塑料制品在建材和家具领域的应用

1.建材用塑料制品

塑料建材已广泛用于建筑行业作非结构材料，按用途可分为装饰材料、采光材料、隔热保湿材料等，按形式可分为板材、片材、薄膜（带）、纤维织物、壁纸、粉粒料、块料、型材（如棒、管、不同截面形状型材等），按材料组成可分为单组分树脂、填充树脂、复合材料等。本节主要介绍按用途分类的装饰材料、采光材料、隔热保温材料及塑钢门窗等品种的特性和应用。

（1）塑料建材的基本特性 塑料建材的基本特性大致包括以下几个方面：

1）结构安全性。塑料建材虽为非结构建材，无需承担钢筋水泥建材这样沉重的负载，但在许多场合仍需承担一定的静、动负载，如门窗框架承受压缩、冲击、振动等负载，所以建材必须有一定的力学性能，能适应使用环境下的各种负载，确保结构强度，不发生力学破坏，必要时需采用金属材料增强、增韧措施来保证在使用期内结构安全可靠。

2）防火安全性。众所周知，塑料是易燃材料，但作为与人共居之材的塑料则必须具有防火、阻燃特性，应符合建筑设计的防火规范，达到不自燃、难燃、阻燃、自熄要求，即使燃烧后也要达到低热值、低烟密度、低毒性的标准，且使用的阻燃剂及塑料建材中的成分也应绿色环保，不污染环境，不伤害人体健康。

3）耐候性。无论是室外或室内用的塑料建材，都应有良好的环境适应性，如卫生间用制品必须具有耐湿热、耐水、耐霉等特性；室外用建材必须具备耐热氧化、耐光氧化、耐臭氧、耐生物老化、耐水解、耐霉菌、耐温差、耐日晒雨淋、耐酷暑严冬、抗风砂振击、耐湿热、耐有毒气体腐蚀等各种不良环境条件的侵蚀。实用材料一般都应经一年以上的耐候性试验，合格后才能实用，以保证其在使用期内耐用不变质。

4）装饰性及抗污染性。塑料建材的可装饰性比其他传统建材好，可适应各种场合装饰要求，实现各式各样的装饰目标，赋予建筑物美观时尚的视觉、手感和感观，同时又不易污染，便于保洁维护。

5）环保和绿色。建材生产、使用、废弃后都应具有良好的健康卫生，可节省能源和资源，不污染环境，有良好的回收再利用性，如利用隔热保温材料可节省取暖、降温的能源，无毒无害无污染无辐射的绿色环保型材料可减少环境污染，保护人体健康。

（2）常用塑料建材 主要有装饰材料、采光材料和绝热保温材料。

1）装饰材料是用于装饰各种建筑物的地面、墙面、门窗、厨房、卫生间设施的建材，应具有显示色彩、图案、手感、质感以及美化造型的装饰功能。主要品种简介如下：

①人造大理石具有坚韧、强度高、质硬、结实、光滑、不吸水、耐划痕、耐腐蚀、耐磨、便于保洁去污、易修补、不含放射物等特性，且可提供仿天然大理石的各种色彩，外观富丽典雅，色泽柔和，纹理细腻等装饰功能。其制作方便，可用浇注工艺制作厚薄不同的板、块制品，也可制作弧形、曲面等复杂形状板及成型器具。另外，其施工方便，可拼接、粘接、组合各式各样花纹图案，综合性能优于天然大理石，是现代建筑理想的装饰材料。

人造大理石是以树脂为粘结剂由石英、大理石、方解石、碳酸钙等无机填料、颜料混合浇注而成的，按不同树脂可分为聚酯型、MMA树脂型两种品种。MMA型人造大理石耐热性好（可承受215℃热熨斗烫20min都无变化），耐烟蒂火灼，耐热沸水煮（500h），热变形温度为230℃；质感良好，外观明亮，光泽；耐各类调味品、油污、洗涤剂，且保洁性好，清洗后不留污渍痕迹；可用木工工具切割、钻孔和与金属等制品粘结。

人造大理石适用于装饰室内地面、墙面，制作各种工作台面、厨房和卫生间的橱柜及化妆台面、浴盆、卫生洁具、洗脸盆等。

②三聚氰胺装饰板，又称防火装饰板，按使用要求有光、柔光、绒面、镜面、高耐磨、防静电、浮雕、金属饰面、低播焰、后成型等品种，表面可制成仿木纹、仿大理石、仿皮革纹、仿织物及各种色彩的艺术图案，且具有耐腐蚀（酸、碱）、耐热、耐磨、抗冲击、耐烟灼、防水、抗菌、防霉、抗静电、易清洗保洁等特点。该材料一般为薄片板，只宜用于贴面装饰，如作胶合板、纤维板、刨花板的贴面，作住宅、办公楼、商场的壁板、隔板等内饰板，以及橱柜、家具的装饰板、车辆内装饰板等。

③PVC低发泡装饰板。有自由发泡板、结皮发泡板、共挤发泡板三种结构，结皮板和共挤板制品表面质量及性能较好，结皮板表层较光滑，共挤板刚性好，所以结皮板、共挤板装饰效果好，有类似于木板的手感和外观，可用木工加工方法进行二次加工、粘接、焊接，制品有防水、防潮、防虫蛀、阻燃、隔热、隔声性能，可作宾馆、饭店、办公楼、住宅的室内墙面、天花板、窗部件、门内衬、卫生间、橱柜、壁柜、家具、车辆、轮胎的内装饰板。

④PVC外墙装饰板。有单层板和复合板两种结构。复合板外层为耐候性较好的塑料与PVC内层共挤复合而成，性能较好。外墙板是一种异型截面板，施工时利用板两侧的钩、槽互相咬合连接一体组成墙面装饰挂板固定于外墙面上，且接合处两板重叠形成水密封结构。板截面尺寸形状，可按用途和用户要求进行设计，挂板具有阻燃、耐潮、耐水、耐腐蚀、耐候等特性，使用寿命长，施工方便（只要人工用机械方式安装即可），便于清洗，且可按装饰要求，装饰成外观淳朴自然，各种色彩和花纹别具风格的住宅外墙。

2）采光材料。尽管目前采光塑料材料在刚性、表面硬度、尺寸稳定性、强度、耐候性、耐蚀性、耐热性等方面还存在一些不足，但它与无机玻璃相比仍具有许多优点，因此在条件允许的场合下，透明塑料还是被广泛用作建材的采光材料，用于采光及装饰。其结构可分为单层板（即实心平板）、波纹板及多层板（又称格子状空心平板，有两层、三层，甚至四层，且可设计成由不同颜色的板组成，以达到不同的光学效果）。几种常用透明塑料采光板简介如下：

①玻璃钢波纹板（FRP波纹板），由热固性不饱和聚酯（UP）与玻璃纤维（织物或毡式短切纤维）共混而成，强度高，抗冲击，耐腐蚀，透光率>86%，折射率>70%，入射光线分布均匀。表面常贴氟塑料膜或涤纶膜，可提高耐候性，使用期为15年以上，可用压制成型工艺作为波形板和平板，主要用作屋面采光板。

②PVC透明板是挤出成型双向拉伸板，且共挤复合防紫外线表层，抗冲击，透光率为90%，耐低温（-30℃），耐腐蚀，阻燃，可作透明装饰材料。

③有机玻璃板，其透光率为93%（中空板透光率为83%），刚性好，抗冲击，耐候，使用寿命为10年，易成型，可制作平板、波纹板，可热成型各种形状制品，主要用作无色透明或有色透明视窗玻璃。

④PC板（又称阻光板或玻璃卡普隆板），单层板透光率为89%（3mm板），强度和刚性高，抗冲击，耐热又耐寒（-40～120℃），热导率低，隔热性好，耐候性差，但表面贴抗紫外线膜后有良好的抗老化性和防结露性，在室内相对湿度>80%时才开始结露（一般玻璃在0～23℃范围内，相对湿度在40%时就结露），加工性好，可热成型、真空成型制作多种造型制品。双层板最小弯曲半径可达板厚的175倍，单层板的也可达150倍，波纹板纵向弯曲半径≥4mm。PC板是一种安全、隔声的视窗玻璃，可达到窗用安全级A₃级标准，格子板的冲击强度比普通玻璃高100倍，比PMMA板高50倍，相同厚度时隔声量比玻璃高3～4dB（A）。但是，PC板价格高，耐溶剂及碱性介质性差（不及PMMA），易发生应力开裂，故也有采用PVF或PET板替代的。

⑤其他。作为有色视窗玻璃有的塑料还有PS、PET、AS、EP等。

此外，PMMA、PC、PE、GFUP、FEP、PVF、Si板具有透过远红外线的功能，可作采集太阳能的透光板，用作太阳能热水器或暖房的盖板。

3）绝热保温材料。在平均温度≤623K（350℃）时，导热率<0.17W/（m·K），密度为350kg/m³的材料称为绝热材料，导热率≤0.055W/（m·K）的则称为高效绝热材料，可用于建筑物保温隔热，提高室内采暖、制冷效率，减少能耗，提高住宅质量，改善居住环境，是建造节能型住宅的一项重要措施。

绝热隔热材料主要用于墙体、屋面保温和地面隔热，要求建材导热率低，吸水率小，有一定强度，耐热，耐寒，阻燃，易施工，成本低等。泡沫塑料是目前候选的主要材料，常用品种有硬质PU泡沫塑料（制品形式有预制夹芯复合板、浆体喷涂层和浇注制品等）；PS泡沫塑料（制品形式有EPS板、XPS板）；阻燃制品常用PF泡沫塑料制品。其中，XPS板综合性能优于EPS、PU喷涂层；PF等隔热材料，是用于屋面、外墙保温隔热和冷库建筑、交通土木工程等理想的保温隔热材料，但价格较高。(www.xing528.com)

4）塑料窗。在建筑物中门窗是建筑物的开口，其中窗户的用途很多，如采光、通风或气密（对不开启窗）、隔热保温、美化环境、调节心理、装饰建筑、防外来物（如风、雨、砂尘、烟雾及其他）侵入等功能。但是门窗也是建筑物中散热量最大的部位，一般占总散热量的50%，仅门窗缝隙的空气渗透耗热量就可占建筑物围护结构散热的20%～25%。由此可见，门窗结构设计及选料是至关重要的项目。

①塑料门窗的应用。传统的门窗采用木质或金属结构，自20世纪50年代由德国采用塑料结构以来，至今塑料门窗结构已占到建筑门窗业的1/3以上的份额，我国平均占有率为15%以上，大中城市占有率为60%～80%。

塑料门窗结构实际上是整体门窗中的一个部件，是可供组装玻璃、密封条和窗门附件（手把、搭钩铰链等）组成整体门窗的一个框架。以塑料窗为例，框架是由各种截面形状的中空异型挤出型材组成的，按不同要求的窗结构，选用适当的型材裁切、焊接、组装玻璃及附件后即可组成完整的窗户。有导轨推拉式、密封式、铰链推拉式等开启形式。常用PVC塑料制作，但由于PVC塑料是含卤素成分的热敏性塑料，分解时会释放HCl刺激性有害气体，环保性欠佳，所以目前有些厂商开发了木塑复合材料窗和FRP拉挤塑窗。木塑料是由废旧PE或PP料与玻璃纤维（<30%）及其他助剂、填料配制而成，可用挤出、注射成型制作具有木材特性的木塑制品，也可制成层压板。其物性强于木材，且耐腐蚀，耐水、可在水中使用，使用寿命比木材长，可高达15年以上。几种门窗材料的强度比较见表19-216。

表19-216 几种门窗材料的强度比较

②塑料窗的结构特点。塑料窗架结构可分为全塑式和塑钢式（即以PVC塑料外层包覆铝或钢型材组成的复合结构）。全塑式塑窗主要采用改性PVC（RPVC）或GFPVC，采用共挤法外覆PMMA表层，用以提高耐候性抗冲击性和耐划痕性，调节色彩。复合式塑钢窗采用共挤技术以铝或钢型材为内芯，外覆低发泡PVC组成。目前塑料门窗结构、用料、规格等已有国家标准，如GB/T 8814—2004《门、窗用未增强聚氯乙烯（PVC-U）型材》等。

塑料窗结构的主要特点包括：结构必须具有安装窗户各种组件（如玻璃、附件、密封条）的功能；具有足够的强度、刚性和负载能力，保证安全可靠；适应各种用途及功能要求，如满足需要的开启方式、气密及水密性，保温隔声性等；便于安装、清理及维护；适应地域气候环境条件，如适应风力大小、低温窗户应采用增强增韧结构，防止冷热交变致使窗户变形、开闭失灵或窗户与窗框配合失调等；窗户形式、规格、色彩应与建筑物风格、档次匹配等。

2.家具用塑料制品

塑料家具于20世纪80年代初面世应用。近年来因木材资源日益匮乏，又因塑料材料及其成型技术的发展，而且塑料有优于木材的多种优点，所以如今塑料也已广泛用于制作家具了。

（1）塑料家具结构特点 塑料在家具中应用可分为结构件、装饰件，或两者兼有的构件，目前主要用作书架、衣柜、橱柜、桌椅等制品。

按家具中材料的组成可分为全塑料家具、复合材料家具、塑料/复合材料组合家具或与金属、木材等其他材料组合等形式的家具；按材料结构可分为实体材料家具、发泡材料家具、中空材料家具、异型材料家具、夹芯材料家具、各种复合料（如共挤、共注、压延、层压、贴面等工艺制作的复合材料）家具；按成型工艺可分为注射成型家具、共注成型家具、挤出成型家具、共挤成型家具、压延成型家具、层压成型家具、滚塑成型家具、热成型成型家具、模压成型家具、气体辅助注射成型家具、发泡成型成型家具、吸塑成型家具、吹塑成型家具、浇注成型家具、SMC及BMC成型家具、手糊成型家具等。

家具设计是一项将结构、功能、美学三者完美结合的设计工作，不同使用场合的制品各有不同的设计目标，即使是同一类制品设计目标也不相同，如同为椅子，可分为家用、办公室用、会议室用、交通工具中用、学校用、托儿所用、餐厅用、高档、低档、可折叠和整体式等，其设计特点各不相同。因此，这里只能介绍一般性结构特点，一般包括以下几方面：

1）有足够的强度和刚性，适应使用时各种形式的负载面不发生破坏，保证安全使用，尤其对结构件更为重要，用选择合理材料和结构设计作保证。

2）满足使用功能。不同用途的家具必须满足不同使用功能的要求，如椅子基本功能是满足人在工作或休息时安全、舒适坐姿的需要，而且要便于从事必要的活动，但不同使用场合的椅子有其附加的功能，如办公用椅子应设有靠背，适合人体坐姿造型，有转动的功能，以利于工作人员久坐不疲劳和便于接待活动。

3）造型、装饰设计。尽管设计人员可按自己的艺术风格和观念设计各种灵巧的造型和丰富的色彩，但必须以安全性、功能性、使用场合适应性为基础进行造型和装饰设计，如椅子的造型应适合人体在工作、休息时的姿态、承重和心理感受，并从生理、安全、健康、舒适、经济和装饰恰当等角度加以综合考虑来设计造型和装饰。

4）适应使用场合。如居家用书架一般要求有多功能使用的空间范围和可调结构、经济实用、便于移动和清理等性能，而图书馆用书架除满足使用功能外还应使人有坚固可靠的感觉，因此往往在板边缘加翻边凸缘或采用夹芯板等结构，以免产生结构单薄不牢固的错觉。此外，还应适应各形式的静、动负载，抗蠕变，耐热，便于保洁、维护、储运及提携等各种适应性。

5）结构设计应与成型工艺相匹配，如全塑结构宜用注射成型；厚壁或中空结构宜用气体辅助注射成型；大面积桌面宜用低压模型成型；板式家具宜用挤出或压制板材组合成型；艺术性座椅宜用板材吸塑、热压成型；超厚制件，如长达数米的大型整体沙发框架、靠背椅等可用滚塑成型；玻璃钢座椅、桌面可用手糊或SMC成型。总之，选材和确定结构要考虑可选择的实用工艺。

（2）塑料家具常用材料 市场上供制作塑料家具的材料约有30多种，可按制品用途、使用功能选用。一般来说，装饰件对强度要求不高，但表面质感和可装饰效果要求较高；结构件则对材料强度、刚性、耐久性有一定的要求；户外用家具还有耐候性要求。目前的常用塑料家具用材料有以下一些：

1）苯乙烯类塑料。PS可作装饰件；HIPS力学性能好，可作面材和框架结构件；GFPS表面硬，压缩强度和拉伸模量高，尺寸稳定，不易翘曲变形，可作桌面及复杂结构和雕刻家具，很适合用来作木材难以加工的家具；结构发泡PS材料刚性好可作结构件；ABS塑料综合性能好，可电镀，易着色可作高档家具装饰件和结构件，如办公室、餐厅、酒吧座椅，中小型沙发和软垫家具框架。但这些材料耐候性差不宜作户外用家具。

2）聚烯烃塑料。聚烯烃家具料回收利用性好，主要品种中，HDPE抗低温冲击，有刚性，宜作寒冷地区户外用承重家具，如学校、幼儿园用桌椅等；PP改性后抗冲击，刚性，流动性好，可作流线型、光泽、刚性质轻的各式座椅和框架；结构低发泡PP可代替木材作床框等制品。

3）PVC塑料。软质PVC可作软垫家具基材的装饰面材料和包边。硬质PVC可作注射家具，也可作家具用挤出板和异型材，其强度及刚性好，均可作结构件。其中，透明板、彩色板、发泡板可作装饰板；低发泡板可代替木材；异型材可作复杂家具结构件。

4）工程塑料。主要品种中，PA可作承重、耐磨、坚韧、长期承载的家具结构件，如独腿支撑桌子的腿及家具中的支撑和连接用零件，GFPA还用作单片式实体坐垫和靠背，具有金属材料的耐压承重性能；共聚PET具有透明和抗紫外线性，可注射成型制作办公室座椅垫和靠背，可代替PC、PMMA。

5）热固性塑料。常用材料是GFUP（又称玻璃钢），其强度、刚性、耐候性优良，易成型曲面造型，宜作公共场所用座椅。其他还有三聚氰胺、聚酯型大理石等可作木质家具贴面及橱柜、梳妆台面板等。

6）PU发泡塑料。软质料可作坐垫、靠背内衬，具有质轻、价廉、制作方便、回弹性好、透气、舒适、手感好等特点，且寿命长，可用切割、模塑加工各种尺寸形状的制品；结构泡沫硬质PU料表面光滑、坚韧，可模塑成型各种复杂结构及雕刻图案，可作高档家具结构件，也可作沙发、床、桌椅等全塑家具。