汪建國

（新疆生產(chǎn)建設兵團興新職業(yè)技術學院，新疆烏魯木齊830074）

建筑膠黏劑的應用及研發(fā)進展

汪建國

（新疆生產(chǎn)建設兵團興新職業(yè)技術學院，新疆烏魯木齊830074）

在建筑建材行業(yè)中，膠黏劑是一種重要的建筑材料，通過它可以將被粘基材和外加材料牢固地連接在一起，起到了很好的中間介質(zhì)作用。以建筑建材行業(yè)中的膠黏劑為研究對象，對其種類劃分進行了具體分析，探討了膠黏劑在建筑建材行業(yè)中的應用，介紹了建筑膠黏劑的研發(fā)進展。

膠黏劑；環(huán)保；建筑建材

前言

20世紀90年代國外建筑建材行業(yè)膠黏劑技術快速發(fā)展，實現(xiàn)了新的技術突破，膠黏劑工業(yè)增長率已經(jīng)達到3%。隨后我國建筑建材行業(yè)膠黏劑工業(yè)發(fā)展也呈現(xiàn)出較強的勢頭，平均增長率為20%左右[1]。發(fā)展至今，膠黏劑已經(jīng)成為我國建筑建材行業(yè)中的主要材料之一。隨著環(huán)保、耐候、抗老化、耐腐蝕等性能要求的不斷提高，促使膠黏劑的研發(fā)技術、生產(chǎn)工藝不斷進步，新產(chǎn)品種類越來越多，更好地滿足了建筑建材行業(yè)發(fā)展的需求。

1 我國建筑建材行業(yè)中膠黏劑的種類

在國內(nèi)，建筑建材行業(yè)中的膠黏劑種類是多種多樣的，按照不同的標準，有不同的劃分方法[2]。

1.1 按用途劃分

從使用用途角度看，建筑建材行業(yè)中的膠黏劑主要可以劃分為建筑膠和裝飾膠。建筑膠黏劑，常用的有聚氨酯、瀝青、硅酮等；裝飾膠黏劑常用于室內(nèi)裝修、門窗、地下室等部位。如，室內(nèi)裝修中經(jīng)常使用的氯丁橡膠膠黏劑。

1.2 按使用性能劃分

從使用性能角度看，可以把建筑建材中的膠黏劑劃分為五種類型，具體是：無溶劑液體膠黏劑、熱熔性膠黏劑、乳液型膠黏劑、水溶性膠黏劑、溶劑型膠黏劑。其中，無溶劑液體膠黏劑最為常見，如環(huán)氧樹脂膠黏劑等。熱熔性膠黏劑，常見的有聚丙烯酸酯、聚苯乙烯等膠黏劑。乳液型膠黏劑，常見的有氯化橡膠和各種樹脂型的膠黏劑。水溶性膠黏劑，常見的有乙烯醇等膠黏劑。溶劑型膠黏劑，常見的有丁基橡膠等膠黏劑。

1.3 按材料來源劃分

從材料來源角度看，膠黏劑可以分為天然膠黏劑和人工膠黏劑兩種類型。天然膠黏劑，顧名思義，就是采用自然界物質(zhì)生產(chǎn)加工而成的一類膠黏劑，常用的原料有淀粉、蛋白質(zhì)等，還可以從動植物膠中提取一些原料，經(jīng)礦物物理加工制作成膠黏劑。該類型的膠黏劑沒有使用化工原料，可以直接應用于建筑建材。人工膠黏劑，是采用化工原料經(jīng)過加工制作成的膠黏劑，常見的有合成樹脂、水玻璃等。從當前建筑建材行業(yè)應用情況看，人工膠黏劑應用范圍是比較廣泛的，很多經(jīng)過化工加工而成的膠黏劑都被用于建筑行業(yè)，而天然膠黏劑中只有瀝青是比較常用的。

2 我國建筑建材行業(yè)中膠黏劑的具體應用

目前，市場上的膠黏劑較多，常用的主要有環(huán)氧樹脂、聚氨酯膠黏劑、硅酮膠黏劑、橡膠、水乳覆膜膠黏劑、瀝青等[3~5]，下面對這幾種膠黏劑在建筑建材行業(yè)中的應用進行了具體分析。

2.1 環(huán)氧樹脂的應用

環(huán)氧樹脂是一種性能良好的建筑膠黏劑，其屬于結(jié)構型膠黏劑，在建筑建材行業(yè)中有著廣泛應用。從20世紀50年代開始，環(huán)氧樹脂就被廣泛地用于建筑行業(yè)，其不僅可以有效地解決新舊水泥砂漿固結(jié)層間的無法接合問題，還能解決粘結(jié)層界面水分過大、堿性鹽影響粘結(jié)界面等問題。鑒于有著如此良好的粘結(jié)性能，環(huán)氧樹脂一直被建筑行業(yè)所推崇。從以往的應用情況看，環(huán)氧樹脂在水利工程、橋梁工程、鐵路軌枕、混凝土壓力管等制作粘結(jié)與補強方面有著廣泛應用。比如，制作混凝土大壩、閘門時，可以用環(huán)氧樹脂粘結(jié)多種預應力鋼筋混凝土制品，用于水利工程建設。由于環(huán)氧樹脂膠黏劑用于結(jié)構物后，結(jié)構物很少出現(xiàn)裂縫或破損等情況，使之在水利工程、橋梁工程等結(jié)構物建設中有了較好應用，目前鐵路軌枕預制和修補、電桿制作等都開始使用環(huán)氧樹脂膠黏劑。使用環(huán)氧樹脂膠黏劑，不僅利于減少結(jié)構物的裂縫、破損等問題，還可以提高產(chǎn)品合格率，為環(huán)氧樹脂膠黏劑的廣泛應用創(chuàng)造了良好條件。作為一種粘結(jié)性能優(yōu)良的膠黏劑，環(huán)氧樹脂開始逐漸取代傳統(tǒng)的鉚釘和焊接等固結(jié)手段，成為建筑建材建設中的一項重要添加劑。

環(huán)氧樹脂膠黏劑在建筑建材中的應用，主要有以下幾種情況：

（1）黏合大型鋼筋混凝土砌體結(jié)構。由于環(huán)氧樹脂是一種結(jié)構型膠黏劑，結(jié)構的整體性強，具有比較穩(wěn)定的力學性能，一直以來都被用于粘合大型鋼筋混凝土砌體結(jié)構。

（2）修補結(jié)構物。在一些建筑物出現(xiàn)裂縫、破損等問題后，使用自然膠黏劑（瀝青）無法進行有效修補，會再次出現(xiàn)裂縫。使用環(huán)氧樹脂膠黏劑后，可以很好地對裂縫等問題進行修補，即使過了很長時間，也不會出現(xiàn)裂縫問題。而且，使用環(huán)氧樹脂膠黏劑進行修補的同時，還可以進行其他施工。

（3）粘接裝飾和裝修材料。在建筑裝飾裝修中，存在一些材料與混凝土之間粘結(jié)不牢固的問題，對此可以使用環(huán)氧樹脂膠黏劑，使粘結(jié)后的材料和混凝土牢固地連接起來，形成穩(wěn)固的一體。

2.2 聚氨酯膠黏劑的應用

聚氨酯膠黏劑的分子結(jié)構中含有氨基甲酸酯基、異氰酸酯基，可以被分為“多異氰酸酯”和“聚氨酯”兩種形式的膠黏劑。在特殊的分子結(jié)構影響下，聚氨酯會表現(xiàn)出良好的極性和活性，其強化自身的化學粘接能力較強，既可以用于粘接木材、皮革等表面粗糙的材料，也可以粘接金屬、玻璃等表面光滑的材料，同時對于橡膠材料也有很好的粘合效果。此外，作為一種有機化合物，聚氨酯膠黏劑對人體、動物健康和環(huán)境都是沒有影響的，屬于綠色環(huán)保型膠黏劑，使用起來非常方便。從使用性能考慮，聚氨酯膠黏劑具有良好的耐低溫、耐溶劑、耐老化等性能，這些顯著的優(yōu)勢使之在建筑鋪裝中有著廣泛應用。

2.3 硅酮膠黏劑的應用

硅酮膠黏劑成分主要有顏料、聚合物、催化劑、交聯(lián)劑、增黏劑和其它添加劑等，具有非自流性，即不受自身重力影響，不會出現(xiàn)流動現(xiàn)象。這一優(yōu)越的特性使硅酮膠黏劑在建筑側(cè)壁粘合使用中不會出現(xiàn)下陷、塌落等問題，應用效果良好。而且，一些質(zhì)量較好的硅酮膠黏劑具備比較穩(wěn)定的性能，在低溫情況下一般不會出現(xiàn)物理特性改變現(xiàn)象。此外，硅酮膠黏劑的密封性能也較好，在建筑側(cè)壁、幕墻等部位應用后，可以達到一定的防漏效果。鑒于硅酮膠黏劑具備非自流性、性能穩(wěn)定及良好的密封性等優(yōu)勢，建筑建設中經(jīng)常使用這一種膠黏劑。

2.4 橡膠膠黏劑的應用

在建筑建材行業(yè)中，橡膠膠黏劑也有著廣泛的應用。因其具有良好的回彈性、拉伸性，且性能穩(wěn)定，常被應用于門窗制造，比如制作薄膜類型的門窗。作為一種常見的膠黏劑，橡膠不僅在國內(nèi)有著廣泛應用，在國外的應用范圍同樣較廣。一些國家常用橡膠膠黏劑粘合塑料地板、壁紙和墻壁，如日本用丁基橡膠等原材料制作而成的膠黏劑填補建筑縫隙，起到很好的封堵粘合效果。

2.5 水乳覆膜膠黏劑的應用

水乳覆膜膠是一種自交聯(lián)型式的膠黏劑，既有較高的剝離強度，又有穩(wěn)定的固結(jié)性能。所以在建筑建材行業(yè)中使用水乳覆膜膠，一方面可以顯著提高合成產(chǎn)品的質(zhì)量，另一方面可提高產(chǎn)品整體的穩(wěn)固性。比如，印制路面凹凸紋路時，使用水乳覆膜膠合成的材料用于實際工程后，可以確保材料在受潮情況下不出現(xiàn)開膠等問題。此外水乳覆膜膠在寒冷的氣溫下也具備穩(wěn)定的性能，主要在于水乳覆膜膠黏劑的抗凍性能較好，且屬于環(huán)保型材料，無毒、無污染，適合當前低碳經(jīng)濟發(fā)展環(huán)境。隨著水乳覆膜膠的優(yōu)勢越來越明顯，其在建筑建材行業(yè)中的應用也越來越多，我國每年都會使用超過300t以上的水乳覆膜膠黏劑。

2.6 瀝青膠黏劑的應用

瀝青是用天然物質(zhì)制作而成的，是一種熱熔型膠黏劑，具有較好的可塑性、穩(wěn)定性，且在潮濕環(huán)境下亦能保持良好的粘結(jié)性能。在建筑建材行業(yè)中，瀝青在道路鋪設、路面修補等方面有著較多應用，能很好修補路橋裂縫缺陷。在瀝青應用中，其有一個明顯缺點，就是瀝青的抗熱性能不高，在高溫情況下很容易出現(xiàn)變形問題。盡管如此，瀝青在路橋修補工程中依然很常見。為了拓展瀝青應用范圍，科研人員已在進行瀝青抗熱性能方面的研究，相信未來將會獲得新成果，推出新產(chǎn)品。

3 我國建筑膠黏劑的研究進展

在建筑建材行業(yè)中，膠黏劑應用范圍是較廣的，市場潛力和發(fā)展前景良好。之所以呈現(xiàn)出如此良好的發(fā)展態(tài)勢，主要在于我國膠黏劑的研發(fā)生產(chǎn)技術日臻成熟，各類實用性和環(huán)保新產(chǎn)品不斷推出，滿足了市場需求。

3.1 作為建材添加劑的研究

膠黏劑作為一種重要的添加劑和極為重要的中間介質(zhì)，可以用于不同材質(zhì)的粘接、在建筑材料中起著重要作用，其耐候、抗老化、環(huán)保性受到了行業(yè)內(nèi)人士的高度關注。下文介紹了幾種作為添加劑的膠黏劑產(chǎn)品在建筑材料中的應用。

才洪美，等[6]通過L2（556）正交實驗優(yōu)化制備SBS膠乳的工藝條件,并對制備的SBS膠乳的穩(wěn)定性等進行了驗證,SBS顆粒在瀝青體系中分散比較均勻,體系具有很好的熱力學穩(wěn)定性，且機械穩(wěn)定性等都能滿足要求?？疾霺BS膠乳對乳化瀝青的改性效果,各項指標均能滿足JTGF40-2004規(guī)范的技術要求,結(jié)果表明SBS膠乳是性能優(yōu)良的瀝青改性劑。

顧蓉，等[7]以魔芋葡苷聚糖（KGM）為基體、殼聚糖（CS）為改性劑,制備了KGM-CS共混膠黏劑，壓制而成的魔芋膠合板的干態(tài)、濕態(tài)膠接強度分別為3.04、1.80MPa。開發(fā)了新的建材資源。

成功，等[8]采用預乳化種子乳液聚合和半連續(xù)滴加工藝,通過與有機硅KH-570共聚對其進行了改性研究，取得了滿意的研究結(jié)果，一定程度上克服了醋丙防水乳液耐水性差的缺陷。

徐恩順，等[9]以高密度聚乙烯（HDPE）為底膜,壓敏膠為粘接緩沖層,覆以保護涂層，制得高分子自粘膠膜防水卷材。可達到防水層與主體結(jié)構混凝土的永久結(jié)合，防止竄水發(fā)生。

3.2 環(huán)保類膠黏劑的研發(fā)

嚴義芳，等[10]利用廢舊聚苯乙烯泡沫塑料制備的無溶劑型乳液以性能穩(wěn)定、環(huán)保無污染、黏度高、成本低等優(yōu)點而受到了市場歡迎。

曾丹，等[11]以T（落葉松樹皮粉）為生物質(zhì)原料, PT（堿性酚化改性樹皮粉）為苯酚的替代物,將PT、U（尿素）和F（甲醛）在堿性條件下進行共聚,制得環(huán)保型低成本的PTUF[PT和U改性PF（酚醛樹脂）]膠黏劑。該PTUF膠可用于楊木/楊木、桉木/楊木等板材的粘接,并且其相應的膠合板的性能達到了國家標準（Ⅰ類板）要求。

韓建祥，等[12]以聚醚二元醇（PPG）、改性MDI（4,4′-二苯基甲烷二異氰酸酯）、PAPI（多亞甲基多苯基多異氰酸酯）、1,4-BDO（1,4-丁二醇）和環(huán)保型PU潛固化劑等為主要原料,采用預聚體法制得無溶劑型單組分聚氨酯（PU）膠黏劑。該膠黏度適中、固化速率較快、可操作性良好，其強度和韌性俱佳。

郝娟，等[13]以環(huán)氧大豆油（ESO）為環(huán)氧樹脂（EP）的增塑劑、環(huán)氧氯丙烷（ECH）和丙烯腈（AN）改性己二胺為固化劑,制得ESO改性EP膠黏劑。ESO是一種高增韌性、高耐熱性的環(huán)保型增塑劑,其會使EP膠黏劑的透明性、柔韌性和耐高（低）溫性俱佳且環(huán)保。

梁瑋[14]采用聚多元醇（PPG、PTMG）、甲苯二異氰酸酯（TDI）為主要原料,制備出環(huán)保型無溶劑環(huán)氧封端聚氨酯/環(huán)氧樹脂膠黏劑,這是一種新型的環(huán)保型膠黏劑,具有比水性聚氨酯更加優(yōu)異的性能。

左繼成，等[15]采用堿-酸-堿合成工藝,分段控制溫度,分批加入尿素,加PVA改性,制備出環(huán)保型高剪切強度脲醛樹脂膠黏劑。

閻春綿，等[16]以過硫酸銨為引發(fā)劑制備聚丙烯酰胺預聚體,以次氯酸鈉為氧化劑對淀粉進行氧化處理,將兩者經(jīng)過縮合反應得到接枝淀粉膠黏劑的主劑,用氮丙啶進行交聯(lián),得到了木材用改性環(huán)保淀粉膠黏劑。

4 結(jié)語

綜上所述，樹脂、聚氨酯膠黏劑、硅酮膠黏劑、橡膠、水乳覆膜膠黏劑、瀝青等膠黏劑在建筑建材行業(yè)中的應用范圍很廣，已經(jīng)成為建筑行業(yè)建設中至關重要的組成部分。隨著膠黏劑技術的不斷發(fā)展，會有更多性能優(yōu)良的新膠種投入市場，在建筑建設中，為確保質(zhì)量，應了解市場上各種膠黏劑的性能優(yōu)勢和缺陷，根據(jù)需要選擇優(yōu)良適用的膠黏劑，保證工程質(zhì)量，加快工程進度，延長使用壽命，為國民經(jīng)濟的發(fā)展建造優(yōu)質(zhì)的建筑工程做貢獻。

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The Application and R&D Progress of Adhesive for Construction

WANG Jian-guo
（Xingxin Vocational Technical Institute,Xinjiang Production and Construction Corps,Urumchi 830074,China）

The adhesive is an important building material in the field of construction.It can firmly bonding the substrates and additional materials,and works well as a medium.The types of adhesives applied in the field of construction are analyzed,and the applications of adhesive in construction and building material industry are discussed;the research and development progress of adhesive for construction is introduced at the end of the paper.

Adhesive;environment-friendly;construction and building materials

TQ437.1

A

1001-0017（2016）05-0382-04

2016-05-27

汪建國（1966-）男，安徽碭山人，高級講師，研究方向：建筑工程施工和造價。