化学建材(不太全).doc

化学建材：是指以有机高分子（合成）树脂为主干成分的一类建筑材料，是当代新型的建筑材料。 塑料建材的最重要一个特点是节能。开发塑料建材的动力： 塑料建材不仅能大量代钢、代木，而且具有某些传统建材无法比拟的性能，可以显著地节省能源，保护生态环境，改善居住环境和条件，提高建筑功能。具有优良的加工性，具有多种功能，轻质性，出色的装饰性塑性建材的常用品种：用作塑料建材的塑料品种很多，主要有PVC、PS、PE、PP、ABS、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、脲醛树脂等。使用量较多的是PVC、不饱和聚酯树脂、酚醛树脂、聚氯乙烯：简称PVC，由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的.热塑性树脂由于含有氯，PVC具有自熄性。分为：硬PVC塑料和软PVC塑料。前者基本不含或含有少量增塑剂，它的机械性能相当好，但抗冲击性较差，尤其在低温时呈现脆性。软质PVC制品的软性变化范围较大，随所加增塑剂量而变。PVC树脂按聚合方法可分为悬浮聚合（粉状树脂或悬浮树脂）和乳液聚合（糊状树脂），粉状PVC树脂又分为疏松型（XS）和紧密型（XJ）聚乙烯：简称PE 有可燃性；常见的类型：HDPE和LDPE; PE的熔融指数(MI)：是以聚乙烯在190摄氏度时用2160g的荷重从直径2.1mm，长8mm的毛细管中10min内挤出的的克数。它用以表示聚合物的分子量。聚丙烯：（PP） 等规物，无规物，间规物三种构型；密度：是通用塑料中密度最小的，在0.9左右；与ABS相比：ABS具有坚韧、质硬、刚性等优异的力学性能。聚苯乙烯（PS）：有本体聚合和悬浮聚合两种聚合方法，悬浮聚合所得PS为颗粒状，可用来生产可发性PS。通用型聚苯乙烯（GPPS）、高抗冲型聚苯乙烯（HIPS）、可发型聚苯乙烯（EPS）以及苯乙烯的共聚物如ABS、SAN、ACS和K树脂等。高抗冲聚苯乙烯：提高PS 的耐冲击性能一般采用弹性体（顺丁橡胶或丁苯橡胶）对PS 进行化学或物理改性。早期采用机械混炼法，由于橡胶分散不均匀，增韧效果不明显。因而发展了接枝聚合法，即将丁苯橡胶或丁基橡胶溶解于苯乙烯单体中进行本体或悬浮聚合。专用级HIPS已在许多应用中可代替工程塑料。聚醋酸乙烯酯（PVAc）可直接作为PVA 的原料或加工成粘合剂。乳液法制的聚醋酸乙烯酯乳液可直接作粘合剂（白胶）. PVAc的软化点很低，仅40左右，它不能作为塑料制品使用。它主要作为涂料和粘合剂使用。热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂的转化条件：热塑性用甲醛处理后可转变为热固性；热固性在酸性介质中用苯酚处理可变成热塑性。 不饱和聚酯树脂由加聚和缩聚化学反应组成；环氧当量：环氧树脂的分子量可以用环氧当量或环氧值来表示。环氧当量是含有一克当量环氧基的树脂克数；环氧值：是100克环氧树脂中含有环氧基克当量数。环氧值=100/环氧当量。若环氧树脂为线形结构，且分子两端为环氧基，那么其分子量为环氧当量的两倍，即：分子量=2环氧当量羟值 : 通常用羟值表示聚醚或聚酯多元醇的羟基含量，即1克树脂中含有的羟基相当于KOH的毫克数。有机硅聚合物防水机理：（1）硅氧键能高，耐热性较好，耐热温度为200 500；（2）分子主链外侧为一层非极性的烃基，憎水性优异，电绝缘性能好；（3）耐寒性好，硅橡胶的耐寒性为- 60。玻璃钢：GRP是用玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂、环氧树脂等得到的一类热固性塑料。GRP的机械强度较高，比强度超过一般的钢材。GRP作结构材料使用时，由于它的弹性模量比钢材低得多，刚性小，一般只能承受自重或较小的负荷。增塑剂：凡是添加到聚合物中能使聚合物塑性增加的物质都称为增塑剂，增塑剂通常是具有极性或部分极性的高沸点、难挥发、与聚合物有良好相容性的液体或低熔点固体。分为主增塑剂和副增塑剂；增塑机理：对于非极性增塑剂是通过聚合物与增塑剂间的溶剂化作用，增大分子间距离，从而削弱聚合物间的作用力，达到增塑的目的。极性增塑剂是其极性基团与聚合物分子的极性基团相互作用，而非极性部分把聚合物的极性基团屏蔽起来，从而削弱聚合物分子间的作用力。增塑剂性能要求：相容性好；增速效率高；耐久性好；光、热稳定性；耐寒性。塑料制品的生产系统主要由成型、机械加工、修饰和装配四个过程组成。1 是将各种形态的塑料制成所需的制品或半成品；2在成型后的制件上进行车、铣、钻孔等过程，来完成成型过程中的不能完成或完城的不够精细的一些工作；3修饰是美化塑料制品的表观；4是将各个已经完成的部件链接或配套使其完成完整制品的过程。主要成型方法：挤出成型、压制成型、浇注成型、压延成型、层压成型、注射成型挤出成型分类：挤出成型是使高聚物的熔体（或粘性流体）在挤出机的螺杆或柱塞的挤压作用下通过一定形状的口模而连续成型，所得的制品为具有恒定断面形状的连续型材。干法挤出和湿法挤出；干：靠外加热将物料变成熔体，塑化与挤出在挤出机内完成，制品的定性处理为简单的冷却固化；湿：湿法挤出的物料是通过有机溶剂对物料的作用，使其成为粘流状态，塑化是在挤出机外预先完成的，制品的定型处理是靠溶剂的挥发而固化。挤出设备：螺杆挤出机、柱塞式挤出机泡沫材料的发泡方法：化学发泡、物理发泡、机械发泡塑料门窗与钢木门窗相比有哪些优点：1耐水、耐腐蚀；2隔热性能好；气密性和水密性好；4安全系数高、能防火、不自燃、不助燃、可自熄、隔音性好5装饰性好。PVC型材的原料特点的要求：挤出性能、尺寸稳定性、耐候性、足够的强度和抗冲击性塑料管材的特点： 1. 重量轻。2. 耐腐蚀性好。3. 管壁光滑。4. 节能。5. 价格低。6. 耐热性差。7. 热胀系数大。8. 抗冲击性能较低涂料：是一类涂覆在物体表面并能在一定条件下形成牢固附着连续薄膜的功能材料总成；建筑涂料：指使用于建筑物上并起着装饰、保护、防水等作用的一类涂料。建筑涂料的组成：一般由基料（主要成膜物质）、颜填料（次要成膜物质）、助剂和水或有机溶剂（辅助成膜物质）等四种主要成分组成。建筑涂料的功能：1. 装饰功能：使建筑物经涂料涂装后达到美化和装饰的效果，起到美化环境，调节环境气氛的作用。 2. 保护功能:保护建筑物免受或减轻外界因素侵蚀、破坏，提高建筑物的使用寿命。 3. 特种功能：防霉、防水、防火、防静电、防结露、保温隔热、防冻、防化学腐蚀等。助剂作用：是涂料的辅助用机，一般用量很少，但能明显改善涂料性能，尤其对基料形成涂膜的过程与耐久性起着十分重要的作用。（1）成膜助剂：降低成膜物质的玻璃化温度和最低成膜温度，增加涂料的流平性，促进涂膜的完整性以及提高涂膜的附着力、耐洗刷等性能；减慢涂膜干燥时水分的蒸发速度，使涂膜边缘保持较长时间的湿润，有利于形成完整涂膜。（2）润湿分散剂：其作用主要是润湿分散颜料和填料颗粒，以保证得到良好的分散体。（3）消泡剂：降低液体的表面张力，消除生产涂料时因搅拌和使用表面活性剂等产生的大量气泡。但消泡剂用量不能太高，否则涂膜会出现“发花”、“鱼眼”等弊病。（4）增稠剂：增加水相（介质相）的粘度，阻止已分散的颜料颗粒凝聚，改进涂料涂刷性和流变性等流变行为。（5）防腐防霉剂：防止涂料在储存过程中因微生物和酶的作用而变质，并防止涂膜霉变。（6）防冻剂：提高防冻性的途径：加入某些物质以降低水的冰点；使用某些离子型表面活性剂，使乳液微粒带电，以电荷的相互排斥力抵制冰冻时产生的膨胀压力，从而提高冻融循环性。此外，还有增塑剂、抗老化剂、pH调节剂、防锈剂、阻燃剂、消光剂等。制备乳胶漆的用水：自来水和饮用水都可以用，但应尽量注意没有多价离子。因为多价离子不仅压缩双电层有效厚度，影响乳胶漆稳定性，而且水的硬度还影响分散剂的用量。建筑涂料的分类：按基料分：有机 无机 复合（复合涂料有三种复合方式：物理复合 化学复合 两类涂料的涂层复合）；按有无颜料分：清漆 色漆 腻子色漆：为赋予涂膜以颜色，并阻挡光线透过，或为增强涂膜的机械性能、化学性能而在漆料中添加各种颜料及填料制成的涂料，涂于底材时，形成的涂膜能遮盖底材并具有保护、装饰或特殊技术性能的涂料；清漆：又名凡立水，是由树脂为主要成膜物质在加上溶剂组成的涂料。乳液：一种物质在乳化剂作用下以微粒子0.055um均匀的分散在另一种液体中而形成的稳定物系；o/w乳液的三个基本组成：连续相 分散相 乳化剂；按制备方法可分为：分散乳液和聚合乳液。乳液成膜过程：1充填过程 2融合过程 3扩散过程；乳胶漆成膜动力：缩水表面张力 凹月面水的毛细管力 范德华力 重力；阻碍乳胶漆凝结的力：弹性变形力 静电斥力。主要是表面张力和毛细管力克服弹性变形抗力而聚结成膜。乳胶漆最低成膜温度：能够成膜的温度下限值，就叫最低成膜温度，亦指乳胶漆形成不开裂的连续涂膜的最低温度。加入增塑剂和成膜助剂等可降低聚合物的成膜温度。成膜温度与聚合物的玻璃化温度密切相关，Tg高，成膜温度高。乳胶漆所用湿润分散剂是阴离子型和非离子型表面活性剂。阳离子型的不能做活性剂。乳胶漆用助溶剂功能：A.调节水挥发速率，防止接痕出现；B.协同成膜助剂促进成膜；C.降低涂料冰点，起防冻作用；D.降低水的表面张力，提高对颜料和基层的湿润能力。聚醋酸乙烯乳液白花现象：聚醋酸乙烯乳液在碱性介质中，聚醋酸乙烯易水解为聚乙烯醇，耐水性差，用它涂于碱性灰泥墙上，由于聚醋酸乙烯在含CaO量多的墙面上被皂化生成醋酸钙并从聚合物中析出，在涂层表面形成结晶而出现“白花现象”。颜料与填料的差别：颜料是不溶于分散介质（如油、水等）的有色或白色的粉末状物质。作为颜料使用的物质，要求其具有很好的着色力，适当的遮盖力，较高的分散度，鲜明的颜色和对光的稳定性及有一定程度的耐化学腐蚀性等。填料：和颜料一样不溶于基料、水和溶剂等介质的微细粉末状物质。填料的折光指数小（1.41.7），没有着色作用，遮盖作用也很小，但能增加涂膜的厚度和涂膜的体质，增加涂膜的强度，提高耐久性。填料的性能除无着色力和遮盖力要求外，其他性能要求与颜料相同，即耐久性、耐候性、耐酸碱性等。颜色表征的三个参数：色相（色调）、亮度（明度）和饱和度（纯度）；色相（色调）用以表征红、黄、绿、蓝、紫等颜色的特性，是一种视觉感知属性。亮度（明度）表示物体表面颜色明亮程度的视知觉特性值，以绝对白色和绝对黑色为基准给予分度。饱和度（纯度）是在色调“质”的基础上所表现出的颜色纯度，又称彩度。颜色的分类：彩色 非彩色，其表征参数的差别：彩色能全部包括颜色的3个特性，而非彩色只能包括一个颜色特性 即亮度。遮盖力：指涂膜中颜料能够遮盖被涂饰物体使其表面不再能透过涂膜而显露能力。通常以每平方米底材面积所需完全覆盖底色的干颜料质量克数表示。遮盖力是颜料对光线产生散射、吸收和反射的结果。着色力：指某一种颜料与另一基准颜料混合后所显现颜色强弱的能力。通常以白色颜料为基准去衡量各种彩色或黑色颜料对白色颜料的着色能力。吸油量：指定量的干颜料粘结成糊所吸收亚麻仁油的质量，一般以100g颜料达到规定状态所吸收的精制亚麻仁油的质量表示，g/100g。颜料的附聚体凝聚体：干颜料有三种结构形态：A.原级粒子，单个颜料晶体或一组晶体，粒径相当小；B.凝聚体，以面相接的原级粒子团，其表面积比其单个粒子组成之和小得多，再分散困难；C.附聚体，以点、角相接的原级粒子团，其总表面积比凝聚体大，但小于单个粒子组成之总和，再分散较容易。附聚体比凝聚体更易分散润湿分散剂种类：使颜料、填料湿润或加速湿润的表面活性剂称为润湿剂；使分散容易且分散后的颗粒稳定地悬浮在液体中的表面活性剂叫分散剂。分为：1阴离子型润湿分散剂2阳离子型润湿分散剂3非离子润湿分散剂4两性润湿分散剂润湿：指用树脂或添加剂取代颜料表面上的吸附物如空气、水等，即固气界面转变为固液界面。湿润分散剂的筛选：（1）根据经验，以配方总量计，大约0.1%无机分散剂和0.3%有机分散剂拼用能达到比较好的分散效果。（2）流动点测定法为：先将颜填料定量，加少量水，形成能够搅动的黏稠浆状物，然后逐滴滴入分散剂溶液，边滴边搅动，加到黏稠浆状颜填料黏度突然下降为准，此时所滴定的分散剂用量，便是该颜填料浆系统的流动点。（3）分散超细颜填料时，黏度曲线不是唯一的标准，改用光谱粒径分布测定法。阳离子分散剂是否可以用于制多孔乳胶漆：不可以，乳胶漆所用湿润分散剂是阴离子型和非离子型表面活性剂。增稠剂的作用机理：能明显提高涂料的表观粘度并赋予涂料触变性等，又称为流变助剂。A.能吸附在乳胶颗粒表面形成包覆层，使乳胶粒子的体积增大而导致粘度提高；B.能进入水相中使粘度提高；C.水溶性聚合物吸附于二个以上粒子（乳胶粒子和颜料粒子）之间，形成立体网状结构。D.增稠剂分子的支链上接有疏水性的非离子型表面活性剂的支串，这些支串在水中随意地相互缔合形成许多微胞或称小室，与此同时，这些支串还能与涂料中的其他组分如憎水性表面活性剂、颜料和乳胶等的疏水端缔合，形成更多的微胞。消泡剂的机理：当气泡遇到含有消泡剂的水时，消泡剂会扩散到气泡周围的水膜中，并以微细粒子渗入到泡沫体系中，在接触到泡沫后立刻捕获泡沫表面的憎水链端，迅速铺展并形成很薄的双膜层，再进一步侵入到泡沫体系中。由于低表面张力的液体总是流向高表面张力的液体，低表面张力的消泡剂总是带动一些液体流向高表面张力的泡沫体系中，消泡剂本身的低表面张力使泡膜的表面张力局部降低，促使膜壁逐渐变薄，而被周围表面张力大的膜层强力牵引，产生应力的不平衡，最终导致气泡破裂。消泡剂主要组分： 1、活性物质是阻止泡沫产生或将已有泡沫消除的物质。活性物质的作用机理是不相容的铺展和表面活性剂的吸附。不相容的铺展物质有脂肪酸胺、脂肪酸酯、脂肪酸胺酯、聚烷基二醇、有机磷酸盐、有机聚合物（聚丙烯酸、聚酯）和硅油或硅氧烷-聚酯共聚物。除泡吸附的物质有金属皂、憎水二氧化硅和有机脲衍生物。2、表面活性剂在气相界面具有消泡活性，它使活性物质（如憎水二氧化硅）与稳定的气泡结构接触。3、载体把憎水活性物质均匀地带入亲水介质。载体通常具有比起泡介质更低的表面张力，因此有效地帮助湿润泡膜。直链烃和芳烃矿物油、混合溶剂，甚至水（在水包油乳液的情况），都可用作载体。溶剂的四个功能：1. 溶解力：指溶剂能够把高分子物质溶解分散的能力。溶解力越强，溶解速度越快，溶液粘度越低。2.溶剂的挥发率：溶剂的挥发速度影响涂料的干燥、流平和成膜过程，各种溶剂的挥发速度常用对某种标准溶剂（如醋酸丁酯或乙醚）进行比较而得到的相对挥发数值来表示。3. 溶剂的闪点（闪燃点）和燃点（着火点）：溶剂挥发到空气中，遇明火而初次发生蓝色火焰闪光时的温度称为闪点。4. 溶剂的毒性闪点：溶剂挥发到空气中，遇明火而初次发生蓝色火焰闪光时的温度；燃点：溶剂表面上的蒸汽和空气混合物与明火接触而发生的火焰能开始燃烧不少于5秒时的温度。溶剂的主要作用是降低涂料粘度，改善施工性能，提高涂膜的附着力、光泽和流平性等。对溶剂的要求：A.溶解能力强； B.安全性高，要求毒性小，闪点低（不易燃）；C. 挥发速度适中。建筑涂料的一般生产过程包括：1.基料制备：指通过高分子合成反应获得建筑涂料的成膜物质，或将高聚物作进一步处理（改性）的过程。2. 颜填料的分散磨细：尽管商品颜填料都是粉料，但其颗粒都是数百个到数千个一次粒子相互凝聚在一起的二次粒子，这些二次粒子通常用一般的搅拌设备难以将其分散，需使用砂磨机、胶体磨、三辊研磨机等研磨设备才能达到要求的分散效果。3. 涂料配制：是将基料、色浆（或颜填料）和各种助剂按工艺配方配制成均匀的涂料过程。通常在带有变速的搅拌调和设备中完成。4.涂料的过滤及产品包装：由于部分颜填料未被分散，乳液因破乳胶化成粒及杂质等存在于涂料中，因此需要过滤。5. 配色色浆法和干着色法：色浆法是将颜填料预先研磨分散，制成色浆再用于调配涂料。干着色法是将颜填料直接加入基料中再研磨分散的涂料制造方法。 配色方法：目前乳胶漆生产企业大多采用全白色乳胶漆配色法和基础漆配色法两种。基础漆配色法，指乳胶漆生产企业生产白色乳胶漆和透明乳胶漆（亦称基础漆）。透明乳胶漆是指不含钛白粉等具有遮盖力颜料的乳胶漆，用白色乳胶漆和色浆配浅色漆，用透明乳胶漆和色漆配深色漆，用不同比例搭配的白色乳胶漆和透明乳胶漆同色浆配中色漆。对于深色漆，当遮盖力达不到要求时，可用钛白浆和含钛白粉的白色乳胶漆进行调整。全白色乳胶漆配色法：用白色乳胶漆来配深色甚至中色乳胶漆，必须加入大量的色浆才能达到一定的饱和度，其结果是：大量色浆加入使配色成本大幅度提高，而乳胶漆性能下降，产生不必要的遮盖力过剩。如何提高聚乙烯醇类建筑涂料的耐水性？：1使用碱含量较低的水玻璃，以提高水玻璃的耐水性，从而提高涂料的耐水性。2使用丁醛、乙二醛等改性。3采用耐水性更好的聚合物乳液，提高耐水性，如聚醋酸乙烯乳液，丙烯酸乳液等。4使用活性填料，提高耐水性。5.使用水玻璃改性聚乙烯醇基料。6，使用甲醛改性聚乙烯醇基料乳胶漆与溶剂型涂料相比的特点：乳胶漆是一种以乳液聚合法合成树脂的稳定水分散体为基料的涂料。乳液型建筑涂料具有有机溶剂含量低、无毒无污染、节约能源、施工方便、装饰效果好等特点，以及良好的耐水性、耐候性、抗污染性等理化性能。是目前应用十分广泛的一类中、高档建筑涂料。另一方面，乳胶涂料在性能上仍有许多不足，主要表现在光泽、流平性、附着力、耐污染性等不及溶剂型建筑涂料，但在保持光泽方面占优。PVC：颜料浓度（颜料体积浓度）用下式表示: PVC=Vb/(Vp+Vb)100，Vp为涂膜中各种基料聚合物的体积，Vb为颜填料的体积；颜基比是颜填料的质量和基料固体（非挥发分）质量的比值；CPVC：是指基料聚合物恰好覆盖颜料和填料粒子表面，并充满颜料和填料粒子堆积所形成空间时的颜料体积浓度。附着力:涂膜与基层的附着力主要是机械咬合力和范德华力，也可能存在少量的化学键力、静电引力和扩散力等。附着力随PVC的升高而下降。.乳胶漆与溶剂型涂料的各自特点：乳：1适应范围广2施工简便3无毒、安全4维护保养容易；溶：1涂膜的质量高2对各种施工环境有良好的适应性3剂型涂料对树脂的选择范围较广4对环境和人体均有害颜基比：指颜料和填料的质量份数对固体树脂（在乳胶漆中指固体乳液聚合物）质量份数之比，以P/B表示。底涂作用：1、加固基层2、降低并均匀基层吸水性3、提高中涂层在基层上的附着力4、封闭作用醋酸乙烯内墙乳胶漆不能用于外墙原因是：耐水性耐碱性差不宜用于潮气较大的地方。建筑涂料的选择原则： 根据建筑物表面的使用要求选择 根据建筑物表面不同材料选用不同类型的建筑涂料 根据建筑物表面再次被装修的时间长短选用建筑涂料 还有考虑成本、施工环境条件及建筑涂料的施工性能等乳胶漆对基层含水率的要求：一般为10以下，溶剂型涂料一般为8，乳胶涂料对基层含水率可以高一些 。对基层的一般要求：1平整度，碱度2附着物应清除3强度与刚性应比涂料高4破损、裂缝等应修补5含水率6pH值7金属制件，应作防锈处理。建筑物渗漏原因：1.材料原因2.造价原因3.建筑物外形原因4.设计原因5.施工原因 6.使用维护原因建筑防水材料：是指用于建筑物和构筑物中起着防潮、防漏、保护建筑和构筑物及其构件不受水侵蚀破坏作用的一类建筑材料。防水材料类别：（1）防水卷材（2）防水涂料（3）防水密封材料（4）刚性防水及堵漏材料防水卷材施工方法：热施工法：热玛蹄脂粘结法、热熔法、热风焊接法 冷施工法：冷粘结法、自粘法、机械固定法等。冷施工法可用于大多数合成高分子防水卷材的粘贴。防水卷材的性能特点：1耐水性2温度稳定性3机械强度、伸长性和抗断裂性4柔韧性5大气稳定性。沥青防水卷材的三大组成材料：胎基材料、浸涂材料、覆面隔离材料。防水涂料的防水机理：涂膜型：是通过形成完整的涂膜来阻挡水的透过或水分的渗透来进行防水的。许多高分子材料在干燥后即能形成完整的、连续的涂膜。固体高分子其涂膜的分子间总是有一些间隙的，其宽度约为几个纳米，按理说单个水分子是完全能够通过的，但自然界的水通常是处于缔合状态，几十个水分子之间由于氢键的作用而形成一个很大的分子团，因此实际上是很难通过高分子的间隙的，这就是防水涂料涂膜具有防水功能的主要原因；憎水型：有机硅聚合物在水中的溶解度极小，本身又难以吸收水分，同时由于分子主链外面存在的非极性有机基团与水分子中氢原子的排斥作用，使得有机硅聚合物具有良好的憎水性。此外，由于有机硅聚合物分子间的引力较小，排列不太紧密，所以用有机硅聚合物处理过的表面，虽然有较好的防水性，但却还具有良好的透气性。防水卷材的施工方法：1. 热施工工艺（1）热玛蹄脂粘结法：适用于石油沥青油毡三毡四油（二毡三油）叠层铺贴；（2）热熔法：适用于有底层热熔胶的高聚物改性沥青防水卷材。（3）热风接