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建筑装饰材料李敏BuildingDecorativeMaterials第八部分建筑装饰塑料一建筑装饰塑料的基本知识二常用建筑装饰塑料制品塑料是以合成树脂为主要成分，加入各种填充料和添加剂，在一定的温度、压力条件下塑制而成的材料。塑料与合成橡胶、合成纤维并称为三大合成高分子材料，均属于有机材料。建筑塑料在一定的温度和压力下具有较大的塑性，容易作成各种形状尺寸的制品，成型后，在常温下又能保持既得的形状和必需的强度。一般习惯将用于建筑及装饰工程中的塑料及制品称为建筑装饰塑料。目前，塑料成为继金属材料、木材等之后的重要建筑装饰材料，广泛应用于建筑与装饰工程中，有着非常广阔的发展前景。塑料可用作装修装饰材料制成塑料门窗、塑料装饰板、塑料地板等；可制成塑料管道、卫生设备以及绝热、隔音材料，如聚苯乙烯泡沫塑料等；可制成涂料，如过氯乙烯溶液涂料、增强涂料等；也可作为防水材料，如塑料防潮膜、嵌缝材料和止水带等；还可制成粘合剂、绝缘材料用于建筑及装饰工程中。•1.建筑装饰塑料及制品的组成•（1）合成树脂•合成树脂主要由碳、氢和少量的氧、氮、硫等原子以某种化学键结合而成的有机化合物。合成树脂为建筑塑料的主要成分，在塑料中的含量约为30%～60%，有的甚至更多。合成树脂在塑料中起胶粘剂的作用，能将其它材料牢固地胶结在一起。塑料的主要性能、成本和用途取决于所采用的合成树脂，故塑料常以所用的树脂命名。一建筑装饰塑料的基本知识合成树脂按受热时化学反应的不同，可分为聚合树脂（如聚氯乙烯、聚苯乙烯等）和缩聚树脂（如酚醛、环氧、聚酯等）；按受热时性能变化的不同，又可分为热塑性树脂和热固性树脂。热塑性树脂受热软化，温度升高逐渐熔融，冷却时产生硬化，这一过程可以反复进行，对性能和外观均无重大影响。聚合树脂属于热塑性树脂，热塑性树脂加工成型便利、力学性能较高，但耐热性低、刚度较小。由热塑性树脂制成的塑料为热塑性塑料。热固性树脂在加工时受热变软，但固化成型后，即使再加热也不能软化或改变其形状，只能塑制一次。缩聚树脂属于热固性树脂，热固性树脂耐热性好，刚度较大，不易变形，但物理力学性能较差，质地脆而硬。由热固性树脂制成的塑料为热固性塑料。•（2）填充料•填充料又称填料、填充剂，主要是一些化学性质不太活泼的粉状、块状或纤维状的无机化合物。填充料是塑料中不可缺少的原料，通常占塑料组成材料的40%～70%。填充料的主要作用是提高塑料的强度、硬度、耐热性等性能，同时节约树脂，降低塑料的成本。如加入玻璃纤维填充料可提高塑料的强度，加入石棉填充料可增加塑料的耐热性，加入云母填充料可增加塑料的电绝缘性，加入石墨可增加塑料的耐磨性等。常用的填充料有玻璃纤维、云母、石棉、木粉、滑石粉、石墨粉、石灰石粉、碳酸钙、陶土等。•建筑塑料中填充料的量若加得过多，会降低塑料的物理力学性能，并使加工困难，所以必须通过必要的试配，以确定最佳的填充料加入量。•（3）改性添加剂•添加剂是为了改善塑料的某些性能，以适应塑料使用或加工时的特殊要求而加入的辅助材料，常用的添加剂有增塑剂、固化剂、着色剂、稳定剂、阻燃剂、抗老化剂等。•1.增塑剂•增塑剂的主要作用是提高塑料加工时的可塑性和流动性，使其在较低的温度和压力下成型，提高塑料的弹性和韧性，改善低温脆性，但会降低塑料制品的物理力学性能和耐热性。对增塑剂的要求是不易挥发，与合成树脂的相溶性好，稳定性好，其性能的变化不得影响塑料的性质。增塑剂一般采用不易挥发、高沸点的液体有机化合物，或者是低熔点的固体，常用的增塑剂有邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲酚酯、樟脑等。•2.固化剂•固化剂又称硬化剂，是调节塑料固化速度，使树脂硬化的物质。塑料在成型前加入固化剂，才能成为坚硬的塑料制品。固化剂的种类很多，通过选择固化剂的种类和掺量，可取得所需要的固化速度和效果。常用的固化剂六亚甲基四胺、胺类、酸酐类、过氧化物等。•3.稳定剂•塑料在成型和加工使用过程中，因受热、光或氧的作用，随时间的增长会出现降解、氧化断链、交联等现象，造成塑料性能降低。加入稳定剂能使塑料长期保持工程性质，防止塑料的老化，延长塑料制品的使用寿命。如在聚丙烯塑料的加工成型中，加入碳黑作为紫外线吸收剂，能显著改变该塑料制品的耐侯性。常用的稳定剂有抗老化剂、热稳定剂等，如硬酯酸盐、铅化物及环氧树脂等。包装食品用的塑料制品，必须选用无毒性的稳定剂。4.着色剂加入着色剂的目的是使塑料制品具有特定的颜色和光泽。对着色剂的要求是：光稳定性好，在阳光作用下不易褪色；热稳定性好，分解温度要高于塑料的加工和使用温度；在树脂中易分散，不易被油、水抽提；色泽鲜艳，着色力强；没有毒性，不污染产品；不影响塑料制品的物理和力学性能。着色剂按其在着色介质中的溶解性分为染料和颜料两种。①染料染料是溶解在溶液中，靠离子或化学反应作用产生着色的化学物质。染料为有机化合物，透明度好，着色力强，色泽鲜艳，但光泽的光稳定性和化学稳定性差，受紫外线作用易分解褪色，主要用于透明的塑料制品。常见的染料制品有：酞菁兰和酞菁绿、联苯胺黄、甲苯胺红等。②颜料颜料是基本不溶的微细粉末状物质，靠自身的光谱吸收并反射特定的光谱而显色。由颜料着色的塑料制品，呈半透明或不透明性。在建筑塑料制品中，常用的是无机颜料，如碳黑、镉黄等。颜料除具有优良的着色作用外，还可作为稳定剂和填充剂来改善塑料的性能，起到一剂多能的作用。如碳黑既是颜料，又有光稳定作用；镉黄则使聚乙烯和聚丙烯对紫外线有屏蔽作用。5．抗静电剂塑料制品电绝缘性能优良，但其在加工和使用过程中由于摩擦而容易带静电。在现代建筑室内装修中所用的塑料地板和塑料地毯，由于静电的集尘作用使尘埃附着于其上而降低使用价值。为了消除此种现象，在塑料中加入抗静电剂。抗静电剂能使塑料表面形成连续相，提高了表面导电能力，使塑料能迅速放电，防止静电的积聚。常用的抗静电剂有阳离子型表面活性剂（如季胺盐类）和两性型表面活性剂（如甜菜碱）。应当注意的是，要求电绝缘的塑料制品，不能进行防静电处理。此外，为使塑料制品获得某种特殊性能，还可加入其它添加剂，如阻燃剂、润滑剂、发泡剂、防霉剂等。2.建筑装饰塑料的主要特性（1）优点建筑装饰塑料与传统的建筑装饰材料相比，具有以下一些优良的特性：1.优良的加工性能塑料可采用比较简单的方法制成各种形状的产品，如薄板、薄膜、管材、异形材料等，并可采用机械化的大规模生产。2.质量轻，比强度高塑料的密度大约为0.8～2.2g/cm3之间，是钢材的1/5，混凝土的1/3，铝的1/2，与木材相近。塑料的比强度（强度与表观密度的比值）较高，已接近或超过钢材，约为混凝土的5～15倍，是一种优良的轻质高强材料。因此，塑料及其制品不仅应用于建筑装饰工程中，而且也广泛应用于航空、航天等许多军事工程。3.绝热性好，吸声、隔音性好塑料制品的热导率小，其导热能力约为金属的1/500～1/600，混凝土的1/40，砖的1/20，泡沫塑料的热导率与空气相当，是理想的绝热材料。塑料（特别是泡沫塑料）可减小振动，降低噪音，是良好的吸声材料。4.装饰性好塑料制品不仅可以着色，而且色泽鲜艳持久，图案清晰。可通过照相制版印刷，模仿天然材料的纹理达到以假乱真的效果。还可通过电镀、热压、烫金制成各种图案和花型，使其表面具有立体感和金属的质感。•5.耐水性和耐水蒸汽性强•塑料属憎水性材料，一般吸水率和透气性很低，可用于防水、防潮工程。•6.耐化学腐蚀性好，电绝缘性好•塑料制品对酸、碱、盐等有较好的耐腐蚀性，特别适合作化工厂的门窗、地面、墙壁等。塑料一般是电的不良导体，电绝缘性好可与陶瓷、橡胶媲美。•7．功能的可设计性强•改变塑料的组成配方与生产工艺，可改变塑料的性能，生产出具有多种特殊性能的工程材料。如强度超过钢材的碳纤维复合材料；具有承重、保温、隔声的复合板材；柔软而富有弹性的密封、防水材料等。8．经济性塑料制品是消耗能源低、使用价值高的材料。生产塑料的能耗低于传统材料，其范围为63～188kJ/m3，而钢材为316kJ/m3，铝材为617kJ/m3。塑料制品在安装使用过程中，施工和维修保养费用低，有些塑料产品还具有节能效果。如塑料窗保温隔热性好，可节省空调费用；塑料管内壁光滑，输水能力比铁管高30%，节省能源十分可观。因此，广泛使用塑料及其制品有明显的经济效益和社会效益。（2）缺点建筑装饰塑料虽然具有以上许多优点，但也存在一些缺点，有待进一步改进。建筑装饰塑料的缺点主要有：1.耐热性差塑料一般受热后都会产生变形，甚至分解。一般的热塑性塑料的热变形温度仅为80～120℃，热固性塑料的耐热性较好，但一般也不超过150℃。在施工、使用和保养时，应注意这一特性。2.易燃烧塑料材料是碳、氢、氧元素组成的高分子物质，遇火时很容易燃烧。塑料的燃烧可产生以下三种灾难性的作用：①燃烧迅速，放热剧烈这种作用可使塑料或其他可燃材料猛烈燃烧，导致火焰迅速蔓延，使火势难以控制。②发烟量大，浓烟弥漫浓烟会使人产生恐惧感，加重人们的恐慌心理。同时，浓烟使人难以辩明方向，阻碍自身逃逸，也妨碍被人救援。•③生成毒气，使人窒息•塑料燃烧时放出的有毒气体使受害人在几秒或几十秒内，被毒害而丧失意识，甚至窒息死亡。近年来发生的重大火灾伤亡事故，无一不是由于毒害作用而致人死亡。•因此，塑料易燃烧的这一特性应引起人们足够的重视，在设计和工程中，应选用有阻燃性能的塑料，或采取必要的消防和防范措施。•3.刚度小、易变形•塑料的弹性模量低，只有钢材的1/10～1/20，且在荷载的长期作用下易产生蠕变，因此，塑料用作承重材料时应慎重。但在塑料中加入纤维增强材料，可大大提高其强度，甚至可超过钢材，在航天、航空结构中广泛应用。4.易老化塑料制品在阳光、大气、热及周围环境中的酸、碱、盐等的作用下，各种性能将发生劣化，甚至发生脆断、破坏等现象。这是高分子材料的一般通病，但也不是不能克服。经改进后的建筑塑料制品，其使用寿命可大大延长，如德国的塑料门窗已应用40年以上，仍完好无损；经改进的聚氯乙烯塑料管道，使用寿命比铸铁管还长。近年来，随着改性添加剂和加工工艺的不断发展，塑料制品的这些缺点也得到了很大改善，如在塑料中加入阻燃剂可使它成为具有具有自熄性和难燃性的产品等。总之，塑料制品的优点大于缺点，并且缺点是可以改进的，它必将成为今后建筑及装饰材料发展的重要品种之一。3常用建筑装饰塑料塑料按照受热时性能变化的不同，分为热塑性塑料和热固性塑料。热塑性塑料经加热成型，冷却硬化后，再经加热还具有可塑性；热固性塑料经初次加热成型并冷却固化后，再经加热也不会软化和产生塑性。常用的热塑性塑料有聚氯乙烯塑料（PVC）、聚乙烯塑料（PE）、聚丙烯塑料（PP）、聚苯乙烯塑料（PS）、有机玻璃（PMMA）等；常用的热固性塑料塑料有酚醛树脂塑料（PF）、不饱和聚酯树脂塑料（UP）、环氧树脂塑料（EP）、有机硅树脂塑料（SI）、玻璃纤维增强塑料（GRP）等。常用建筑装饰塑料的特性与用途见表所示。常用建筑装饰塑料的特性与用途名称特性用途聚氯乙烯（PVC）耐化学腐蚀性和电绝缘性优良，力学性能较好，难燃，但耐热性差有硬质、软质、轻质发泡制品，可制作地板、壁纸、管道、门窗、装饰板、防水材料、保温材料等，是建筑工程中应用最广泛的一种塑料聚乙烯（PE）柔韧性好，耐化学腐蚀性好，成型工艺好，但刚性差，易燃烧主要用于防水材料、给排水管道、绝缘材料等聚丙烯（PP）耐化学腐蚀性好，力学性能和刚性超过聚乙烯，但收缩率大，低温脆性大管道、容器、卫生洁具、耐腐蚀衬板等聚苯乙烯（PS）透明度高，机械强度高，电绝缘性好，但脆性大，耐冲击性和耐热性差主要用来制作泡沫隔热材料，也可用来制造灯具平顶板等改性聚苯乙烯（ABS）具有韧、硬、刚相均衡的力学性能，电绝缘性和耐化学腐蚀性好，尺寸稳定，但耐热性、耐侯性较差主要用于生产建筑五金和各种管材、模板、异形板等常用建筑装饰塑料的特性与用途有机玻璃（PMMA）有较好的弹性、韧性、耐老化性，耐低温性好，透明度高，易燃主要用作采光材料，可代替玻璃但性能优于玻璃酚醛树脂（PF）绝缘性和力学性能良好，耐水性、耐酸性好，