石材结构性粘接
通常是指石材与石材,石材与其他材料,如金属 、陶瓷、水泥等的具有承受载荷,起结构性固定与支撑作用的,有较大强度的粘接。它与非结构性粘接、如填补粘接,密封粘接截然不同的是,经结构性粘接后,分散的物件应成为强度很高的整体,并且能一同承受住重力、拉力等外力的破坏。
在建筑与装饰石材装饰与装修中,这类结构性粘接主要用在破碎板材的粘接与修复,外墙立面干挂石材,古文物的修复,石材用具的粘接等。总之,需要因粘接受力的石材,应都属于结构性粘接范畴。
石材结构性粘接的意义与作用
天然石材的装饰效果被装饰领域公认为具有自然、质朴的美感。然而,天然石材的隙、裂纹、孔洞、凹坑、自然断裂等,使得石材的强度大为下降,要想获得对有缺陷的石材充分利用,就需要进行必要的结构性粘接;对无法使用水泥砂浆而直接使用胶黏剂粘贴的装修,结构性粘接也解决了必须使粘接强度增大的难题;对可使用干挂件的石材,使用结构性粘接,可使干挂件更加牢固与耐久,特别值得提到的是,石材结构性粘接在石材墙面装饰上的使用,对石材装修工艺进步起到了积极的推动作用。在墙面上使用的胶黏剂包括两方面:一个是直接使用环氧胶直接将石材粘贴到墙上(或粘贴到金屈框架上);一个是利用金属挂件通过结构胶粘接米固定石材,使用结构性胶黏剂对石材装修起到了积极的技术进步作用。
石材结构性胶粘剂产品种类
石材结构性粘接由于是一种承受载荷的粘接,要求有较高的粘接强度,这种粘接通常分为两种,即石材-石材、石材-金属的粘接。根据《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》(JC 887-2001)标准,结构粘接必须使用环氧类胶粘剂。环氧胶粘剂的指标徐=须达到表4-1的规定。
表1-1 石材结构胶粘剂的物理学性能指标
序号 |
项目 |
技术指标 |
|||
快固 |
普通 |
||||
1 |
试用期①/min |
5~30 |
>30~90 |
||
2 |
弯曲弹性模量/Mpa ≥ |
2000 |
|||
3 |
冲击强度/(KJ/m2) ≥ |
3.0 |
|||
4 |
拉剪强度(不锈钢-不锈钢)Mpa ≥ |
8.0 |
|||
5 |
压剪强度/Mpa≥ |
石材-石材 |
标准条件 48h |
10.0 |
|
浸水 168h |
7.0 |
||||
热处理80℃,168h |
7.0 |
||||
冻融循环,50次 |
7.0 |
||||
石材-不锈钢 |
标准条件 48h |
10.0 |
①适用期指标也可由供需双方协商,以双组分的混合比列来控制快固、普通固结的时间。
环氧胶粘剂应达到的性能指标
《干挂石材幕墙用环氧胶粘剂》(JC 887-2001)行业标准对一些重要指标作出了强制性规定,见上表1-1。
环氧树脂胶粘剂的特点
环氧树脂的黏结性十分优异,这与它的分子结构有直接关系。其分子结构式的末端有环氧基,链与链之间还有羟基和醚键,在加入固化剂后,其反应过程中还会产生诸如羟基、醚键,这使它对许多材料有很强的黏附力,使得石材在安装时可不太多地考虑基材。表1-2为环氧树脂胶黏剂的部分特点。
表1-2 环氧树脂胶粘剂的特点与缺陷
性能优异方面 |
性能缺陷方面 |
1、结构式中的环氧基、羟基、醚基、酯基等众多基团,对众多建筑材料有很强、超强的黏结力; 2.加入相应固化剂后,固结过程中胶体收缩率很小,仅在2%~3%左右;加入适当填料,收缩率仍可降低,控制好的在0.8%~1%左右; 3.粘接尺寸稳定、位移小,石材装饰质量好,外观规整; 4.耐候性优异,长期自然力的风、地震、冷热收缩、东冰、雪、水、建筑摆动及材料应力作用下,仍可长期保持原来形状和尺寸外形。 5.使用操作方便,工艺性好,易混合和渗透被粘材料,固化可利用固化剂控制速度利于装饰石材施工: 6.固化时自然条件宽泛,可室外、室内自然气温下固化,便于在不同场合施工; 7.配胶时可不使用有毒有害溶剂,利于安全; 8.配胶时,所用原料均成为胶体,不会出现副产物去污染石材,或必须人为清理; 9.根据石材安装可制成各种产品,以供装饰装修人员选用、如注胶管、化学锸栓、背栓用胶以及填补用等不同方式; 10.使用温度范围广,在一60~150℃之间均可安全有效施工; 11.国产化原料供应充足,价格低廉,在石材幕端上使用其成本通常仅占幕增成本的万分之几; 12.通过改性,可开发出多种适合石材装饰用的产品,如透明环氧胶,与其他树脂掺和,改变填料可进行改性. |
1.未改性环氧树脂固结后较脆,易剥离,不利于粘固石材:因其分子结构式中苯环和杂环存在,柔性变低;固结后体型不易变形,脆性增大,增加了石材脱落的因素; 2.配制成胶后,施工周期较短,对复杂安装工程不利; 3.个别环氧树脂以及秘料剂、固化剂的挥发物、粉末、气体对人体有一定伤害,对环境有少量危害,还存在易燃、易爆、接触性伤人的安全隐患 |
环氧胶粘剂在石材干挂结构性粘接中的特点
最早的环氧树脂是1934德国的化学工业公司Schlack制备的,其后的1937年英国的 Moss公司,1938年瑞士的 Castan 公司,也先后制备出。1940年后环氧树脂开始大规模工业化生产,20世纪50年代世界范围中的环氧树脂产量得到迅猛发展,中国 1966年后开始在建筑工程中使用环氧树脂胶黏剂。环氧树脂胶黏剂使用在石材装饰装修工程上,也是伴随着建筑业应用而开始的,但真正大规模,批量化使用,是在我国石材幕墙的安装上,起源于湿法水泥砂浆改为干法安装之后,这种转变起源 70年代后期,大规模的转变是在20世纪八九十年代,现在几乎任何一座利用高档石材装饰幕墙的建筑,都会用到干挂法及环氧树脂胶黏剂。
利用环氧树脂胶黏剂安装石材幕墙(或立面建筑)是因为水泥砂浆湿法安装出现的过多的石材“病变”,给日后治理埋下隐患而积极开发的,用干挂法安装幕墙质量好、便于维修、施工周期短,表现出明显的优越性,因而,近年来得到快速发展。干、湿法安装石材效果对比,见表1-3。
表1-3 使用环氧树脂胶粘剂用于干法粘贴石材与使用水泥砂浆湿法粘接石材施工特点对比
比较项目 |
干法安装石材 |
湿法安装石材 |
安装质量与美观效果 |
好 |
差 |
施工速度 |
快 |
慢 |
施工技术 |
要求高 |
要求一般 |
设计技术 |
要求高 |
一般 |
石材厚度要求 |
与湿法相同或厚于湿法 |
厚度与干挂法相同或薄于干挂法 |
贴挂石材后变形 |
背面没有填充水泥砂浆,对石材没有用应力,不易产生弯曲,变翘 |
受外界气温、湿度变化影响,使水泥砂浆产生拉力,贴挂石材可产生弯曲 |
建筑物变形对石材影响 |
结构体变形时,石材与结构体之间存在一定空间,不会对石材产生影响 |
与建筑结构粘接成一体,结构变形时,粘贴的石材产生龟裂等变形或脱落 |
风压 |
因石材面积、厚度、干挂强度等,有时会对石材产生影响 |
石材与主体结构间填充水泥砂浆,风压对石材 不会产生应影响 |
其他外力、重物对石材影响 |
结构体变形时,石材与结构体之间存在一定空间,不会对石材产生影响 |
背面填充水泥砂浆或石材胶泥,重物冲撞时,石材不易破损 |
冻结 |
因石材背面有空间、不会积水,没有冻结现象 |
水进入石材背面后,可产生冰冻膨胀力,会将贴挂的石材推出,使之脱落 |
白华 |
不使用水泥砂浆,不会产生白华 |
背面充填水泥砂浆,产生的污染物会在石材粘接缝或通过石材孔隙处渗出 |
支撑石材荷载材料 |
使用金属材料 |
不使用金属材料 |
施工时材料对石材的污染 |
不使用水泥砂浆,石材不易附着污染 |
用水泥砂浆,易污染附着石材 |
水斑 |
石材背面不使用碱性粘接材料,不易产生水斑 |
石材背面使用碱性粘接材料,并会渗出外露;表现在石材表面的颜色深浅不均,如水斑等 |
密封性 |
可使用防水胶粘剂接缝密封 |
可使用水泥砂浆、防水胶粘剂接缝密封 |
施工后清扫 |
不使用水泥砂浆,易清扫 |
水泥砂浆残渣粘贴在装饰面不易去除 |
安装效率 |
不使用水泥砂浆,使用干挂胶粘剂,在定位画好线的区域内科上下,左右同时施工,进速 |
石材背面粘贴水泥砂浆,只能一段一段施工,进度较慢 |
续表
比较项目 |
干法安装石材 |
湿法安装石材 |
施工方法熟练性 |
与以往施工方法比、实例少 |
施工实例很多,施工方法已普及 |
设计技术 |
技术上已成熟,要求高 |
技术上已成熟,要求较高 |
雨水处理 |
石材背面有空间,不需处理,只需在顶部设计防水系统 |
石材背面易积水,处理困难,在设计时应考虑 |
安装质量与美观效果 |
平面度,立体感好、异形件使用多、视觉效果好,美观 |
平整度不易掌握,立体感不强,视觉、美观不如干法 |
维修 |
用干挂金属件分单元组成,容易进行拆卸、跟换和防护 |
水泥砂浆整体贴面不利于日后拆卸、更换 |
安装成本 |
需要预埋件、干挂件、龙骨、胶粘剂、密封材料、成本高于湿法安装成本 |
仅使用水泥、沙子、少量胶粘剂,成本低 |
石材“病变”及治理 |
病变少、好治理,补救方案易实施 |
水泥砂浆易产生“病变”,不易治理,“症状”持久 |
对石材质量要求 |
对边角、裂隙、强度、材质都有较高要求 |
对边角、裂隙、强度等都有较高要求 |
对石材挂件的要求 |
对于干挂件有明确的材质、性能要求 |
无干挂件使用;少量使用在增强部位的挂件应达到干挂法使用的挂件要求即可 |
抗震性及自然侵蚀 |
抗震性好,不易脱落;自然侵蚀明显,但容易清洗 |
抗震性茶,易脱落;自然侵蚀明显,不容易清洗 |
由于使用环氧树脂胶粘剂有许多明显优点,所以,环氧树脂胶粘剂安装石材幕墙及装饰立面已逐渐被设计、施工、用户所接受。
当然,环氧树脂胶粘剂经过了若干代产品的更新换代、改性,发展到今天使得环氧树脂胶粘剂品种配套齐全,使石材装饰装修依据性能要求,有了更多的选择。
环氧树脂胶粘剂组成
主要由环氧树脂、固化剂为主要成分。为改善性能 扩大应用范围,须加入稀释剂、 填料、增韧剂、促进剂、偶联剂等,也将其称为改性环氧凤树脂胶黏剂,
(1)环氧树脂 通常指在分子链结构中含有两个或两个以上的环氧基高分子化合物的统称。环氧树脂品种繁多,用于配制胶黏剂的基本为两类:缩水甘油型和环氧化烯烃型。
①环氧树脂分类
环氧树脂 |
缩水甘油型 |
缩水甘油醚类(双酚a环氧树脂) |
缩水甘油酯类 |
||
缩水甘油基类 |
||
环氧化烯烃型 |
线型脂肪族类 |
|
指环族类 |
||
混合型环氧稀烃类 |
我国石材界使用最多的环氧树脂是生产技术最成熟的,应用最广,价格最低,产量最大的缩水甘油型中缩水甘油醚类——即双酚A 型环氧树脂。是制备石材干挂胶使用最多的基本原料,代表型号有E-51、E-44、E-20、F-44、AG-80等。其中使用最多的是以E为打头的二酚基丙烷型环氧等树脂。见表1-4。
表1-4 石材结构性粘接常用国内环氧树脂牌号举例
牌号 |
外观 |
环氧值 |
E51 |
浅黄色至浅棕色高粘度透明液体 |
0.48~0.54 |
E-44 |
黄色至琥珀色高粘度液体 |
0.41~0.47 |
E-20 |
黄色至琥珀色透明固体 |
0.18~0.22 |
F-44 |
浅棕色固体 |
0.44 |
AG-80 |
红棕色至琥珀色液体 |
0.72~0.80 |
②环氧树脂牌号的标记 环氧树脂牌号是一个或两个汉语拼音字母打头与两位阿拉伯数字组成,以表示环氧树脂类别和品种。
E-44是指某一牌号环氧树脂系二酚基丙烷为主要物质组成,其环氧值在0.41~0.47之间,算术平均根为 0.44,所以,该树脂称为 E-44 环氧树脂。
通过标记可以了解该树脂的主要性能,环氧树脂主要性能指标包括环氧基含量、黏度、软化点、氯含量、挥发分、热变形温度等。
选择适合的性能是装饰石材制作结构性胶黏剂的重要参数,如黏度过高或太低都不于施工。表现为要不很快固结,要不迟迟不固结,都不利于正常施工操作。一般装饰石材用环氧树脂是选择双酚A型环氧树脂,其黏度一般在25℃以下时,为4~15Pa·s,适合石材结构性粘接及干挂工程施工。
(2)固化剂 环氧树脂胶黏剂产生黏性必不可少的物质,只有通过加入适当比例的固化剂,环氧树脂才能产生预期黏结性。因为环氧树脂本身是热塑型结构的化合物,本身并没有胶黏剂作用,只有通过加入固化剂后,使环氧树脂分子结构形成不熔不溶的网状结构,才对石材有实用价值,因此,使不使用固化剂是使环氧树脂能否变成胶黏剂的关键。
①固化剂分类
固化剂分类 |
按固化温度分 |
室温固化剂 |
中温固化剂 |
||
高温固化剂 |
||
按对环氧树脂固化反应机理分类 |
反应型固化剂 |
|
催化型固化剂 |
||
按固化分子结构酸、碱性分类 |
酸性固化剂 如有机酸、酸酐,三氟化硼等 |
|
碱性固化剂 如脂肪胺,芳香胺、改性胺、部分含氮化合物 |
②固化剂选用条件 装饰石材作为材质较重的材料,在考虑选用固化剂时除选择的环氧树脂性能必须达到设计要求外,固化剂也要与之匹配,须考虑工艺性、安全性,即装饰石材工程在室内 外装修很多,就要考虑成胶后的 黏度、强度、牢固度,以免坠落石材;胶体的使用寿命,应与石材装饰设计的使用时间一致;装修时及装修后产生的毒性大小及 持续时间;用量多少及操作难易程度。
根据石材装饰的实践和《干挂石材幕墙用环氧胶黏剂》 (JC887-2001)标准,胶黏剂通常以双组分为适宜。固化参数中的温度、时间、压力应根据装饰石材的施工要求,使用温度应在-40~60℃,固化时间应以操作者可以稳妥地掌握混胶、抹胶、粘贴挂件或与龙骨、基材粘接时间,并有抹平、修补、调整时间。固化剂的用量以不太精密的用量为宜,这主要是考虑实际操作者的方便。一般环氧树脂胶黏剂以双组分小包装为宜,即一罐环氧树脂,一袋固化剂。双组分全部搅拌均匀且粘接后强度最强为合适,其配比应事先人为用包装控制好。固化剂成本除应适应石材设计性能要求外,以成本较低为好。
③固化剂性能 碱性固化剂也叫胺类固化剂,包括脂肪族、芳香族的伯胺和仲胺类固化剂,是石材结构性胶黏剂使用最多的固化剂。胺类固化剂性能见表1-5,其碱性固化剂中改性胺类固化剂性能见表1-6。
表1-5 石材结构性粘接胶粘剂常用传统胺类固化剂性能(举例)
名称(代号) |
外观 |
固化条件 |
参考用量/(g/100g环氧树脂) |
主要特点及在石材装修中评价 |
乙二胺(FDA) |
无色液体 |
25℃/24h |
6~8 |
室温固化,适用期短,毒性、刺激性较大,较层脆,早期石材干挂胶使用较多 |
己二胺(HDA) |
无色片状晶体(磨粉状用) |
室温/48h |
12~15 |
室温固化,使用便捷,毒性较大,适用期较短,较层脆,早期石材干挂胶使用较多 |
二亚乙基三胺(DTA) |
无色液体 |
室温/24或100℃/2h |
8~11 |
室温固化,使用方便,毒性较乙二胺低,适用期短,性能教好,适合石材装修使用 |
三亚乙基四胺(TTA) |
无色液体 |
室温/24或100℃/2h |
10~12 |
室温固化,使用方便,毒性小,适用期短,性能教好,适合石材装修使用 |
传统的胺类固化剂毒性较大,性能略差,有些固化条件苛刻;而经过改性的胺类固化剂固化性能得到改善,相对毒性低,使用更加方便。
胺类固化剂虽有多种,如二甲基胺丙胺、二乙 基胺丙胺、间苯二胺、4,4-二氨二苯甲烷、4,4-二氨基二苯砜、六氢吡啶等,由于要求交的固化条件较苛刻,作业时固结温度要求大都髙于 60℃以上,不适合石材装修时使用,除非特殊要求,一般很少使用。
而改性的胺类固化剂适应了一些石材施工时的苛刻条件,故被逐渐采用。常用改性胺类固化剂性能及特点见表1-6。
表1-6 常用改性胺类固化剂性能(举例)
名称 (代号) |
外观 |
用量①/(g/100g环氧树脂) |
固化条件 |
主要特点及在石材装修中评价 |
缩胺(苯二甲胺缩合物)(105) |
浅棕色液体 |
12~14 |
室温/48h |
毒性低,须防潮、密封保存、适合石材装修用 |
β-羟乙基乙二胺(120) |
浅黄色黏性液体 |
16~18 |
室温/24h |
黏度低、毒性小、易吸潮、须密封保存、适合石材装修 |
间苯二胺与环氧丙烷苯基醚缩合反应物(590) |
黄色至棕黑色粘稠液体,软化点〈20℃ |
12~20 |
室温/4~8h |
毒性小、韧性好、成本高、适合石材装修 |
苯酚、甲醛、己二胺缩合反应物(701) |
棕红色粘稠液体 |
25~35 |
室温/48h |
挥发性小,用量要求不严,可在0~15℃及潮湿条件下固化,适合石材装修,可在全年人部分时间便用,使用地区广泛 |
①在主体环氧树脂加入填料后,固化剂或改性固化剂用量应按质量份减少,减少的比例应在不降低胶体性能的前提下计算。
还有一些经过改性后的固化剂虽在使用条件上较为宽泛,但固化时须高温固化,通常在80℃以上,就不适合石材装修上使用(但一些特殊性能要求的仍会使用传统的酸酐类固化剂)。虽然双组分结构胶混合搅拌时有放热现象,但不会持续几个小时以上。所以,凡固化时要求温度高的不适合装饰石材施工使用。
酸酐类固化剂虽有许多优点,固化后的环氧胶黏剂性能也好,但酸酐类固化剂与环氧树脂固化时,通常需要至少 80℃以上的温度,即使改性后的酸酐类固化剂也是如此,这种高温下的操作不适合装饰石材施工操作,故不做介绍。
如此,石材装饰业使用最多的还是胺类固化剂,表 1-7为胺类固化剂与酸酐类固化剂在性能上的比较。
表 1-7为胺类固化剂与酸酐类固化剂在使用性能上的比较
操作使用项目 |
有机胺 |
酸酐 |
||
有机胺使用性能 |
用于装饰石材评价 |
酸酐使用性能 |
用于装饰石材评价 |
|
混溶性 |
大多数为液体,易与主体树脂相互混合 |
利于装饰石材现场混胶,方便 |
大部分为固体,必须熔化后与主体树肪混合 |
不利于装饰石材现场施工与操作 |
用量 |
较严格 |
可通过分装准确控制 |
较宽 |
可通过分装控制 |
配置量 |
不宜大量,应现用现配 |
适合现场即时安装配制,不会造成太大浪费 |
可配较大量 |
适合即时配胶,但须分装小包装 |
适用期 |
较短 |
要求安装石材时,技术热炼 |
较长 |
不会因为技术或其他原因廷时,使胶体固结 |
操作时温度变化 |
固化时散热大,难控制 |
现场应快速均匀混合,按要求尽快施工 |
固化时放热小,易控制 |
不必受时间要求混合 |
胶体损失情况 |
部分质量因发热挥发损失 |
部分质量损失不会影响石材安装质量,必要时应多加胶5%~20% |
部分质量因胶体发热挥发损失 |
部分质量损失后不影响石材装修质量,可多用胶5%~20%以防损失 |
固化温度要求 |
室温或高温皆可 |
利于建筑装修现场使用 |
需较高温度 |
须提供必要温度下限才能固化 |
固化后胶体性能 |
耐热性差、强度较低 |
部分超重石材应加固金 属结构 |
耐热性好,强度较高 |
部分超大、超重石材也须加固金属结构 |
毒性 |
较大,刺散皮肤、呼吸道 |
石材装饰施工时要防护 |
较小,无刺激性 |
对毒性不用防护 |
价格 |
较高 |
不会影响整体石材装修 造价 |
较低 |
不会影响整体石材装修造价 |
低分子聚酰胺类固化剂,因其固化条件适合石材施工,也是可选择的固化剂,其主要性能及特点见表1-8。
表1-8 低分子聚酰胺类固化剂要性能及特点
名称(代号) |
外观 |
用量/(g/100g)环氧树脂 |
固化条件 |
主要特点及在石材装修中的评价 |
亚油酸二聚酯与三亚乙基四胺反应物(200) |
棕红色粘稠液体 |
400~100 |
室温/24h或65℃/3h |
气味挥发性小,毒性低,对皮肤刺激弱,使用期较长,柔性、抗冲击、抗弯曲、耐热冲击、粘接强度较好,用量不太格,在石材装饰装修工程中使用较为适合 |
亚油酸二聚酯与二亚乙基三胺反应物(203) |
棕黄色液体 |
40~100 |
室温/24h或65℃/3h |
|
二聚桐油酸与二亚乙基三胺反应物(400或650) |
棕红色粘稠液体 |
40~100 |
室温/24h或65℃/3h |
|
二聚桐油酸与三亚乙基四胺反应物(500或651) |
棕黄色液体 |
45~65 |
室温/24h或65℃/3h |
|
己内酰胺与二亚乙基三胺反应物(600) |
棕黄色液体 |
20~30 |
室温/24h或65℃/3h |
注:低分子聚酰胺固化剂在主体环氧树脂加入填料后,其用量应有所调整。
咪唑固化剂以及催化型固化剂因其固化条件至少在60℃以上,不太适合装饰石材加工、安装使用,故使用很少。
(3)促进剂 一类能加速环氧树脂固化、降低固化时温度、缩短固化时间的物质。常用固化促进剂见表1-9。
表1-9 促进剂与常用固化剂及对应范围
促进剂名称 |
对应使用的固化剂范围 |
促进剂名称 |
对应使用的固化剂范围 |
双酚A |
胺类固化剂 |
三乙胺 |
酸酐类固化剂 |
间苯二酚 |
胺类固化剂 |
三乙醇胺 |
酸酐类固化剂 |
苯酚 |
胺类固化剂 |
吡啶 |
酸酐类固化剂、低分子聚酰胺 |
三氟化硼单乙胺 |
胺类固化剂 |
2-乙基甲基-甲基咪磋 |
酸酐类固化剂 |
间甲酚 |
胺类固化剂 |
DMP-30 |
酸酐类固化剂、低分子聚酰胺 |
乙二硫醇 |
胺类固化剂 |
酸酐类固化剂、胺类固化剂、低分子聚酰胺 |
|
苄基二甲胺 |
酸酐类固化剂 |
脂肪胺 |
低分子聚酰胺 |
注:促进剂的用量,一般不应超过主体树脂5%,否则会损害胶粘剂耐高温性能。
(4)增韧剂 主要功能是用于胶粘剂固结后韧性,减少环氧树脂胶粘剂的的脆性,提高抗冲击性,提高剥离强度的一种物质。
增韧剂的使用种类,分为非活性和活性两大类。其主要作用和品种见表1-10。
表1-10 常用非活性、活性增韧剂(举例)
非活性增韧剂 |
活性增韧剂 |
||
名称(代号)举例 |
作用及特点 |
名称(代号)举例 |
作用及特点 |
邻苯二甲酸二甲酯 |
分子结构中不带活性基团,不参与固化反应,材料本身黏度小,但可增加环氧树脂的流动性,有利于浸润石材表面及浅表面,有利于扩散和吸附,利于对石材粗糙面、微裂隙,微孔的石材粘接。用量应不超过主体环氧树脂的5%~20%,在主体树脂增加填料后应在保证参数下,可适当减少比例 |
聚硫橡胶(LP-1,LP-2,LP-3) |
分子结构中带有活性基团,材料直接参与固化反应,增韧效果比非活性增韧剂明显,可明显改善环氧树脂脆性,改善粘接石材后易开裂现象,一些特殊配方,甚至可达到卷材的效果,可提高胶黏剂的抗冲击强度,有一定的伸长率;但用量通常大于非活性增韧剂 |
邻苯二甲酸二乙酯 |
液态丁腈橡胶(丁腈-26,丁腈-40) |
||
邻苯二甲酸二丁酯 |
不饱和聚酯树脂(182,304) |
||
邻苯二甲酸二戊酯 |
低分子聚酰胺(650,651) |
||
邻苯二甲酸二辛酯 |
. |
||
磷酸三乙酯 |
. |
||
磷酸丁乙酯 |
. |
||
乙二酯醇 |
. |
||
麓麻油酯 |
. |
||
. |
. |
||
. |
. |
||
. |
. |
||
. |
. |
(5)稀释剂 在环氧树脂胶黏剂中稀释剂主要用于降低黏度、改善工艺、便于均匀搅拌、增加填料、降低成本、尽量延长均匀混合的使用期,以利于施工人员操作。稀释剂分为非活性和活性两类,其主要品种、作用和特点见表1-11。
表1-11 常用稀释剂品种、作用及特点举例
非活性稀释剂 |
活性稀释剂 |
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名称 |
作用及特点 |
名称(牌号) |
作用及特点 |
丙酮 |
不参与胶黏剂反应,在固化过程中部分逸出:用量5%~15%不等,根据填料的用量,可适当供减用量,在石材干挂工程中使用填料少时,在石材工程现场修补填料成时,可在现场增加稀释剂;成本较低;石材用胶使用该稀释剂较多 |
二缩水甘油醚环氧(600) |
分子结构中含有1个或2个环氧基,并且参与固化反应,成为交联网中的一部分,其分子量也是环氧树脂胶黏剂的一部分;用量不应超过主体树脂的20%,否则会影响胶体内聚强度和耐热性,遇到填料质量和数量的变化,应在保证胶体参数不变的情况下,适当塔酸活性稀释剂比例;有刺激性气味,有毒性;成本高于非活性稀释剂,用于要求参数较高的石材工程胶 |
甲苯 |
多缩水甘油醚环氧(630) |
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醋酸乙酯 |
环氧丙烷苯基醚(690) |
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二甲基甲酰胺 |
乙二醇双缩水甘油醚环氧 |
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(6)填料 在大多数胶黏剂中加入填料是是为了提高其物理、化学性能,见表1-12。在石材加、安装中使用的胶黏剂,还应根据石材的颜色,使用的部位,以及耐候性有选择性地加入填料,还可能加入一些不破坏石材花色、色彩、质感的颜料,以求修补石材时不破坏质感,加入的颜料可选择石材染色时所用染色原料。
表1-12 能提高胶体性能和石材性能的部分填料
填料名称 |
可改变狡体性能 (或用于石材可提高其性能) |
总体要求 |
石棉纤维、玻璃纤维、铝粉、云母粉 |
提高抗冲击强度 |
不污染石材、修补胶、填充胶选择填料应尽可能与石材本身颜色接近; 加入的颜料应不氧化、不褪色、以天然矿物颜料为主; 填料的粒度在许可的情况下尽可能细,胶黏剂应至少在600目以细; 填补胶填料应越细粒越好,以免在磨加工时呈现粗、细不同的石材表面; 填料用量不应过多,以保证胶体物化性能; 液体胶的填料应与主体树脂粒度一致,以免搅拌后分层 |
石英粉、铁粉、水泥粉 |
提高抗压强度,硬度 |
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氧化铝粉、钛白粉、瓷粉 |
提高黏结力 |
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铜粉、铝粉 |
挺高耐热性 |
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石墨、硅酸镁、石英粉、二赢化钼 |
提高耐磨性 |
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不饱和聚酯、脲醛树酯 |
提高柔软性 |
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云母粉、瓷粉、石英粉 |
挺高耐电弧性 |
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高岭土、碳酸钙、硅酸铝 |
挺高抗弯性 |
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石膏粉、滑石粉 |
改良加工性能 |
(7)偶联剂 偶联剂在胶中所起到的作用是以本身分子结构中两端性质不同的基团,一端去与被黏结物反应,另一端与胶黏剂反应,以化学键的形式将被粘物与胶体紧密连接在一起,增大了粘接力,提高了粘接引强度、耐热性和耐老化性能。
石材结构性胶黏剂的配方举例
石材使用的结构性胶黏剂主要是环氧树脂胶黏剂,根据有关标准,限定为双组分组成,这是从使用便捷,现场易操作与控空制,成本低等因素上考虑的。用于石材结构性粘接的双组分环氧树脂胶黏剂配方举例见表表1-13、表1-14、表1-15。
表1-13 双组分环氧树脂胶粘剂配方举例(1)
配方 |
配方组成 |
用量/质量份 |
成分作用 |
A组分 |
711环氧树脂 |
70 |
黏料,活性大,适合快速配置固化型胶粘剂 |
712环氧树脂 |
30 |
黏料,活性大,适合快速配置固化型胶粘剂 |
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E-20环氧树脂 |
20 |
黏料,活性大,适合快速配置固化型胶粘剂 |
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聚硫橡胶 |
20 |
增韧剂,可改善胶体的脆性 |
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石英粉 |
4 |
填料,可降低成本,增加强度,减少膨胀率和收缩系数 |
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气相Sio2 |
2 |
改性剂,改善胶体流淌性 |
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B组分 |
701固化剂 |
36 |
改性胺类固化剂 |
KH-550 |
2 |
偶联剂 |
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DMP-30 |
1 |
促进剂 |
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工艺条件 |
固化条件:室温/3h;适用时间:25℃/5min |
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说明 |
由于采用活性固化剂701和771、712环氧,因此,可快速的到环氧胶粘剂,适应现场使用 |
表1-14 双组分环氧树脂胶粘剂配方举例(2)
配方 |
配方组成 |
用量/质量份 |
成分作用 |
A组分 |
环氧树脂(E-42) |
100 |
黏料:70%,夏季使用,99%冬季使用 |
或环氧树脂(E-44) |
100 |
黏料:70%,夏季使用,99%冬季使用 |
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石粉、立得粉、色粉、滑石粉 |
适量 |
填料:改性,使胶体色与石材色近似 |
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B组分 |
乙二胺 |
8~10 |
固化剂:固化主体树脂 |
注:必要时可加入稀释剂搅拌配胶
表1-15 双组分环氧树脂胶粘剂配方举例(3)
配方 |
配方组成 |
用量/质量份 |
成分作用 |
A组分 |
环氧树脂(E-44) |
120~150 |
黏料 |
色粉、立得粉、滑石粉、石粉 |
适量 |
填料 |
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B组分 |
乙二胺 |
10~12 |
固化剂 |
注:必要时可加入适量稀释剂搅拌配胶。
全文完
原创作者:侯建华 胡云林主编 《石材清洗,防护粘接与深加工》,化学工业出版社
END