超薄石材复合板专用胶粘剂的应用研究.pdf

中国科技核心期刊 新 建魄 超薄石材复合板专用胶粘剂的应用研究 张晓华 朱华 施恩斌 薛亮亮 苏卅l 市姑 苏新型建材有 限公司 江苏 苏州2 1 5 1 3 2 摘要 介绍了超薄石材复合板专用胶粘剂的组成及性能 在符合J c 8 8 7 2 o 0 1 仟挂石材幕墙用环氧胶粘剂 标准的基础上 还 对超薄石材复合板胶粘剂与 多类基材在不 同环境下 的粘结性能进行了应用研 究 结果表 明 该超薄石材复合板胶粘剂可安全地应用 于各类超薄天然石材及陶瓷复合板 金属 木材 节能保温板等的复合粘结 关键词 超薄石材 胶粘剂 保温板 中图分类号 T U 5 8 1 3 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 1 7 0 2 X 2 0 1 3 0 3 0 0 3 4 0 4 Ap p H e d r e s e a r ch o n t h e t h in s t o n e co mp o s it e p a n e l a d h e s iv e s Z HANG Xi a o h u a Z HU Hu a S HI En b i n XU E L i a n g li a n g S u z h o u Gu s u Ne w Bu ildin g Ma t e r ial s Co L t d S u z h o u 21 51 3 2 J ia n g s u Ch in a Ab s t r a ct T h is a r t icle in t r o d u ce s t h e co mp o s it io n a n d p e rf o r ma n ce s o f t h e t h in s t o n e co m p o s it e p a n e l a d h e s iv e s Un d e r t h e co n d it io n o f me e t in g t h e in d u s t r ia l s t a n d a r d s J C 8 8 7 2 o o1 Ep o x y Ad h e s iv e s f o r Dr y f ix in g S t o n e Cu r t a in Wa ll s o me a p p lica t io n e x p e ri me n t s o n t h e b o n d in g p e rfo r ma n ce b e t we e n co mp o s it e p a ne l a d h e s iv e a n d v a r io us b a s e ma t e r ia l in t he d if f e r e n t e n v ir o n me n t co n d it io n s w e r e ca r r ie d o u t Th e r e s u lt s s h o we d t h a t t h is t h in s t o n e co mp o s it e p a n e l a d h e s iv e ca n b e a p p lie d t o co mp o s it e b o n d in g b e t we e n v a r io u s t hin n a t u r al s t o n e ce r a mic co mp o s it e p a n e l me t a l wo o d e n e r g y s a v in g in s u la t io n b o a r d s a f e t y Ke y wo r d s t h in s t o n e a d h e s iv e in s u la t io n b o a r d O 前言 近年来 我国在建筑节能方面作了很大努力 包括制定并 执行严格的建筑节能设计标准 推广新型墙体材料和节能产 品 天然石材由于色泽美观 高贵典雅 性能稳定 广泛应用 于高档外墙和内墙体的装饰 随着优质天然石材矿脉逐渐枯 竭 人们慢慢认识到天然石材 矿床等不可再生资源的宝贵 将天然石材超薄化即将石材切割为厚度约5 m m 能够提高石 材利用率 同时解决因石材自身重量带来的安全性问题 降低 了石材单位面积价格 其中石材一 保温节能材料复合板具有 良好的发展前景 符合国家 十二五 规划中着重强调的创建 节能环保型社会的要求 在超薄复合板的 制造过程中 最重要的一 个工序是超薄 石材的 粘合 即将面材 各 种超薄天然石材 与基材 瓷砖 石 基金项 目 苏州市住房和城乡建设局 2 0 1 0年度指令性计划科研项 目 验字 2 0 1 3 第 1 号 收稿 日 期 2 0 1 2 1 1 0 7 修订日期 2 0 1 2 1 2 2 8 作者简介 张晓华 男 1 9 8 1 年生 江苏苏州人 工程师 主要研究方 向 建筑结构胶粘剂的研发工作 地址 苏州市高新区滨河路 1 9 7 9 号 E ma i l z h a n g x ia o h u a 2 0 0 3 1 6 3 co rn 3 4 新型建筑材料 2 0 1 3 3 材 金属 节能保温板 采用专用胶粘剂粘合在一起 目 前 市 场上也出现各类复合石材板的胶粘剂 有无机类聚合物粘结 砂浆 有机类不饱和树脂 酚醛树脂 环氧树脂胶粘剂等 质量 参差不齐 用途模糊 由于环氧树脂的粘接性十分优异 其分 子结构的末端有环氧基 链与链之间还存在羟基 醚键 这使 它对许多材料有很强的粘附力 所以 我们用环氧树脂为主 体树脂 配以改性胺固化剂 阻燃剂 填料及其它改性材料 开 发了一种适用于石材 金属 节能保温板等材料的环氧类超薄 石材复合板专用胶粘剂 该产品使用方便 耐温 耐水 耐老化 性能好 粘接力强 对石材 金属等多种材料具有很好的粘结 性能 1 试验 1 1 原材料 环氧树脂E 一 5 1 苄基缩水甘油醚 6 9 2 丙烯基缩水甘油 醚 5 O O 液体聚硫橡胶 三氧化二 锑 改 性脂环胺 改性脂肪 胺 D M P 3 0 硅烷偶联剂 K H 5 5 0 滑石粉 高岭土 1 2 0 0目 钛白粉 硫酸钙晶须 3 5 一 二叔丁基一 4 一 羟基苯丙酸异辛酯 抗氧剂 均为市售 1 2 主要仪器设备及试验材料 电子天平 电子万能试验机 沸煮箱 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 张晓华 等 超薄石材复合板专用胶粘剂的应用研究 从图4 可以看出 石材一 硅酸盐板 S G 石材一 铝塑板 S L S 试验用的是非铝面 石材一 玻璃 s B 都是基材破坏 石材一 瓷砖 S C 是超薄石材破坏 说明该超薄石材胶能很好 的粘结上述基材 而石材一 高密度聚乙烯塑料 S S L 是界面 破坏 表4 超薄石材板胶与多类基材的粘结强度测试结果 复合板种类 粘结强度 MP a 破坏形式 从表4 可以 看出 超薄石材板胶用于粘结S G s L S S M和S B时 破坏形式虽然相同 但粘结强度不同 这与基材 的本体强度有关 用于粘结石材一 瓷砖 S C 的粘结强度最大 为3 2 0 M P a 用于粘结石材一 铝塑板 S L s 的粘结强度最 小 为0 2 5 M P a 2 2 超薄石材板胶在不同9 1 g 环境下 的粘结应用 超薄石材板胶主要由环氧树脂 固化剂和填料等组成 胶体固化后在不同环境下强度会发生变化 所以我们选用符 合G B T 1 8 6 0 1 2 0 0 9 天然花岗石建筑板材 性能要求的石 材作为基材 石材尺寸为5 0 m m x 3 0 ra m 2 0 2 5 m m 采用非 抛光面粘结 粘接面积为3 0 m m x 3 0 m m 成型5组试件 在不 同使用环境下进行粘结性能测试 其中放入酸溶液中的1 组 涂有防锈漆 同 时还分别成型5 组 钢一 钢拉伸剪切 试件 有效 粘结面积为2 5 m m x l 2 5 m m 测试环境分别为 1 基准养护 温度 2 3 2 o C 养护9 0 d 测试 2 耐水 常温养护7 d 水中 浸泡9 0 d 测试 3 耐碱 常温养护7 d 5 K 0 H溶液中浸泡 9 0 d 测试 4 耐酸 常温养护 7 d 5 硫酸溶液浸泡 9 0 d测 试 5 耐盐 常温养护7 d 5 盐溶液浸泡9 0 d 测试 测试结 果见图5 2 5 2 0 量1 5 1 0 5 O 基准养护耐水 耐碱 耐酸 耐盐 图5 使用环境对超薄石材板胶强度的影响 从图5 可以看出 经过不同环境9 0 d的养护 胶体的强 度均较基准养护的强度有所下降 其中以受酸腐蚀影响最大 但下降幅度不大 这主要是在酸腐蚀的试件上涂有防锈漆 试 件的本体强度受酸的影响小 其它环境因素对超薄石材板胶 的粘结强度也有影响 但影响很小 强度下降率均小于 1 2 上述试验说明 超薄石材板胶具有很好的耐酸 耐碱 耐盐 耐 水性能 能适用于多种环境 另外 使用该超薄石材 板胶粘剂来粘结保温板与 超薄 石 材 一般只需涂 l 2 m m厚 而用水泥基类胶粘剂来粘结则需 涂4 5 m m厚 因此 在降低整个粘结体系自重方面 超薄石 材板胶具有较大的优势 超薄石材板胶与水泥类胶粘剂的性 能和成本比较见表5 表 5 超薄石材板胶与水泥基类胶粘剂的性能和成本对比 3 结语 1 以环氧树脂为主体树脂 配以改性胺固化剂 阻燃剂 填料及其它改性材料 开发了 一种适用于石 材 金属 节能 保 温板等材料的环氧类超薄石材复合板专用胶粘剂 试验结果 表明 该超薄石材复 合板胶在符合J C 8 8 7 2 o 0 1 干 挂石材幕 墙用环氧胶粘剂 的基 础上 对E P S 板 X P S 板 P u 一 水泥砂浆 复合板 酚醛保温板等保温材料及石材 金属等材料都具有良 好的粘结性能 2 超薄石材板胶不仅对石材一 保温节能板 石材一 石材 石材一 金属有良好的粘结性能 同时也很好地粘结石材一 瓷 砖 石材一 硅酸盐板 石材一 铝塑板 石材一 木材 石材一 玻璃 石 材一 高密度聚乙烯塑料等复合材料 3 研制超薄石材复合板胶具有很好的耐酸 耐碱 耐盐 耐水性能 能在不同环境中应用 与水泥基类胶粘剂相比 超