2015年一建备考《建筑工程》1A412024建筑高分子材料的特性与应用

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　　1A412024 建筑高分子材料的特性与应用

　　一、建筑塑料

　　(一)塑料的基本知识

　　塑料是以合成或天然高分子树脂为基本材料，再按一定比例加入填充料、增塑剂、固化剂、着色剂及其他助剂等，在一定条件下经混炼、塑化成型，在常温常压下能保持产品形状不变的材料。

　　1.合成高分子树脂的种类

　　合成高分子树脂按受热性能的不同可分为热塑型树脂和热固型树脂。热塑型树脂受热软化，冷却硬化，这一过程可多次反复。热固型树脂则加工时受热软化，但固化成型后，即使再加热，也不会发生软化而改变形状。

　　(1)热塑型树脂：聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚甲基丙烯酸甲酯(即有机玻璃)(PMMA)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚醋酸乙烯(PVAC)、丙烯腈一丁二烯一苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯(PC)等。

　　(2)热固型树脂：酚醛树脂(PF)、环氧树脂(EP)、不饱和酯(UP)、聚氨酯(PUP)、有机硅树脂(SI)、脲醛树脂(UF)、聚酰胺(即尼龙)(PA)、三聚氰胺甲醛树脂(MF)、聚酯(PBT)等。

　　2.特性

　　塑料具有质轻、绝缘、耐腐、耐磨、绝热、隔声等优良性能，而且加工性能好、装饰性优异。但也有耐热性差、易燃、易老化、刚度小、热膨胀性大等缺点。

　　3.应用

　　塑料在建筑上可作为装饰材料、绝热材料、吸声材料、防火材料、墙体材料、管道及卫生洁具等。

　　(二)塑料管道

　　1.硬聚氯乙烯(PVC-U)管

　　(1)特性：通常直径为40～100mm。内壁光滑阻力小、不结垢、无毒、无污染、耐腐蚀。使用温度不大于40℃，故为冷水管。抗老化性能好、难燃，可采用橡胶圈柔性接口安装。

　　(2)应用：用于给水管道(非饮用水)、排水管道、雨水管道。

　　2.氯化聚氯乙烯(PVC-C)管

　　(1)特性：高温机械强度高，适于受压的场合。使用温度高达90℃左右，寿命可达50年。安装方便，连接方法为溶剂粘结、螺纹连接、法兰连接和焊条连接。阻燃、防火、导热性能低，管道热损少。管道内壁光滑，抗细菌的孳生性能优于铜、钢及其他塑料管道。热膨胀系数低，产品尺寸全(可做大口径管材)，安装附件少，安装费用低。但要注意使用的胶水有毒性。

　　(2)应用：冷热水管、消防水管系统、工业管道系统。

　　3.无规共聚聚丙烯管(PP-R管)

　　(1)特性：无毒，无害，不生锈，不腐蚀，有高度的耐酸性和耐氯化物性。耐热性能好，在工作压力不超过0.6MPa时，其长期工作水温为70℃，短期使用水温可达95℃，软化温度为140℃。使用寿命长达50年以上。耐腐蚀性好，不生锈，不腐蚀，不会孳生细菌，无电化学腐蚀，保温性能好，膨胀力小。适合采用嵌墙和地坪面层内的直埋暗敷方式，水流阻力小。管材内壁光滑，不会结垢，采用热熔连接方式进行连接，牢固不漏，施工便捷，对环境无任何污染，绿色环保，配套齐全，价格适中。

　　缺点是管材规格少(外径20～110mm)，抗紫外线能力差，在阳光的长期照射下易老化。属于可燃性材料，不得用于消防给水系统。刚性和抗冲击性能比金属管道差。线膨胀系数较大，明敷或架空敷设所需支吊架较多，影响美观。

　　(2)应用：饮用水管、冷热水管。

　　4.丁烯管(PB管)

　　(1)特性：较高的强度，韧性好，无毒。其长期工作水温为90℃左右，最高使用温度可达110℃。易燃，热胀系数大，价格高。

　　(2)应用：饮用水、冷热水管。特别适用于薄壁小口径压力管道，如地板辐射采暖系统的盘管。

　　5.交联聚乙烯管(PEX管)

　　普通高、中密度聚乙烯(HDPE及MDPE)管，其大分子为线形结构，缺点是耐热性和抗蠕变能力差，因而普通PE管不适宜使用高于45℃的水。交联是PE改性的一种方法，PE经交联后变成三维网状结构的交联聚乙烯(PEX)，大大提高了其耐热性和抗蠕变能力;同时，耐老化性能、力学性能和透明度等均有显著提高。

　　(1)分类：PEX分为A、B、C三级：PEX-A(交联度大于70%)、PEX-B(交联度大于65%)、PEX-C(交联度大于60%)。

　　交联度低或无交联度：塑料管较软，韧性大;交联度过高：塑料管较硬;无韧性;因此交联度要适中，80%～90%之间较理想。

　　(2)特性：无毒，卫生，透明。有折弯记忆性、不可热熔连接、热蠕动性较小、低温抗脆性较差、原料较便宜。使用寿命可达50年。可输送冷、热水、饮用水及其他液体。阳光照射下可使PEX管加速老化，缩短使用寿命，避光可使塑料制品减缓老化，使寿命延长，这也是用于地热采暖系统的分水器前的地热管须加避光护套的原因;同时，也可避免夏季供暖停止时光线照射产生水藻、绿苔，造成管路栓塞或堵塞。

　　(3)应用：主要用于地板辐射采暖系统的盘管。

　　6.铝塑复合管

　　铝塑复合管是以焊接铝管或铝箔为中层，内外层均为聚乙烯材料(常温使用)，或内外层均为高密度交联聚乙烯材料(冷热水使用)，通过专用机械加工方法复合成一体的管材。

　　(1)特性：长期使用温度(冷热水管)80℃，短时最高温度为95℃。安全无毒，耐腐蚀，不结垢，流量大，阻力小，寿命长，柔性好，弯曲后不反弹，安装简单。

　　(2)应用：饮用水、冷、热水管。

　　7.塑覆铜管

　　塑覆铜管为双层结构，内层为纯铜管，外层覆裹高密度聚乙烯或发泡高密度聚乙烯保温层。

　　(1)特性：无毒，抗菌卫生，不腐蚀，不结垢，水质好，流量大，强度高，刚性大，耐热，抗冻，耐久，长期使用温度范围宽(-70～100℃)，比铜管保温性能好。可刚性连接亦可柔性连接，安全牢固，不漏。初装价格较高，但寿命长，不需维修。

　　(2)应用：主要用作工业及生活饮用水，冷、热水输送管道。

　　8.钢塑管

　　钢塑管有很多种分类，可根据管材的结构分类为：钢带增强钢塑管，无缝钢管增强钢塑管，孔网钢带钢塑管以及钢丝网骨架钢塑管。

　　目前，市面上最为流行是钢带增强钢塑管，也就是通常所指的钢塑管，这种管材中间层为高碳钢带通过卷曲成型对接焊接而成的钢带层，内外层均为高密度聚乙烯(HDPE)。这种管材中间层为钢带，所以管材承压性能非常好，不同于铝带，承压不高，管材最大口径只能做到63mm，钢塑管的最大口径可以做到200mm，甚至更大;由于管材中间层的钢带是密闭的，所以这种钢塑管同时具有阻氧作用，可直接用于直饮水工程，而其内外层又是塑料材质，具有非常好的耐腐蚀性。如此优良的性能，使得钢塑管的用途非常广泛，石油、天然气输送，工矿用管，饮水管，排水管等各种领域均可应用。

　　(三)塑料装饰板材

　　塑料装饰板材是指以树脂为浸渍材料或以树脂为基材，采用一定的生产工艺制成的具有装饰功能的普通或异形断面的板材。

　　1.分类

　　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、塑铝板、聚碳酸酯采光板、有机玻璃装饰板等。

　　按结构和断面形式可分为平板、波形板、实体异形断面板、中空异形断面板、格子板、夹芯板等类型。

　　2.三聚氰胺层压板

　　三聚氰胺层压板是以厚纸为骨架，浸渍三聚氰胺热固性树脂，多层叠合经热压固化而成的薄型贴面材料。三聚氰胺层压板是多层结构，即由表层纸、装饰纸和底层纸构成。

　　(1)特性：耐热性优良(100℃不软化、开裂、起泡)、耐烫、耐燃、耐磨、耐污、耐湿、耐擦洗以及耐酸、碱二油脂和酒精等溶剂的侵蚀，经久耐用。

　　(2)分类：按其表面的外观特性分为有光型、柔光型、双面型、滞燃型。按用途的不同分为平面板、平衡面板。

　　(3)应用：三聚氰胺层压板常用于墙面、柱面、台面、家具、吊顶等饰面工程。

　　3.铝塑复合板

　　铝塑复合板是一种以PVC塑料作芯板，正背两表面为铝合金薄板的复合材料。厚度为3mm、4mm、6mm、8mm 。

　　(1)特性：重量轻，坚固耐久，比铝合金强得多的抗冲击性和抗凹陷性，可自由弯曲且弯后不反弹，较强的耐候性，较好的可加工性，易保养，易维修。板材表面铝板经阳极氧化和着色处理，色泽鲜艳。

　　(2)应用：广泛用于建筑幕墙，室内外墙面、柱面、顶面的饰面处理。

　　(四)塑料壁纸

　　塑料壁纸是以纸为基材，以聚氯乙烯塑料为面层，经压延或涂布以及印刷、轧花、发泡等工艺而制成的双层复合贴面材料。因为塑料壁纸所用的树脂大多数为聚氯乙烯，所以也常称聚氯乙烯壁纸。

　　1.分类

　　(1)纸基壁纸：单色压花、印花压花、平光印花、有光印花。

　　(2)发泡壁纸：低发泡压花壁纸、发泡压花壁纸、发泡印花壁纸、高发泡壁纸。

　　(3)特种壁纸：耐水壁纸、防火壁纸、特殊装饰壁纸。

　　2.特性

　　有一定的伸缩性和耐裂强度;装饰效果好;性能优越;粘贴方便;使用寿命长，易维修保养等特点。

　　3.规格

　　塑料壁纸的宽度为530mm和900～l000mm，前者每卷长度为lOm，后者每卷长度为50m。

　　4.应用

　　塑料壁纸是目前国内外使用广泛的一种室内墙面装饰材料，也可用于顶棚、梁柱等处的贴面装饰。

　　(五)塑料地板

　　塑料地板是以高分子合成树脂为主要材料，加入其他辅助材料，经一定的制作工艺制成的预制块状、卷材状或现场铺涂整体状的地面材料。

　　(1)预制塑料地板分类：预制塑料地板按其外形可分为块材地板和卷材地板。按其组成和结构特点可分为单色地板、透底花纹地板、印花压花地板。按其材质的软硬程度可分为硬质地板、半硬质地板和软质地板。

　　按所采用的树脂类型可分为聚氯乙烯(PVC)地板、聚丙烯地板和聚乙烯一醋酸乙烯酯地板等，国内普遍采用的是硬质PVC塑料地板和半硬质PVC塑料地板。

　　(2)特性：种类花色繁多;良好的装饰性能;性能多变，适应面广;质轻、耐磨、脚感舒适;施工、维修、保养方便。

　　(六)塑料门窗

　　塑料门窗是以强化聚氯乙烯(UPVC)树脂为基料，以轻质碳酸钙做填料，掺以少量添加剂，经挤出法制成各种截面的异形材，并采用与其内腔紧密吻合的增强型钢做内衬，再根据门窗品种，选用不同截面的异形材组装而成。

　　(1)特性：色泽鲜艳，不需油漆;耐腐蚀，抗老化，保温，防水，隔声;在30～50℃的环境下不变色，不降低原有性能，防虫蛀又不助燃。

　　(2)应用：适用于工业与民用建筑，是建筑门窗的换代产品，但平开门窗比推拉门窗的气密性、水密性等综合性能要好。

　　(七)玻璃钢

　　玻璃钢(简称GRP)是以合成树脂为基体，以玻璃纤维或其制品为增强材料，经成型、固化而成的固体材料。

　　(1)分类：玻璃钢按采用的合成树脂的不同，可分为不饱和聚酯型、酚醛树脂型和环氧树脂型。

　　(2)特性：玻璃钢制品具有良好的透光性和装饰性，可制成色彩绚丽的透光或不透光构件或饰件;强度高(可超过普通碳素钢)，重量轻(密度1.4～2.2g/cm3，仅为钢的1/5～1/4，铝的1/3左右)，是典型的轻质高强材料;其成型工艺简单、灵活，可制成复杂的构件;具有良好的耐化学腐蚀性和电绝缘性;耐湿、防潮，可用于有耐湿要求的建筑物的某些部位。玻璃钢制品的缺点是表面不够光滑。

　　二、建筑涂料

　　涂敷于物体表面能与基体材料很好粘结并形成完整而坚韧保护膜的材料称为涂料。建筑涂料是专指用于建筑物内、外表装饰的涂料，建筑涂料同时还可对建筑物起到一定的保护作用和某些特殊功能作用。

　　(一)涂料的组成

　　涂料由主要成膜物质、次要成膜物质、辅助成膜物质构成。

　　1.主要成膜物质

　　涂料所用主要成膜物质有树脂和油料两类。

　　树脂有天然树脂(虫胶、松香、大漆等)、人造树脂(甘油酯、硝化纤维等)和合成树脂(醇酸树脂、聚丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯、聚磺化聚乙烯、聚乙烯醇缩聚物、聚醋酸乙烯及其共聚物等)。

　　油料有桐油、亚麻子油等植物油和鱼油等动物油。

　　为满足涂料的各种性能要求，可以在一种涂料中采用多种树脂配合，或与油料配合，共同作为主要成膜物质。

　　2.次要成膜物质

　　次要成膜物质是各种颜料，包括着色颜料、体质颜料和防锈颜料三类，是构成涂膜的组分之一。其主要作用是使涂膜着色并赋予涂膜遮盖力，增加涂膜质感，改善涂膜性能，增加涂料品种，降低涂料成本等。

　　3.辅助成膜物质

　　辅助成膜物质主要指各种溶剂(稀释剂)和各种助剂。涂料所用溶剂有两大类：一类是有机溶剂，如松香水、酒精、汽油、苯、二甲苯、丙酮等;另一类是水。

　　助剂是为改善涂料的性能，提高涂膜的质量而加入的辅助材料。如催干剂、增塑剂、固化剂、流变剂、分散剂、增稠剂、消泡剂、防冻剂、紫外线吸收剂、抗氧化剂、防老化剂、防霉剂、阻燃剂等等。

　　(二)建筑涂料的分类

　　(1)按使用部位可分为木器涂料、内墙涂料、外墙涂料和地面涂料。

　　(2)按溶剂特性可分为溶剂型涂料、水溶性涂料和乳液型涂料。

　　(3)按涂膜形态可分为薄质涂料、厚质涂料、复层涂料和砂壁状涂料。

　　(三)常用建筑涂料品种

　　1.木器涂料

　　溶剂型涂料用于家具饰面或室内木装修又常称为油漆。传统的油漆品种有清油、清漆、调和漆、磁漆等;新型木器涂料有聚酯树脂漆、聚氨酯漆等。

　　(1)传统的油漆品种

　　清油又称熟油。由干性油、半干性油或将干性油与半干性油加热，熬炼并加少量催干剂而成的浅黄至棕黄色黏稠液体。

　　清漆为不含颜料的透明漆。主要成分是树脂和溶剂或树脂、油料和溶剂，为人造漆的一种。

　　调和漆是以干性油和颜料为主要成分制成的油性不透明漆。稀稠适度时，可直接使用。油性调和漆中加人清漆，则得磁性调和漆。

　　磁漆以清漆为基础加入颜料等研磨而制得的黏稠状不透明漆。

　　(2)聚酯树脂漆

　　聚酯树脂漆是以不饱和聚酯和苯乙烯为主要成膜物质的无溶剂型漆。

　　特性：可高温固化，也可常温固化(施工温度不小于15℃)，干燥速度快。漆膜丰满厚实，有较好的光泽度、保光性及透明度，漆膜硬度高、耐磨、耐热、耐寒、耐水、耐多种化学药品的作用。含固量高，涂饰一次漆膜厚可达200～300μm。固化时溶剂挥发少，污染小。

　　缺点是漆膜附着力差、稳定性差、不耐冲击。为双组分固化型，施工配制较麻烦，涂膜破损不易修补。涂膜干性不易掌握，表面易受氧阻聚。

　　应用：聚酯树脂漆主要用于高级地板涂饰和家具涂饰。施工应注意不能用虫胶漆或虫胶腻子打底，否则会降低黏附力。施工温度不小于15℃，否则固化困难。

　　(3)聚氨酯漆

　　聚氨酯漆是以聚氨酯为主要成膜物质的木器涂料。

　　特性：可高温固化，也可常温或低温(O℃以下)固化，故可现场施工也可工厂化涂饰。装饰效果好、漆膜坚硬、韧性高、附着力高、涂膜强度高、高度耐磨、优良的耐溶性和耐腐蚀性。

　　缺点是含有游离异氰酸酯(TDI)，污染环境。遇水或潮气时易胶凝起泡。保色性差，遇紫外线照射易分解，漆膜泛黄。

　　应用：广泛用于竹、木地板、船甲板的涂饰。

　　木器涂料必须执行《室内装饰装修材料溶剂型木器涂料中有害物质限量》GB18581--2009、《室内装饰装修材料水性木器涂料中有害物质限量》GB 24410--2009国家标准的强制性条文。

　　2.内墙涂料

　　(1)分类：

　　乳液型内墙涂料，包括丙烯酸酯乳胶漆、苯一丙乳胶漆、乙烯一醋酸乙烯乳胶漆。

　　水溶性内墙涂料，包括聚乙烯醇水玻璃内墙涂料、聚乙烯醇缩甲醛内墙涂料。

　　其他类型内墙涂料，包括复层内墙涂料、纤维质内墙涂料、绒面内墙涂料等。

　　水溶性内墙涂料已被《关于发布化学建材技术与产品的公告》(原建设部公告第27号)列为停止或逐步淘汰类产品，产量和使用已逐渐减少。

　　(2)丙烯酸酯乳胶漆的特点：涂膜光泽柔和、耐候性好、保光保色性优良、遮盖力强、附着力高、易于清洗、施工方便、价格较高，属于高档建筑装饰内墙涂料。

　　(3)苯一丙乳胶漆的特点：良好的耐候性、耐水性、抗粉化性、色泽鲜艳、质感好，由于聚合物粒度细，可制成有光型乳胶漆，属于中高档建筑内墙涂料。与水泥基层附着力好，耐洗刷性好，可以用于潮气较大的部位。

　　(4)乙烯一乙酸乙烯乳胶漆：在乙酸乙烯共聚物中引入乙烯基团形成的乙烯一醋酸乙烯(VAE)乳液中，加入填料、助剂、水等调配而成。

　　特点：成膜性好、耐水性较高、耐候性较好。价格较低，属于中低档建筑装饰内墙涂料。

　　3.外墙涂料

　　(1)分类：

　　溶剂型外墙涂料，包括过氯乙烯、苯乙烯焦油、聚乙烯醇缩丁醛、丙烯酸酯、丙烯酸酯复合型、聚氨酯系外墙涂料。

　　乳液型外墙涂料，包括薄质涂料纯丙乳胶漆、苯一丙乳胶漆、乙一丙乳胶漆和厚质涂料乙一丙乳液厚涂料、氯偏共聚乳液厚涂料。

　　水溶性外墙涂料，该类涂料以硅溶胶外墙涂料为代表。

　　其他类型外墙涂料包括复层外墙涂料和砂壁状涂料。

　　(2)过氯乙烯外墙涂料的特点：良好的耐大气稳定性、化学稳定性、耐水性、耐霉性。

　　(3)丙烯酸酯外墙涂料的特点：良好的抗老化性、保光性、保色性、不粉化、附着力强，施工温度范围(0℃以下仍可干燥成膜)。但该种涂料耐沾污性较差，因此，常利用其与其他树脂能良好相混溶的特点，将聚氨酯、聚酯或有机硅对其改性制得丙烯酸酯复合型耐沾污性外墙涂料，综合性能大大改善，得到广泛应用。施工时基体含水率不应超过8%，可以直接在水泥砂浆和混凝土基层上进行涂饰。

　　(4)氟碳涂料：氟碳涂料是在氟树脂基础上经改性、加工而成的涂料，简称氟涂料又称氟碳漆，属于新型高档高科技全能涂料。

　　分类：按固化温度的不同可分为高温固化型(主要指PVDF，即聚偏氟乙烯涂料，180℃固化)、中温固化型、常温固化型。

　　按组成和应用特点可分为溶剂型氟涂料、水性氟涂料、粉末氟涂料、仿金属氟涂料等。

　　特点：优异的耐候性、耐污性、自洁性、耐酸碱、耐腐蚀、耐高低温性能好，涂层硬度高，与各种材质的基体有良好的粘结性能、色彩丰富有光泽、装饰性好、施工方便、使用寿命长。

　　应用：广泛用于金属幕墙、柱面、墙面、铝合金门窗框、栏杆、天窗、金属家具、商业指示牌户外广告着色及各种装饰板的高档饰面。

　　(5)复层涂料：由基层封闭涂料、主层涂料、罩面涂料三部分构成。按主层涂料的粘结料的不同可分为聚合物水泥系(CE)、硅酸盐系(SI)、合成树脂乳液系(E)和反应固化型合成树脂乳液系(RE)复层外墙涂料。

　　特点：粘结强度高、良好的耐褪色性、耐久性、耐污染性、耐高低温性。外观可成凹凸花纹状、环状等立体装饰效果，故亦称浮感涂料或凹凸花纹涂料，适用于水泥砂浆、混凝土、水泥石棉板等多种基层的中高档建筑装饰饰面。

　　应用：用于无机板材、内外墙、顶棚的饰面。

　　4.地面涂料(水泥砂浆基层地面涂料)

　　(1)分类：

　　溶剂型地面涂料，包括过氯乙烯地面涂料、丙烯酸一硅树脂地面涂料、聚氨酯一丙烯酸酯地面涂料，为薄质涂料，涂覆在水泥砂浆地面的抹面层上，起装饰和保护作用。

　　乳液型地面涂料，有聚醋酸乙烯地面涂料等。

　　合成树脂厚质地面涂料，包括环氧树脂厚质地面涂料、聚氨酯弹性地面涂料、不饱和聚酯地面涂料等。该类涂料常采用刮涂方法施工，涂层较厚，可与塑料地板媲美。

　　(2)过氯乙烯地面涂料的特点：干燥快、与水泥地面结合好、耐水、耐磨、耐化学药品腐蚀。施工时有大量有机溶剂挥发、易燃，要注意防火、通风。

　　(3)聚氨酯一丙烯酸酯地面涂料的特点：涂膜外观光亮、平滑、有瓷质感、良好的装饰性、耐磨性、耐水性、耐酸碱、耐化学药品。

　　应用：适用于图书馆、健身房、舞厅、影剧院、办公室、会议室、厂房、车间、机房、地下室、卫生间等水泥地面的装饰。

　　(4)环氧树脂厚质地面涂料：是以黏度较小、可在室温固化的环氧树脂(如E-44、E-42等牌号)为主要成膜物质，加入固化剂、增塑剂、稀释剂、填料、颜料等配制而成的双组分固化型地面涂料。

　　特点：粘结力强、膜层坚硬耐磨且有一定韧性，耐久、耐酸、耐碱、耐有机溶剂、耐火、防尘，可涂饰各种图案。施工操作比较复杂。

　　应用：用于机场、车库、实验室、化工车间等室内外水泥基地面的装饰。