粘結料

粘結技術在20世紀40年代開始得到迅速發展，與螺釘、鉚釘等機械固定連接方式相比，使用粘結材料（膠粘劑）進行粘結具有如下優點：

（1）能連接同類或不同類的、軟的或硬的、脆性的或韌性的、有機的或無機的各種材料，特別適用於異性材料連接。

（2）通過粘結可得到撓度小、質量輕、強度大、裝配簡單的結構。

（3）密封性能良好，例如用結構膠粘貼的玻璃幕牆具有優異的氣密性和水密性。

（4）應力分佈均勻，延長結構件壽命，例如粘結的多層板結構能避免裂紋的迅速擴展。

（5）工藝簡單，生產效率高，製造成本低。

建築用膠粘劑的主要品種有：聚乙烯醇縮甲醛膠粘劑、環氧樹脂膠粘劑、聚醋酸乙烯酯膠粘劑、酚醛樹脂膠粘劑、聚氨酯膠粘劑、氯丁橡膠膠粘劑、丙烯酸酯膠粘劑等。 ^[2] 

聚乙烯醇縮甲醛膠粘劑（107膠）是聚乙烯醇與甲醛在酸性介質中進行縮合反應而得的一種無色透明水溶性膠體，含固量一般為10%，pH值7～8。該產品從20世紀80年代初期在我國開發應用以來，因其原料易得、價格低廉、使用方便而廣泛用於建築、裝飾、塗料、紙加工、纖維加工等領域。在建築上主要用於牆布、牆紙與牆面的粘貼，室內塗料的膠料、外牆裝飾的膠料及室內地面塗層膠料。

107膠粘結性能好，粘結強度≥0.9MPa；穩定性好，在10℃以上環境中儲存不發生變化，但在低温下容易成凍膠；此外還具有不燃、黏度小、價格低廉等優點；缺點是固含量低、黏度低、耐水性不夠高、耐寒性不夠好。此外，107膠含有大量的遊離甲醛，嚴重危害人體健康，國家已明令禁用。

107膠的替代品是108膠（甲醛含量極低），這是一種建築萬能膠，在粘接各種塗塑壁紙、瓷磚、內牆噴塗、外牆噴塗、滾塗、刷塗、粘面、噴粘沙、水磨石等方面均大量使用。在水泥或水泥砂漿中滲入適量108膠可以顯著改善砂漿的粘接性、加強彈性。用108膠製作的彩色地面光滑明亮，行走富有彈性感，有人造地板之稱。

環氧樹脂膠粘劑（簡稱環氧膠粘劑或環氧膠）由主劑（環氧樹脂組分）和固化劑兩大部分組成，為改善某些性能，滿足不同用途還可以加入增韌劑、稀釋劑、促進劑、偶聯劑等輔助材料。環氧膠具有粘結力強、收縮小、穩定性高、耐化學腐蝕、電絕緣、耐水、耐油以及不含揮發性溶劑，不需加壓即可固化，且固化收縮率低，耐久性好等優點。在建築工程中，環氧膠用於鋼鐵製品、鋁、玻璃、陶瓷、木材、塑料、皮革、水泥製品、纖維材料等多種材料的粘結，是應用最廣的膠種之一。環氧樹脂膠粘劑的缺點是耐熱性不高，耐候性、尤其是耐紫外線性能差，對聚乙烯、聚四氟乙烯、硅樹脂、硅橡膠等塑料的膠結性較差。

通常，環氧膠是以主劑和固化劑分開的雙組分包裝形式提供應用。在環氧樹脂中配合固化劑，固化成網狀結構的固化物並將兩種被粘物體牢牢粘結為一整體，隨時間推移，黏度上升，經過適用期達到不能使用為止。這種雙組分混合使用的方法存在以下問題：

（1）增加了包裝和貯運的麻煩；

（2）雙組分膠粘劑使用時，混合比例的準確性和均一性將影響粘接強度；

（3）在樹脂和固化劑混合後使用時間短；

（4）配置的膠液若不能及時用完會造成浪費；

（5）由於黏度隨時間上升，改變了操作工藝性，不能用於自動粘接。

聚醋酸乙烯酯膠粘劑又稱白乳膠，是由醋酸乙烯單體經聚合反應而得到的一種白色、黏稠液體熱塑性膠，含固量一般為50%，pH值4～6。

白乳膠價格低廉、配製方便、固化較快、生產容易、使用方便、粘接強度高、無毒無害、無環境污染、不易燃易爆。缺點是耐寒性和耐熱性比較差，最佳使用温度為20～50℃，低温使用時乳液易凍結破乳發生凝結；耐機械穩定性差，儲存期較短；乳液成膜固化後質脆，耐衝擊性差，且容易開裂，即韌性差。

白乳膠屬於通用型膠粘劑，內聚力低，主要用於承受力不太大的膠結中，如木材加工、建築裝潢、織物粘合、包裝材料、印刷裝訂等領域中多孔材料的粘接。建築工程中廣泛用於粘結各種牆紙、木材、皮革等，也可以加入水泥等填料後用來粘結混凝土、水泥製品、玻璃、陶瓷等。

酚醛樹脂膠粘劑（簡稱酚醛膠）是以酚醛樹脂為基料配製而成的，具有優良的耐熱性、耐老化性、耐水性、耐溶劑性、電絕緣性以及很高的粘結強度。酚醛樹脂膠粘劑需高温、高壓固化，固化時氣味較大，所以通常用其他高分子化合物改性後使用。

未改性酚醛膠主要用於膠粘木材，製造耐水膠合板、航空膠合板、船舶板、車廂板、高級刨花板等，還可生產鎂碳耐高温磚。改性酚醛樹脂膠粘劑用作結構膠粘劑，粘接金屬與非金屬，製造蜂窩結構、剎車片、砂輪、複合材料等。改性酚醛樹脂膠粘劑的不足之處是耐水、耐潮性能較差，耐久性也不理想，主要用於臨時性粘結，如定位用等，以及非結構粘結，不宜大面積使用；較脆、剝落強度低，粘結剛性材料時不耐震動和衝擊。

聚氨酯膠粘劑（簡稱聚氨酯膠）是以多異氰酸酯或聚氨甲酸酯為基料的一類粘合劑，因為異氰酸酯基和氨酯基的極性、化學活潑性很強，因此，有着良好的化學粘接力。聚氨酯膠可以粘結多孔性材料，如泡沫塑料、陶瓷、木材、織物等，還可以粘接多種金屬、無機材料、塑料、橡膠和皮革等，是一種適用範圍很廣的膠粘劑。

聚氨酯膠具有優良的耐水、耐低温、耐臭氧和防黴菌性、柔韌性好、粘結強度大、可在常温下固化。缺點是耐高温性較差，所含異氰酸酯基具有毒性、易揮發、氣味大、固化較慢。

聚氨酯膠粘劑按使用方式可分為單組分和雙組分兩種。單組分聚氨酯膠粘劑較雙組分的明顯優點是：其使用不需進行化學計量計算，而且不需要添加其他交聯劑，只利用空氣和基材表面的水就可以固化產生粘結作用，因此，在建築上使用比較普遍。雙組分聚氨酯膠粘劑通常由甲、乙兩個組分組成，使用前按一定的比例配製即可；通常可室温固化，也可以加熱固化；其最終粘合強度比單組分膠粘劑大，可以滿足結構膠粘劑的要求。

氯丁橡膠膠粘劑（簡稱氯丁膠），是以氯丁橡膠為基料，另加入其他樹脂、增稠劑、填料等配製而成。氯丁膠也是應用較廣的膠種之一，建築上常用在水泥混凝土、水泥砂漿地面上，以及牆面上粘貼塑料或橡膠製品等。

氯丁膠的主要優點是：

（1）主體材料本身具有彈性高、柔性好的特點，因此，膠層有很好的可撓曲性、抗震和抗蠕變性，可適應動態條件下的粘合和不同膨脹係數材料之間的粘合；

（2）固化速度快，粘合後內聚力迅速提高，初粘力高；

（3）氯丁膠由於極性強，對大多數材料都有良好的粘合力；

（4）具有較好的耐燃性、耐油性和耐溶劑性。

氯丁膠的缺點是強度不高、耐熱性也不太好、具有徐變性、易老化、低温性能不良、耐寒性較差（使用温度要求在10℃以上）。此外，有研究顯示，接觸氯丁膠的工人會發生接觸性皮膚色素消失；膠或者蒸汽易刺激眼睛和呼吸道，長時間吸入可發生肺部疾患、影響神經系統、損害肝臟等。鑑於氯丁膠不滿足環保需要，其發展將受到很大制約。

丙烯酸酯膠粘劑在20世紀70年代被推出，由於丙烯酸酯聚合物是飽和化合物，所以對熱、光化學、氧化分解具有良好的耐受性，即穩定性好。另外，因具有與其他許多乙烯基單體容易共聚的特性，所以可以改善聚合物的物性，並且丙烯酸酯可由乳液、溶液、懸浮聚合法進行均聚及共聚。

丙烯酸類膠粘劑原料來源廣泛、容易製備、耐久性好、低温性能好、粘接性能好、粘附力強、耐紫外光、耐老化、保色性能好、基本無毒無污染、製造及貯運時無火災危險。

改性丙烯酸酯膠粘劑以其優異的性能佔據了較大的市場。與環氧膠、聚氨酯膠等其他膠種相比較，其主要優勢為：

（1）室温快速固化，一般為幾分鐘至幾十分鐘；

（2）可以低温固化，甚至可以在0。C以下固化；

（3）適用於大多數金屬和非金屬材料的粘接；

（4）對於被粘接材料的表面處理要求不嚴格，甚至可以油麪粘接；

（5）對雙組分的混合比例要求不嚴格；

（6）粘接強度高。

改性丙烯酸酯膠粘劑存在的問題是：固化速度快、耐熱性和耐候性不夠理想、有氣味和毒性。近年來，國內外開展了大量研究工作，不斷開發新產品，使改性丙烯酸酯膠的性能有了明顯的改善：固化速度短至十幾秒鐘，慢的長至180min；耐熱性可達到200℃；脆性有所改善，衝擊強度達到14.8J/cm²；開發了無味產品。 ^[2] 

王立久，艾紅梅主編；王寶民，曹明莉，楊大令副主編,新型屋面材料,中國建材工業出版社,2012.10,120-123

王立久，艾紅梅主編；王寶民，曹明莉，楊大令副主編,新型屋面材料,中國建材工業出版社,2012.10,第122頁

王立久，艾紅梅主編；王寶民，曹明莉，楊大令副主編,新型屋面材料,中國建材工業出版社,2012.10,第121頁

王立久，艾紅梅主編；王寶民，曹明莉，楊大令副主編,新型屋面材料,中國建材工業出版社,2012.10,第120頁