现代建筑材料科学：合成高分子材料学习指导

10　合成高分子材料

学习指导

本章共3节，本章的学习目标是：

(1)了解建筑塑料、建筑涂料及胶粘剂的组成与分类。

(2)熟悉常用建筑塑料、建筑涂料、胶粘剂的品种、性质及应用。

本章的难点是从合成高分子材料的组成来理解它的性能，正确地根据工程实际选用合适的合成高分子材料。建议在学习中通过对比来理解不同种类的高分子材料的性能及应用。

10.1　建筑塑料

塑料是以合成树脂为主要成分，在一定的温度和压力下加工成型的一种高分子材料。一般将用于建筑工程中的塑料及其制品统称为建筑塑料。随着建筑业的快速发展，建筑塑料以其轻质、稳定、保温隔热、便于运输等优点在建筑市场上应用日益广泛，已成为继混凝土、钢材、木材之后的第四种主要建筑材料。

10.1.1　塑料的基本知识

1)塑料的组成

塑料通常是由树脂和添加剂两大部分组成的。

(1)树脂

树脂是受热时可软化，在外力作用下具有流动性，常温下呈玻璃态的高分子聚合物。树脂是塑料的基本成分，大约占30%～100%。它在塑料中起胶粘其他成分的作用，并影响塑料的力学性质及其受热后的状态。所以工程中常用树脂的名称来作为塑料的名称。

(2)添加剂

能够帮助塑料易于成型，以及赋予塑料更好的性能，如改善使用温度，提高塑料强度、硬度，增加化学稳定性、抗老化性、抗紫外线性能、阻燃性、抗静电性，提供各种颜色及降低成本等，所加入的各种材料，统称为添加剂。

① 填料。填料决定塑料的主要机械、电气和化学稳定性能，它的主要作用是改变或调节塑料的某些物理性能，可提高塑料的强度、硬度及耐热性，并降低塑料成本。如玻璃纤维可以提高塑料的机械强度，云母可以改善塑料的电绝缘性等。常用的填料有木粉、木屑、棉布、石灰石粉、云母、滑石粉、玻璃纤维、石棉纤维等。

② 增塑剂。增塑剂的主要作用是提高塑料的可塑性、流动性，改善塑料的强度、韧性、柔性等性能。常用的为液态或低熔点固体、不易挥发、与合成树脂相互混溶的有机化合物。常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯及氧化石蜡等。

③ 固化剂。固化剂也称硬化剂，主要作用是调节塑料的固化速度，使树脂由线型分子交联成网体型，从而使塑料制品具有热固性。通过选择不同的固化剂种类和掺量，可得到不同的固化速度及效果。常用的固化剂有胺类、酸酐、过氧化物等。

④ 稳定剂。稳定剂的作用是防止塑料老化(即塑料在热、光、氧和其他因素的长期作用下性能降低的现象)，能够长期保持塑料原有的工程性质。常用的稳定剂有抗老化剂、热稳定剂等，如硬脂酸类、环氧树脂等。

⑤ 着色剂。着色剂是使塑料制品具有绚丽多彩性的一种添加剂。着色剂除满足色彩要求外，还具有附着力强、分散性好、在加工和使用过程中保持色泽不变、不与塑料组成成分发生化学反应等特性。常用的着色剂是一些有机或无机染料或颜料。

⑥ 润滑剂。润滑剂是为了改进塑料熔体的流动性，防止塑料在挤出、压延、注射等加工过程中对设备发生黏附现象，改进制品的表面光洁程度，降低界面黏附为目的而加入的添加剂。润滑剂是塑料中重要的添加剂之一，对成型加工和对制品质量有着重要的影响，尤其对聚氯乙烯塑料在加工过程中是不可缺少的添加剂。常用的润滑剂有液体石蜡、硬脂酸、硬脂酸盐等。

⑦ 其他添加剂。为使塑料能够满足某些特殊要求，还需要加入各种其他添加剂，如紫外线吸收剂、防火剂、阻燃剂、发泡剂等。

2)塑料的特点

建筑塑料与传统建筑材料相比，具有以下优良性能：

(1)密度小，比强度大。塑料的密度一般为1 000～2 000 kg/m3 ，约为天然石材密度的1/3～1/2，约为混凝土密度的1/2～2/3，仅为钢材密度的1/8～1/4。比强度远远超过水泥、混凝土，接近或超过钢材，是一种优良的轻质高强材料。

(2)加工性能好。塑料可塑性强，成型温度和压力容易控制，工序简单，设备利用率高，可以采用多种方法模塑成型，切削加工，生产成本低，适合大规模机械化生产，可制成各种薄膜、板材、管材、门窗及复杂的中空异型材等。

(3)导热性低。密实塑料的热导率一般为0.12～0.80 W/(m·K)。泡沫塑料的热导率接近于空气，是良好的隔热、保温材料。

(4)耐腐蚀性好。大多数塑料对酸、碱、盐等腐蚀性物质的作用具有较高的稳定性，因此被大量应用于民用建筑上下水管材和管件，以及有酸碱等化学腐蚀的工业建筑中的门窗、地面及墙体等。

(5)电绝缘性好。一般塑料都是电的不良导体，在建筑行业中广泛用于电器线路、控制开关、电缆等方面。

(6)富有装饰性。塑料具有良好的装饰性能，能制成线条清晰、色彩鲜艳、光泽动人的塑料制品。

10.1.2　常用塑料品种

根据塑料在受热作用下形态的不同，可将其分为热塑性塑料和热固性塑料两类。热塑性塑料经加热软化或熔化，经冷却后硬化，再经加热还具有可塑性，不发生化学变化；热固性塑料经初次加热成型并冷却固化后，再经加热不会软化和产生塑性，发生了化学变化。

热塑性塑料的常用品种有聚乙烯塑料(PE)、聚氯乙烯塑料(PVC)、聚苯乙烯塑料(PS)、改性聚苯乙烯塑料(ABS)等；热固性塑料的常用品种有环氧树脂塑料(EP)、酚醛树脂塑料(PF)、不饱和聚酯树脂塑料(UP)等。

1)热塑性塑料

(1)聚氯乙烯(PVC)。聚氯乙烯(PVC)是由氯乙烯单体聚合而成。其化学稳定性和抗老化性能好，但耐热性差，通常使用温度在80℃以下。根据增塑剂的掺量不同，可制得软、硬两种聚氯乙烯塑料。软聚氯乙烯塑料很柔软，有一定的弹性，可以做地面材料和装饰材料，可以作为门窗框及制成止水带，用于防水工程的变形缝处。硬聚氯乙烯塑料有较高的机械性能和良好的耐腐蚀性能、耐油性和抗老化性，易焊接，可进行黏结加工，多用于百叶窗、各种板材、楼梯扶手、波形瓦、门窗框、地板砖、给排水管。

(2)聚乙烯(PE)。聚乙烯(PE)是一种结晶性高聚物，结晶度与密度有关，一般密度愈高，结晶度愈高。PE按密度大小可分为两大类：高密度聚乙烯(HDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)。高密度聚乙烯是线型高分子，排列比较规整、紧密，易于结晶，因此结晶度、强度、刚性、熔点都比较高，适合做强度、硬度较高的塑料制品，如桶、瓶、管、棒等。低密度聚乙烯是支链化程度较高的合成高分子，使分子排列的规整性和紧密程度受到影响，因此结晶度、密度降低，故称低密度聚乙烯。低密度聚乙烯性软，熔点也低，适合制作食品包装袋、奶瓶等软塑料制品。

(3)聚丙烯(PP)。聚丙烯(PP)的密度是通用塑料中最小的，约为0.90 g/cm3 。PP的燃烧性与PE接近，易燃而且会滴落，引起火焰蔓延。它的耐热性比较好，在100℃时还能保持常温时抗拉强度的一半。聚丙烯(PP)也是结晶性高聚物，其抗拉强度高于PE、PS。另外，PP的耐化学性也与PE接近，常温下它没有溶剂。

(4)聚苯乙烯(PS)。聚苯乙烯(PS)是一种透明的无定型热塑性塑料，其透光性能仅次于有机玻璃。优点是密度低，耐水，耐光，耐化学腐蚀性好。电绝缘性和低吸湿性极好，而且易于加工和染色。缺点是抗冲击性能差，脆性大和耐热性低。PS可用作百叶窗、隔热隔声泡沫板，PS可黏结纸、纤维、木材、大理石碎粒制成复合材料。

(5)ABS塑料。ABS塑料是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种单体共聚而成的。具有优良的综合性能，ABS中的三个组分各显其能，丙烯腈使ABS有良好的耐化学性及表面硬度，丁二烯使ABS 坚韧，苯乙烯使它具有良好的加工性能。其性能取决于这三种单体在ABS中的比例。

(6)聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。又称有机玻璃，是透光率最高的一种塑料(可达92%)，因此可代替玻璃，而且不易破碎，但其表面硬度比无机玻璃差，容易划伤。如果在树脂中加入颜料、稳定剂和填充料，可加工成各种色彩鲜艳、表面光洁的制品。有机玻璃机械强度较高，耐腐蚀性、耐气候性、抗寒性和绝缘性均较好，成型加工方便。缺点是质脆，不耐磨，价格较贵，可用来制作护墙板和广告牌。

2)热固性塑料

(1)酚醛树脂(PF)。它是由苯酚和甲醛在酸性或碱性催化剂的作用下缩聚而成。多具有热固性，其优点是黏结强度高、耐光、耐热、耐腐蚀、电绝缘性好，但质脆。加入填料和固化剂后可制成酚醛塑料制品(俗称电木)，此外还可制作压层板等。

(2)环氧树脂(EP)。环氧树脂是以多环氧氯丙烷和二烃基二苯基丙烷为主原料制成。它因热和阳光发生光合作用而起反应，便于储存，是很好的黏合剂，其黏结作用和耐侵蚀性较强，稳定性很高，在加入硬化剂之后能与大多数材料胶合。

(3)不饱和聚酯树脂(UP)。不饱和聚酯树脂是在激发剂作用下，由二元酸或二元醇制成的树脂与其他不饱和单体聚合而成，常用来生产玻璃钢、涂料和聚酯装饰板等。

(4)玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)。用玻璃纤维制品、增强不饱和聚酯或环氧树脂等复合而成的一类热固性塑料，有很高的机械强度，其比强度甚至高于钢材。玻璃钢可以同时作为结构和采光材料使用。

10.1.3　常用建筑塑料制品

1)塑料门窗

目前塑料门窗主要采用改性聚氯乙烯，并加入适量的各种添加剂，经混炼、挤出等工序而制成塑料门窗异型材；再将异型材经机械加工成不同规格的门窗构件，组合拼装成相应的门窗制品。

塑料门窗分为全塑门窗和复合塑料门窗。复合塑料门窗是在门窗框内部嵌入金属型材以增强塑料门窗的刚性，提高门窗的抗风压能力。增强用的金属型材主要为铝合金型材和钢型材。塑料门按其结构形式分为镶嵌门、框板门和折叠门；塑料窗按其结构形式分为平开窗、上旋窗、下旋窗、垂直滑动窗、垂直旋转窗、垂直推拉窗、水平推拉窗和百叶窗等。

塑料门窗具有能耗低、外形美观、尺寸稳定、抗老化、不褪色、耐腐蚀、耐冲击、气密和水密性能优良、使用寿命长等特点，均优于木门窗、金属门窗，被誉为继木、钢、铝之后崛起的新一代建筑门窗。

2)塑料管材

塑料管材管件制品应用极为广泛，正在逐步取代陶瓷管和金属管。塑料管材与金属管材相比，具有能耗低、重量轻、水流阻力小、不结垢、安装使用方便、耐腐蚀性好、使用寿命长等优点。

目前我国生产的塑料管材质，主要有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯等通用热塑性塑料及酚醛、环氧、聚酯等类热固性树脂玻璃钢和石棉酚醛塑料、氟塑料等。

(1)硬聚氯乙烯管材(PVC-U)。硬聚氯乙烯管材是以聚氯乙烯树脂为主要原料加入稳定剂、抗冲击改性剂、润滑剂等助剂，经捏合、塑炼、切粒、挤出成型加工而成。硬聚氯乙烯管材广泛用于化工、造纸、电子、仪表、石油等工业的防腐蚀流体介质的输送管道(但不能用于输送芳烃、脂烃、芳烃的卤素衍生物以及酮类和浓硝酸等)，农业上的排灌类管，建筑、船舶、车辆扶手及电线电缆的保护套管等。硬聚氯乙烯管材的常温使用压力：轻型的不得超过0.6 MPa，重型的不得超过1 MPa。管材使用温度范围为0～50℃。

(2)氯化聚氯乙烯管(PVC-C)。是由过氯乙烯树脂加工而成的一种塑料管，具有较好的耐热、耐老化、耐化学腐蚀性能，主要用作配水管线材料。氯化聚氯乙烯冷热水管是最能提供一套清洁、安全、易于安装、耐热、耐腐、阻燃性及高质量的管道系统。

(3)聚乙烯塑料管(PE)。聚乙烯塑料管以聚乙烯树脂为原料，配以一定量的助剂，经挤出成型、加工而成。聚乙烯管按其密度不同分为高密度聚乙烯管、中密度聚乙烯管和低密度聚乙烯管。高密度聚乙烯管具有较高的强度和刚度；中密度聚乙烯管除了有高密度聚乙烯管的耐压强度外，还具有良好的柔性和抗蠕变性能；低密度聚乙烯管的柔性、伸长率、耐冲击性能较好，尤其是耐化学稳定性和抗高频绝缘性能良好。在国外，高密度和中密度聚乙烯管被广泛用作城市燃气管道、城市供水管道。目前，国内的高密度和中密度聚乙烯管主要用作城市燃气管道，少量用作城市供水管道；低密度聚乙烯管大量用作农用排灌管道。

(4)交联聚乙烯管(PE-X)。交联聚乙烯是通过化学方法或物理方法将聚乙烯分子的平面链状结构改变为三维网状结构，使其具有优良的理化性能。它具有耐热性好、防振、抗化学腐蚀、不结垢、环保、使用寿命长等优点，主要用于建筑室内冷热水供应和地面辐射采暖等。

(5)聚丙烯塑料管(PP)。聚丙烯塑料管以聚丙烯树脂为原料，加入适量的稳定剂，经挤出成型加工而成。产品具有质轻、耐腐蚀、耐热性较高、施工方便等特点，适用于化工、石油、电子、医药、饮食等行业及各种民用建筑输送流体介质，也可作自来水管、农用排灌、喷灌管道及电器绝缘套管之用。

(6)无规共聚聚丙烯管(PP-R)。又叫三型聚丙烯管，采用无规共聚聚丙烯经挤出成为管材，具有质量轻、耐热性能好、耐腐蚀、导热性低、管道阻力小、管道连接牢固、卫生、无毒等特点，适用于建筑物的冷热水系统、建筑物内的采暖系统等。

(7)铝塑复合管(PAP)。是通过挤出成型工艺而生产制造的新型复合管材，它由聚乙烯层(或交联聚乙烯)、胶粘剂层、铝层、胶粘剂层、聚乙烯层(或交联聚乙烯)五层结构构成。根据中间铝层焊接方式不同，分为搭接焊铝塑复合管和对接焊铝塑复合管。铝塑复合管广泛应用于冷热水供应和地面辐射采暖。

3)塑料板材

塑料装饰板材按原材料的不同可分为塑料金属复合板、硬质PVC板、三聚氰胺层压板、玻璃钢板、聚碳酸酯采光板、有机玻璃装饰板等类型；按结构和断面形式可分为平板、波形板、实体异型断面板、中空异型断面板、格子板、夹芯板等类型。

(1)硬质PVC板。硬质PVC板主要用作护墙板、屋面板和平顶板，主要有透明和不透明两种。透明板是以PVC为基料，掺加增塑剂、抗老化剂，经挤压而成型。不透明板是以PVC为基材，掺入填料、稳定剂、颜料等，经捏和、混炼、拉片、切粒、挤出或压延而成型。硬质PVC板按其断面形式可分为平板、波形板和异型板等。

(2)聚碳酸酯采光板(PC板)。聚碳酸酯采光板是以聚碳酸酯塑料为基材，采用挤出成型工艺制成的栅格状中空结构异型断面板材。其特点为轻、薄、刚性大，不易变形；色彩丰富，外观美丽；透光性好，耐候性好。适用于遮阳棚、大厅采光天幕、游泳池和体育场馆的顶棚、大型建筑和蔬菜大棚的顶罩等。

(3)铝塑复合板。铝塑复合板简称铝塑板，是指以塑料为芯层，两面为铝材的三层复合板材，并在表面覆以装饰性和保护性的涂层或薄膜(若无特别注明则通称为涂层)作为产品的装饰面。

铝塑板表面铝板经过阳极氧化和着色处理，色泽鲜艳。由于采取了复合结构，所以兼有金属材料和塑料的优点，主要特点为质量轻，坚固耐久，可自由弯曲，弯曲后不反弹。由于经过阳极氧化和着色、涂装表面处理，所以不但装饰性好，而且有较强的耐候性，可锯、铆、刨(侧边)、钻，可冷弯、冷折，易加工、组装、维修和保养。

铝塑板是一种新型金属塑料复合板材，愈来愈广泛地应用于建筑物的外幕墙和室内外墙面、柱面、顶面的饰面处理。为保护其表面在运输和施工时不被擦伤，铝塑板表面都贴有保护膜，施工完毕后再行揭去。

(4)半硬质聚氯乙烯块状地板(塑料地板)。简称塑料地板，是以聚氯乙烯及其共聚树脂为主要原料，加入填料、增塑剂、稳定剂、着色剂等辅料经压延、挤出或热压工艺所生产的单层和同质复合的半硬质块状塑料地板，是较为流行、应用广泛的地面装饰材料。

塑料地板按结构分为同质地板和复合地板；按施工工艺分为拼接型和焊接型；按耐磨性分为通用型和耐用型。

塑料地板砖柔韧性好、脚感舒适、隔音、保温、耐腐蚀、耐灼烧、抗静电、易清洗、耐磨损并具有一定的电绝缘性。其色彩丰富、图案多样、平滑美观、价格较廉、施工简便，是一种受用户欢迎的新型地面装饰材料。适用于家庭、宾馆、饭店、写字楼、医院、幼儿园、商场等建筑物室内和车船等地面装饰。

(5)泡沫塑料板。泡沫塑料是在树脂中加入发泡剂，经发泡、固化或冷却等工序而制成的多孔塑料制品。泡沫塑料的孔隙率高达 95%～98%，且孔隙尺寸小于 1.0 mm，因而具有优良的隔热保温性能，建筑上常用的有聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、脲醛泡沫塑料等。泡沫塑料板目前逐步成为墙体保温主要材料。

4)塑料卷材

(1)塑料壁纸。壁纸和墙布是目前国内外广泛使用的墙面装饰材料。目前我国的塑料壁纸均为聚氯乙烯壁纸，它是以纸为基材，以聚氯乙烯为面层，用压延或涂敷方法复合，再经印刷、压花或发泡而制成的。其中花色有套花并压纹的，有仿锦缎、木纹、石材的，有仿各种织物的，仿清水砖墙并有凹凸质感及静电植绒的等等。常用的塑料壁纸有以下几种：

① 普通壁纸。普通壁纸又称纸基塑料壁纸，是以 80 g/m2的纸作基材，涂以 100 g/m2左右的聚氯乙烯糊状树脂(PVC糊状树脂)，经印花、压花等工序制成。分单色压花、印花压花、平光及有光印花等，花色品种多，生产量大，经济便宜，是使用最为广泛的一种壁纸。

② 发泡壁纸。发泡壁纸又分为低发泡壁纸、低发泡压花印花壁纸和高发泡壁纸。发泡壁纸是以100 g/m2的纸作为基材，上涂300～400 g/m2的PVC糊状树脂，经印花、发泡处理制得。与压花壁纸相比，这种发泡壁纸具有富有弹性的凹凸花纹或图案，色彩多样，立体感更强，浮雕艺术效果及柔光效果良好，并且还有吸声作用。但发泡的PVC图案易落灰，易脏污陈旧，不宜用在烟尘较大的候车室等场所。

③ 特种壁纸。特种壁纸也称专用壁纸，是指具有特殊功能的壁纸。常见的有耐水壁纸、防火壁纸、特殊装饰壁纸等。

A.耐水壁纸。它是用玻璃纤维毡作为基材(其他工艺与塑料壁纸相同)，配以具有耐水性的胶粘剂，以适应卫生间、浴室等墙面的装饰要求。它能进行洒水清洗，但使用时若接缝处渗水，则水会将胶粘剂溶解，导致耐水壁纸脱落。

B.防火壁纸。它是用100～200 g/m2 的石棉纸作为基材，同时面层的 PVC 中掺有阻燃剂，使壁纸具有很好的阻燃防火功能，适用于防火要求很高的建筑室内装饰。另外，防火壁纸燃烧时也不会放出浓烟或毒气。

C.特殊装饰效果壁纸。其面层采用金属彩砂、丝绸、麻、毛及棉纤维等制成的特种壁纸，可使墙面产生光泽、散射、珠光等艺术效果，可用于门厅、柱头、走廊及顶棚等局部装饰。

D.风景壁画型壁纸。壁纸的面层印刷风景名胜、艺术壁画，常由多幅拼接而成，适用于装饰厅堂墙面。

(2)塑料卷材地板。是以聚氯乙烯树脂为主要原料，加入适当助剂，在片状连续基材上经涂敷工艺生产的地面和楼面覆盖材料，简称卷材地板。塑料卷材地板具有耐磨、耐水、耐污、隔声、防潮、色彩丰富、纹饰美观、行走舒适、铺设方便、清洗容易、重量轻及价格低廉等特点，适用于宾馆、饭店、商店、会客室、办公室及家庭厅堂、居室等地面装饰。

【工程案例分析10-1】

UPVC下水管破裂

现象：广东某企业生产硬聚氯乙烯(UPVC)下水管，在广东省许多建筑工程中被使用，由于其质量优良而受到广泛好评。当该产品外销到北方时，施工队反映在冬季进行下水管安装时经常发生水管破裂现象。

原因分析：经技术专家现场分析，认为主要是由于水管的配方所致。因为该水管主要是在南方建筑工程上使用，由于广东常年的温度都比较高，该UPVC的抗冲击强度可以满足实际使用要求。但到北方的冬天，地下的温度仍然相当低，这时UPVC材料变硬、变脆，抗冲击强度已达不到要求。北方市场的UPVC 下水管需要重新进行配方，生产厂家经改进配方，在UPVC配方中多加抗冲击改性剂，解决了水管易破裂的问题。

10.2　建筑涂料

建筑涂料是指涂敷于建筑物表面，与基体材料很好地黏结并形成完整而坚韧保护膜的物质。建筑涂料的主要作用是装饰、保护及改善建筑物的使用功能等，具有工期短、工效高、工艺简单、色彩丰富、质感逼真、自重轻、造价低、维修更新方便等优点，应用十分广泛。

10.2.1　建筑涂料的基本知识

1)涂料的组成

按涂料中各组分所起的作用，可分为主要成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质。(www.xing528.com)

(1)主要成膜物质

主要成膜物质也称胶粘剂或固化剂，其作用是将涂料中的其他组分黏结成一体，并使涂料附着在被涂基层的表面形成坚韧的保护膜。主要成膜物质应具有较好的耐碱性和耐水性、较高的化学稳定性及一定的机械强度。

主要成膜物质一般为高分子化合物(如天然树脂或合成树脂)或成膜后能形成高分子化合物的有机物质(各种植物或动物油料)。常用的主要成膜物质有干性油(如亚麻油)、半干性油(如豆油)、不干性油(如花生油)、天然树脂(如松香、虫胶等)、人造树脂(如松香甘油酯、硝化纤维等)、合成树脂(如醇酸树脂、丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯等)等。

(2)次要成膜物质

次要成膜物质的主要组分是颜料和填料，它们不能离开主要成膜物质而单独构成涂膜，必须依靠主要成膜物质的黏结而成为涂膜的一个组成部分。

颜料是一种不溶于水、溶剂或涂料基料的一种微细粉末状的有色物质，能均匀地分散在涂料介质中，涂于物体表面形成色层。颜料在建筑涂料中不仅能使涂层具有一定的遮盖能力，增加涂层色彩，还具有增强涂膜本身的强度，防止紫外线穿透，从而提高涂层的耐老化性及耐候性。

颜料的品种很多，按化学组成可分为有机颜料和无机颜料两大类；按产源可分为天然颜料和合成颜料；按作用可分为着色颜料、防锈颜料和体质颜料等。

填料一般是一些白色粉末状的无机物质，主要作用是增加涂膜厚度，加强涂膜体质，提高涂膜耐磨性和耐久性。填料有碳酸钙、硫酸钡、滑石粉等。

(3)辅助成膜物质

辅助成膜物质不能构成涂膜或不是构成涂膜的主体，但对涂膜的成膜过程有很大影响，或对涂膜的性能起一些辅助作用。辅助成膜物质主要包括溶剂和辅助材料两大类。

① 溶剂。溶剂又称稀释剂，是液态建筑涂料的主要成分。溶剂是一种能溶解油料、树脂，又易挥发，能使树脂成膜的物质。涂料涂刷到基层上后，溶剂蒸发，涂料逐渐干燥硬化，最终形成均匀、连续的涂膜。溶剂最后并不留在涂膜中，因此称为辅助成膜物质。溶剂和水与涂膜的形成及其质量、成本等有密切的关系。

配制溶剂型合成树脂涂料选择有机溶剂时，首先应考虑有机溶剂对基料树脂的溶解力；此外，还应考虑有机溶剂本身的挥发性、易燃性和毒性等对配制涂料的适应性。

常用的有机溶剂有松香水、酒精、汽油、苯、二甲苯、丙酮等。对于乳胶型涂料，是借助具有表面活性的乳化剂，以水为稀释剂，而不采用有机溶剂。

② 辅助材料。辅助材料又称为助剂，其主要作用是为了改善涂膜的性能，如涂膜干燥时间、柔韧性、抗氧化性、抗紫外线作用、耐老化性能等。建筑涂料使用的助剂品种繁多，常用的有催干剂、固化剂、催化剂、引发剂、增塑剂、紫外光吸收剂、抗氧剂等。某些功能性涂料还需采用具有特殊功能的助剂，如防火涂料用的难燃助剂、膨胀型防火涂料用的发泡剂等。

2)建筑涂料的分类

建筑涂料分类很多，通常按以下三种方法进行分类：

(1)按组成涂料基料的类别分类，建筑涂料可分为有机涂料、无机涂料、有机-无机复合涂料三大类。有机类建筑涂料由于其使用的溶剂或分散介质不同，又分为有机溶剂型和水性有机(乳液型和水溶型)涂料两类。还可以按所用基料种类再进行细分。无机类建筑涂料主要是无机高分子涂料，属于水性涂料，包括水溶性硅酸盐系(即碱金属硅酸盐)、硅溶胶系、磷酸盐系及其他无机聚合物系。应用最多的是碱金属硅酸盐系和硅溶胶系无机涂料。有机-无机复合建筑涂料的基料主要是水性有机树脂与水溶性硅酸盐等配制成的混合液(物理拼混)或是在无机物表面上接枝有机聚合物制成的悬浮液。

(2)按照在建筑物上的使用部位分类，建筑涂料可以分为内墙涂料、外墙涂料、地面涂料和顶棚涂料等。

(3)按涂膜的厚度或质地分类，建筑涂料可分为表面平整光滑的平面涂料和有特殊装饰质感的非平面类涂料。平面涂料又分为平光(无光)涂料、半光涂料等。非平面类涂料的涂膜常常具有很独特的装饰效果，有彩砖涂料、复层涂料、多彩花纹涂料、云彩涂料、仿墙纸涂料、纤维质感涂料和绒毛涂料等。

10.2.2　内墙涂料

内墙涂料的主要功能是装饰及保护室内墙面，使其美观整洁。为了获得良好的装饰效果，内墙涂料应具有色彩丰富，耐碱性、耐水性、耐粉化性良好，透气性好，易涂刷等特点。常用的内墙涂料有溶剂型内墙涂料、水溶性内墙涂料和乳液型内墙涂料。

1)溶剂型内墙涂料

溶剂型内墙涂料与溶剂型外墙涂料基本相同，由于其透气性差，容易结露，较少用于住宅内墙，但其光泽度好，易于冲洗，耐久性好，可用于厅堂、走廊等处。

溶剂型内墙涂料的主要品种有过氯乙烯墙面涂料、氯化橡胶墙面涂料、丙烯酸酯墙面涂料、聚氨酯系墙面涂料等。

2)水溶性内墙涂料

水溶性内墙涂料是以水溶性化合物为基料，加入一定量的填料、颜料和助剂，经研磨、分散而制成。常用水溶性内墙涂料有聚乙烯醇水玻璃内墙涂料、聚乙烯醇缩甲醛内墙涂料、改性聚乙烯醇系内墙涂料等。

(1)聚乙烯醇水玻璃涂料。俗称“106内墙涂料”，是以聚乙烯醇树脂水溶液和水玻璃为主要成膜物质，加入一定量的颜料、填料和少量助剂，经搅拌、研磨而成的水溶性涂料。其配制简单，无毒无味，不易燃，施工方便，涂膜干燥快，能在稍湿的墙面上施涂，黏结力强，涂膜表面光洁平滑，装饰效果好，但膜层的耐擦洗性能较差，易产生起粉脱落现象。聚乙烯醇水玻璃涂料有白色、奶白、湖蓝、天蓝、果绿和蛋清等颜色，适用于住宅、商场、医院、学校、剧场等建筑的内墙装饰。

(2)聚乙烯醇缩甲醛涂料。俗称“803内墙涂料”，是以聚乙烯醇半缩醛经氨基化处理后加入颜料、填料及其他助剂，经研磨而成的一种水溶性涂料。其无毒无味，干燥快，遮盖力强，涂膜光滑平整，在冬季较低气温下不宜冻结，施涂方便，装饰效果好，耐湿性、耐擦洗性好，黏结力强，能在稍湿的基层及新老墙面上施工，适用于各类建筑的混凝土、灰泥等墙面的内墙装饰。

3)乳液型内墙涂料

乳液型内墙涂料又称内墙乳胶漆，是以合成树脂乳液为主要成膜物质的薄型内墙涂料，一般用于室内墙面装饰，但不宜用于厨房、卫生间、浴室等潮湿的墙面。常用的品种有聚醋酸乙烯乳胶漆、乙-丙乳胶漆、苯-丙乳胶漆等。

(1)聚醋酸乙烯乳胶漆。是由聚醋酸乙烯乳液加入颜料、填料及各种助剂，经研磨或分散处理而制成的一种乳液涂料。该涂料具有无毒、不燃、涂膜细腻、平滑、透气性好、价格适中等优点，但它的耐水性、耐碱性及耐候性不及其他共聚乳液，故仅适宜涂刷内墙，而不宜作为外墙涂料。

(2)乙-丙乳胶漆。是以乙-丙共聚乳液为主要成膜物质，掺入适量的颜料、填料及助剂，经研磨或分散后配制而成的半光或有光内墙涂料。其耐水性、耐碱性、耐久性优于聚醋酸乙烯乳胶漆，并具有光泽，是一种中高档内墙装饰涂料。

10.2.3　外墙涂料

外墙涂料的功能是装饰和保护建筑物的外墙面，应具有装饰性强、耐水性和耐候性好、耐污染性强、易清洁等特点。常用的外墙涂料有溶剂型外墙涂料、乳液型外墙涂料、无机涂料等。

1)溶剂型外墙涂料

(1)氯化橡胶外墙涂料。氯化橡胶外墙涂料又称氯化橡胶水泥漆，是由氯化橡胶、溶剂、颜料、填料及助剂等配制而成。其施工温度范围较广，能够在-20～50℃的环境下进行施工，可在水泥、混凝土和钢材的表面进行涂饰，与基层之间有良好的黏结力，具有良好的耐碱性、耐水性和耐候性，施工方便，有一定的防霉能力。对基层的要求不高，可直接涂抹在干燥清洁的水泥砂浆表面。如果在氯化橡胶旧涂膜上施工时，只要将原基体表面的灰尘、污垢和脱皮的涂层铲除干净后，可直接在旧涂膜上涂饰。

(2)丙烯酸酯外墙涂料。丙烯酸酯外墙涂料是以热塑性丙烯酸酯合成树脂为主要成膜物质，加入溶剂、颜料、填料和助剂等，经研磨而成的一种挥发型溶剂涂料。该涂料的耐候性好，不易变色、粉化、脱落，与基体之间的黏结力强，施工方便，可采用涂刷、滚涂和喷涂等方法进行施工。由于该涂料易燃、有毒，因此在施工时应注意采取适当的防护措施。

2)乳液型外墙涂料

(1)乙-丙乳胶漆。乙-丙乳胶漆是由醋酸乙烯和几种丙烯酸酯类单体、乳化剂、引发剂，通过乳液聚合反应制成的乙-丙共聚乳液为主要成膜物质，加入颜料、填料和助剂配制而成。乙-丙乳胶漆以水为溶剂，安全无毒，涂膜干燥快，耐候性、耐腐蚀性和保光保色性良好，施工方便。适于住宅、商场、宾馆、工矿及企事业单位的建筑外墙装饰。

(2)苯-丙乳胶漆。苯-丙乳液涂料是以苯乙烯-丙烯酸酯共聚乳液(简称苯-丙乳液)为主要成膜物质，加入颜料、填料及助剂等，经分散、混合配制而成的乳液型外墙涂料。该涂料具有优良的耐候性和保光、保色性，耐碱、耐水性较好，外观细腻，色彩艳丽，质感好，适于外墙涂装。

(3)水乳型环氧树脂外墙涂料。水乳型环氧树脂外墙涂料是以水乳型合成树脂为主要成膜物质，加入颜料、填料和各种助剂等材料配制而成。该涂料以水为分散剂，无毒无味，对环境的污染程度小，施工安全，它与基体的黏结力较高，膜层不易脱落，耐老化性能、耐候性好，膜层表面可做成一定的质感，具有良好的装饰性。

3)无机涂料

(1)碱金属硅酸盐系外墙涂料。碱金属硅酸盐系外墙涂料是以硅酸钠、硅酸钾等为主要成膜物质，加入颜料、填料和各种助剂，经搅拌混合而成。碱金属硅酸盐系外墙涂料的品种有钠水玻璃涂料、钾水玻璃涂料和钾、钠水玻璃涂料。其耐水性、耐老化性较好，涂膜在受到火的作用时不燃，有一定的防火作用。该涂料无毒无味、施工方便，还具有较好的耐酸碱腐蚀性、抗冻性和耐污染性。

(2)硅溶胶外墙涂料。硅溶胶外墙涂料是以胶体二氧化硅(硅溶胶)为主要成膜物质，有机高分子乳液为辅助成膜物质，加入颜料、填料和助剂等，经搅拌、研磨、调制而成的水分散性涂料。硅溶胶外墙涂料是以水为分散剂，具有无毒无味的特点，施工性能好，遮盖力强，耐污染性好，与基层黏结力强，涂膜的质感细腻、致密坚硬，耐酸碱腐蚀，具有良好的装饰性。

10.3　胶粘剂

胶粘剂是指具有良好的黏结性能，能在两个物体表面间形成薄膜并把二者牢固地黏结在一起的材料。建筑胶粘剂由于是面接，应力分布均匀，耐疲劳性好，不受胶结物的形状、材质等限制，胶接后具有良好的密封性能，几乎不增加黏结物的重量，胶接方法简单，因而在建筑工程中有着越来越广泛的应用。

10.3.1　胶粘剂的基本知识

1)胶粘剂的组成

胶粘剂是一种多组分材料，通常是由黏结物质、固化剂、填料、稀释剂、增塑剂与增韧剂及其他助剂所组成。

(1)黏结物质。黏结物质也称基料或主剂，它是胶粘剂中的主要组分，主要是起胶粘作用，是胶粘剂中不可缺少的成分，其余的组分视性能要求决定是否加入。

(2)固化剂。固化剂是促使黏结物质通过化学反应加快固化的组分，它可以增加胶层的内聚强度。其性质和用量对胶粘剂的性能起着重要的作用。

(3)填料。填料的加入用于改善胶粘剂的某些性能，如提高黏度、降低膨胀系数与收缩性、降低成本。常用的填料有滑石粉、石英粉及各种金属和非金属氧化物粉。

(4)稀释剂。稀释剂的作用是用来溶解粘结物质并调节胶粘剂的黏度，以增加涂敷润湿性。稀释剂有活性稀释剂和非活性稀释剂之分。活性稀释剂既可以降低黏度，又能参与固化反应，如环氧树脂胶粘剂中的环氧丙烷苯基醚(690号)等。非活性稀释剂只能降低胶粘剂黏度，涂胶后会挥发掉，只起稀释作用，如丙酮、甲苯等。

(5)增塑剂与增韧剂。在胶粘剂中加入适量的增塑剂或增韧剂，会提高胶层的抗冲击性能和耐低温性，但是同时也会降低其耐热性能。胶粘剂中所用增塑剂与塑料中增塑剂相似。增韧剂是能参与黏结物质固化反应并改善胶粘剂性能的高分子物质，如在环氧胶粘剂中加入聚酰胺树脂、低分子量聚硫橡胶、丁腈橡胶等，可改进环氧树脂胶粘剂的韧性并提高其黏结强度。

除此之外，胶粘剂中还常加入阻聚剂、抗老化剂(如抗氧剂、抗紫外线剂)等其他助剂。

2)胶粘剂的分类

胶粘剂的分类方法很多，目前还没有统一的分类方法。通常根据其主要组成成分的不同，可将胶粘剂分为有机物质胶粘剂及无机物质胶粘剂(如硅酸盐水泥、水玻璃、石膏、磷酸盐等)；按胶粘剂来源可将其划分为天然胶粘剂和合成胶粘剂；按其用途划分为结构胶粘剂、非结构胶粘剂和特种用途胶粘剂。

10.3.2　常用建筑胶粘剂

建筑工程中常用的胶粘剂种类有很多，下面列举几种不同类型的胶粘剂：

(1)聚醋酸乙烯胶粘剂(PVAC)。聚醋酸乙烯胶粘剂是醋酸乙烯单体经聚合反应而得到的一种热塑性水乳型胶粘剂，俗称“白乳胶”，它分为溶剂型和乳液型两种。该胶粘剂常温固化，固化速度快，早期黏合强度较高，既可湿粘，也可干粘，黏结强度好，配制简单，使用方便，主要以粘接各种非金属为主。可单独使用，如粘接皮革、木料、泡沫塑料等；也可加入水泥等填料作复合胶使用，用来粘接水泥制品、混凝土、玻璃、陶瓷等。但其耐热性、耐水性较差，徐变较大，常作为室温下使用的非结构胶。

(2)聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂。聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂，俗称“801胶”，是由聚乙烯醇和甲醛为主要原料，加入少量盐酸、氢氧化钠和水，在一定条件下缩聚而成的无色透明胶体。聚乙烯醇缩甲醛耐热性、耐老化性好，胶结强度高，施工方便，是一种应用十分广泛的胶粘剂。建筑工程中可以用于胶结塑料壁纸、墙布、玻璃、瓷砖等，还能和水泥复合使用，可显著提高水泥材料的黏结性、耐磨性、抗冻性和抗裂性等。

(3)环氧树脂胶粘剂。环氧树脂胶粘剂是由环氧树脂加填料、固化剂、增塑剂、稀释剂等组成。环氧树脂对金属、木材、玻璃、橡胶、硬塑料、混凝土等有很强的黏结力，且其耐酸碱侵蚀，收缩小，化学稳定性良好，能够有效解决新旧砂浆、混凝土层之间的界面黏结问题，用于黏结或修补混凝土的效果远远超过其他胶粘剂，是目前应用最广泛的胶粘剂，故有“万能胶”之称。

(4)酚醛树脂胶粘剂。酚醛树脂胶粘剂属于热固型胶粘剂，它的粘附性能很好，耐热性、耐水性良好。但是这种胶粘剂胶层较脆，经过改性后可广泛用于金属、木材、塑料等材料的粘接。

建筑胶粘剂的品种很多，性能也都各不相同，许多新的胶粘剂也不断出现。在具体工程应用时应注意根据材料的性质及使用环境条件，正确选用胶粘剂，以保证胶接质量。

【工程案例分析10-2】

某住宅楼装修甲醛超标

现象：某住宅楼购买了一批由脲醛树脂作黏合剂的胶合板进行室内装修，装修经检测，室内甲醛含量严重超标。

原因分析：胶合板通常是由脲醛树脂作黏合剂，在热压的条件下使树脂固化，制成胶合板。脲醛树脂属于热固型黏合剂，是由尿素和甲醛反应而成。但是一些胶合板生产企业为了追求产量和效益，在生产脲醛树脂时甲醛用量偏多，或胶合板生产时热压时间过短，或热压温度过低，造成胶合板残余甲醛含量过高，导致使用过程中胶合板中不断有甲醛释放出来，污染环境。

【现代建筑材料知识拓展】既非玻璃亦非钢的玻璃钢

人们把玻璃纤维增强塑料称为玻璃钢。它具有玻璃般的透明或半透明，又具有钢铁般的高强度，是以玻璃纤维或其他织物增强的高分子树脂。玻璃钢密度小、强度大，比钢铁结实，比铝轻；具有良好的耐酸碱腐蚀特性；不具有磁性；瞬间耐高温，且是优良的绝热材料。

玻璃钢应用广泛。美国波音747飞机上采用玻璃钢制造的零件就达1万多种。

玻璃钢在土木工程中得到广泛应用。许多新建的体育馆、展览馆巨大的屋顶就是用玻璃钢制成，以发挥其质轻、高强及透光的长处。玻璃钢耐腐蚀性好，可利用它制造各种管道、贮罐等。玻璃钢在土木工程中必将发挥越来越大的作用。

请思考如何在土木工程中更好地发挥玻璃钢的作用。

课后思考题

一、填空题

1.___________是塑料的基本成分，在塑料中起胶粘其他成分的作用；___________决定塑料的主要机械、电气和化学稳定性能；___________的作用是为防止塑料老化；___________是使塑料制品具有绚丽多彩性的一种添加剂。

2.建筑塑料与传统建筑材料相比，具有密度 ___________、比强度 ___________、导热性 ___________、耐腐蚀性 ___________特点。

3.填写以下各种塑料的代号：聚乙烯塑料 ___________、聚氯乙烯塑料 ___________、聚苯乙烯塑料 ___________、改性聚苯乙烯塑料 ___________、环氧树脂塑料 ___________、酚醛树脂塑料 ___________、不饱和聚酯树脂塑料 ___________。

4.按涂料中各组分所起的作用，可分为 ___________、___________和 ___________。

5.建筑涂料按照在建筑物上的使用部位可分为 ___________、___________、___________和 ___________。

二、简答题

1.简要说明建筑塑料的基本组成及各组分的作用。

2.建筑工程上常用的塑料制品有哪些？各有什么特点？

3.简述建筑涂料的组成。

4.建筑工程中常用的外墙建筑涂料有哪些？各有什么技术性能？

5.建筑工程中常用的内墙涂料有哪些？各有什么技术性能？

6.简述胶粘剂的组成，各组成的作用如何？

7.建筑工程中常用的胶粘剂有哪些品种？