再经加热 也不会软化和产生塑性。总之,热塑性塑料的塑化 和硬化过程是可逆的,而热固性塑料的塑化是不可 逆的
第一节 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而 成的材料。 1. 塑料的分类 根据塑料的热行为可分为热塑性塑料和热固性 塑料：热塑性塑料经加热成形、冷却硬化后，再经 加热还具有可塑性；热固性塑料是经初次加热成型 并冷却固化后，其中多数有机高分子已发生聚合反 应，形成了热稳定的高聚物，此物质即使再经加热 也不会软化和产生塑性。总之，热塑性塑料的塑化 和硬化过程是可逆的，而热固性塑料的塑化是不可 逆的
2.塑料的构成 塑料是由起胶结作用的树脂和起改性作用的添加剂 构成的。 2.1树脂 树脂为塑料的主要成分,其质量占塑料的4O%以上 在塑料中起胶结作用,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(PVC)、聚乙烯 塑料(PE),聚丙烯塑料(PP)、聚苯乙烯塑料 (PS)、改性聚苯乙烯塑料(ABS)、聚甲基丙烯 酸塑料(PMMA即有机玻璃); 常用的热固性塑料有酚醛树脂塑料(PF)、脲醛树脂 塑料(UF)、三聚氰胺树脂塑料(MF)、环氧树脂 塑料(EP)、不饱和聚酯树脂塑料(UP)和有机硅 树脂塑料(S)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
2.塑料的构成 塑料是由起胶结作用的树脂和起改性作用的添加剂 构成的。 2.1树脂 树脂为塑料的主要成分，其质量占塑料的４０％以上， 在塑料中起胶结作用，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（ＰＶＣ）、聚乙烯 塑料（ＰＥ），聚丙烯塑料（ＰＰ）、聚苯乙烯塑料 （ＰＳ）、改性聚苯乙烯塑料（ＡＢＳ）、聚甲基丙烯 酸塑料（ＰＭＭＡ即有机玻璃）； 常用的热固性塑料有酚醛树脂塑料（ＰＦ）、脲醛树脂 塑料（ＵＦ）、三聚氰胺树脂塑料（ＭＦ）、环氧树脂 塑料（ＥＰ）、不饱和聚酯树脂塑料（ＵＰ）和有机硅 树脂塑料（ＳＩ）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
●2.2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
2.2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、 樟脑等。 e(3)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
（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、 樟脑等。 （３）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
(4)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。 e(5)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、阻燃剂等
（４）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。 （５）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、阻燃剂等
e3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。 e(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。 e(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 e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
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
●第二节建筑涂料 涂料是一类能涂覆于物体表面并在一定条件下形 成连续和完整涂膜的材料的总称。早期的涂料主要以 干性油或半干性油和天然树脂为主要原料,所以这种 涂料被称为油漆。涂料的主要功能是保护基材和美化 环境。 1.涂料的组成 涂料是由多种材料调配而成,每种材料赋予涂料 不同的性能。涂料的主要组成包括: e(1)主成膜物质 主成膜物质是将涂料中的其他组分粘结在一起, 并能牢固附着在基层表面形成连续均匀、坚韧的保护 膜。它包括基料、胶粘剂和固着剂。主成膜物质的性 质,对形成涂膜的坚韧性、耐磨性、耐候性以及化学 稳定性等,起着决定性的作用
第二节 建筑涂料 涂料是一类能涂覆于物体表面并在一定条件下形 成连续和完整涂膜的材料的总称。早期的涂料主要以 干性油或半干性油和天然树脂为主要原料，所以这种 涂料被称为油漆。 涂料的主要功能是保护基材和美化 环境。 1. 涂料的组成 涂料是由多种材料调配而成，每种材料赋予涂料 不同的性能。涂料的主要组成包括： （１）主成膜物质 主成膜物质是将涂料中的其他组分粘结在一起， 并能牢固附着在基层表面形成连续均匀、坚韧的保护 膜。它包括基料、胶粘剂和固着剂。主成膜物质的性 质，对形成涂膜的坚韧性、耐磨性、耐候性以及化学 稳定性等，起着决定性的作用
e(2)次成膜物质 涂料中所用颜料和填料,以微细粉状均匀分散 于涂料介质中,赋予涂膜以色彩、质感,起到提高 涂膜的抗老化性、耐候性等作用,因而被称为次成 膜物质。 (3)溶剂 溶剂是一种具有既能溶解油料、树脂,又易 于挥发,能使树脂成膜的有机物质。它的作用是将 油料、树脂稀释并能将颜料和填料均匀分散,调节 涂料粘度。 (4)辅助材料 辅助材料又称助剂,它的用量很少,但种类 很多,各有所长,且作用显著,是改善涂料性能不 可忽视的重要方面
（2）次成膜物质 涂料中所用颜料和填料，以微细粉状均匀分散 于涂料介质中，赋予涂膜以色彩、质感，起到提高 涂膜的抗老化性、耐候性等作用，因而被称为次成 膜物质。 （３）溶剂 溶剂是一种具有既能溶解油料、树脂，又易 于挥发，能使树脂成膜的有机物质。它的作用是将 油料、树脂稀释并能将颜料和填料均匀分散，调节 涂料粘度。 （４）辅助材料 辅助材料又称助剂，它的用量很少，但种类 很多，各有所长，且作用显著，是改善涂料性能不 可忽视的重要方面
2.常用建筑涂料 建筑涂料品种繁多,按其在建筑物中使用部位的不 同,可以分为:内墙涂料;外墙涂料;地面涂料;顶棚 涂料;屋面防水涂料等。 3.胶粘剂 能够将两种材料直接粘结在一起的物质被称为粘结剂, 粘结剂的种类繁多,常用的高分子粘结剂有热固型粘结 剂、热塑型粘结剂、橡胶型粘结剂、混合型粘结剂等 e组成粘结剂的成分有: e(1)合成树脂粘料 它主要起基本粘结作用,是粘结剂的主要成分,常用 的粘料是各种合成树脂,如环氧树脂、聚氨酯树脂、有 机硅树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、聚醋酸乙烯树脂、聚 乙烯醇甲醛树脂等。其中以热固性树脂的粘结强度较高
2. 常用建筑涂料 建筑涂料品种繁多，按其在建筑物中使用部位的不 同，可以分为：内墙涂料；外墙涂料；地面涂料；顶棚 涂料；屋面防水涂料等。 ３．胶粘剂 能够将两种材料直接粘结在一起的物质被称为粘结剂， 粘结剂的种类繁多，常用的高分子粘结剂有热固型粘结 剂、热塑型粘结剂、橡胶型粘结剂、混合型粘结剂等。 组成粘结剂的成分有： （1）合成树脂粘料 它主要起基本粘结作用，是粘结剂的主要成分，常用 的粘料是各种合成树脂，如环氧树脂、聚氨酯树脂、有 机硅树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、聚醋酸乙烯树脂、聚 乙烯醇甲醛树脂等。其中以热固性树脂的粘结强度较高