粘结技术在20世纪40年代开始得到迅速发展,与螺钉、铆钉等机械固定连接方式相比,使用粘结材料(胶粘剂)进行粘结具有如下优点:
(1)能连接同类或不同类的、软的或硬的、脆性的或韧性的、有机的或无机的各种材料,特别适用于异性材料连接。
(2)通过粘结可得到挠度小、质量轻、强度大、装配简单的结构。
(3)密封性能良好,例如用结构胶粘贴的玻璃幕墙具有优异的气密性和水密性。
(4)应力分布均匀,延长结构件寿命,例如粘结的多层板结构能避免裂纹的迅速扩展。
(5)工艺简单,生产效率高,制造成本低。
建筑用胶粘剂的主要品种有:聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂、环氧树脂胶粘剂、聚醋酸乙烯酯胶粘剂、酚醛树脂胶粘剂、聚氨酯胶粘剂、氯丁橡胶胶粘剂、丙烯酸酯胶粘剂等。[2]
聚乙烯醇缩甲醛胶粘剂(107胶)是聚乙烯醇与甲醛在酸性介质中进行缩合反应而得的一种无色透明水溶性胶体,含固量一般为10%,pH值7~8。该产品从20世纪80年代初期在我国开发应用以来,因其原料易得、价格低廉、使用方便而广泛用于建筑、装饰、涂料、纸加工、纤维加工等领域。在建筑上主要用于墙布、墙纸与墙面的粘贴,室内涂料的胶料、外墙装饰的胶料及室内地面涂层胶料。
107胶粘结性能好,粘结强度≥0.9MPa;稳定性好,在10℃以上环境中储存不发生变化,但在低温下容易成冻胶;此外还具有不燃、黏度小、价格低廉等优点;缺点是固含量低、黏度低、耐水性不够高、耐寒性不够好。此外,107胶含有大量的游离甲醛,严重危害人体健康,国家已明令禁用。
107胶的替代品是108胶(甲醛含量极低),这是一种建筑万能胶,在粘接各种涂塑壁纸、瓷砖、内墙喷涂、外墙喷涂、滚涂、刷涂、粘面、喷粘沙、水磨石等方面均大量使用。在水泥或水泥砂浆中渗入适量108胶可以显著改善砂浆的粘接性、加强弹性。用108胶制作的彩色地面光滑明亮,行走富有弹性感,有人造地板之称。
环氧树脂胶粘剂(简称环氧胶粘剂或环氧胶)由主剂(环氧树脂组分)和固化剂两大部分组成,为改善某些性能,满足不同用途还可以加入增韧剂、稀释剂、促进剂、偶联剂等辅助材料。环氧胶具有粘结力强、收缩小、稳定性高、耐化学腐蚀、电绝缘、耐水、耐油以及不含挥发性溶剂,不需加压即可固化,且固化收缩率低,耐久性好等优点。在建筑工程中,环氧胶用于钢铁制品、铝、玻璃、陶瓷、木材、塑料、皮革、水泥制品、纤维材料等多种材料的粘结,是应用最广的胶种之一。环氧树脂胶粘剂的缺点是耐热性不高,耐候性、尤其是耐紫外线性能差,对聚乙烯、聚四氟乙烯、硅树脂、硅橡胶等塑料的胶结性较差。
通常,环氧胶是以主剂和固化剂分开的双组分包装形式提供应用。在环氧树脂中配合固化剂,固化成网状结构的固化物并将两种被粘物体牢牢粘结为一整体,随时间推移,黏度上升,经过适用期达到不能使用为止。这种双组分混合使用的方法存在以下问题: