.贺曼罗(中科院大连化学物理研究所,辽宁省大连市,116012)


1　概述
建筑业的发展为包括建筑胶粘剂在内的化学建材开拓了广阔的发展空间。据统计,1996年我国建筑胶的销售量达40万ｔ,占合成胶粘剂总量的30%左右。预计2000年此值将达60万ｔ。其中建筑结构胶的比重逐年增加,以粘钢加固用结构胶为例,1996年约2000ｔ,1997年为3000ｔ,1998年达5000ｔ。建筑胶应用领域也在不断扩大,从一般建筑物补强加固到高层建筑抗震改造,公路修补,桥梁加固等领域的应用均在快速发展。

2　我国建筑胶的发展
历程自1958年我国开始生产环氧树脂之后,很快就应用于制造环氧砂浆,灌封材料和防腐工程中。但环氧结构胶系统的开发研究还是从70年代末期开始的。1980年建设部下达了“建筑结构胶粘剂及应用技术”的课题,由大连化学物理所和辽宁建科所共同承担。该项目1983年通过了部级鉴定并投入使用。由于建筑结构胶在粘钢加固工艺中显示出许多优点而倍受用户欢迎。除大连化学物理所继续其开发外,从80年代末至今又有许多单位投入结构胶的研究开发中。如冶金部建研总院、鞍钢、马钢、苏州混凝土所、上海汇丽公司,北京建工学院等,目前产品已达50余种。表1列出了部分建筑胶牌号及开发单位。




　　我国建筑胶起步较晚,但发展很快。建筑胶的数量品种已可基本满足用户需要。另外,建筑结构胶的施工新工艺也不断涌现,如锚杆工艺,顶栅机械密封灌注工艺,碳纤维、氯纶纤维粘接加固工艺等。还制定了一些应用技术规范,使应用技术日臻成熟。关于建筑胶的国内外技术交流日趋活跃,市场竞争日益激烈。

3　建筑结构胶的组成及性能
对建筑结构胶的基本要求是:(1)　强度高,剪切强度应不小于18ＭＰａ,拉伸强度不小于30ＭＰａ,不均匀扯离强度不小于2 5ｋＮ·ｍｍ-1;(2)　胶粘剂固化产物机械性能优良,如压缩强度不小于80ＭＰａ,拉伸强度不小于25ＭＰａ,弹性模量不小于700ＭＰａ;(3)　耐化学介质、耐老化性能优良;(4)　施工性能优良;(5)　价格适中。

3.1　建筑胶主粘料的改性
多数建筑结构胶的主粘料仍是双酚Ａ环氧树脂,或改性双酚Ａ环氧树脂。例如,为提高耐温性,可用氨基环氧树脂、多官能环氧树脂和酚醛环氧树脂改性。将双酚Ａ环氧树脂进行羟基化改性,可提高其低温活性,配以低温固化剂可以在-15℃施工和固化。例如ＨＹ-82低温建筑胶在-15℃施工,28ｄ之后粘接强度(木-木)为9 9ＭＰａ。以下介绍几种改性环氧型建筑结构胶的性能。(1)　环氧-丁腈结构胶　现在多数使用低分子质量液体丁腈橡胶改性,如分子质量3000以下的丁腈-40,也有用无规羧基丁腈橡胶改性的。为了使改性环氧可以室温固化,往往需要把环氧树脂和丁腈橡胶在催化剂存在下进行预聚合,然后再与其他组分混合为甲组分,使用前加固化剂。丁腈改性环氧胶强度为:钢-钢,剪切强度16～19ＭＰａ,拉伸强度30～31ＭＰａ。(2)　聚硫橡胶改性环氧胶　可用分子质量2000～3000的液态聚硫橡胶对环氧树脂改性,表2是该类胶的典型性能。(3)　用其他改性剂改性环氧结构胶。可选用长链聚醚、聚酯多元醇对环氧改性。但耐疲劳、耐温性稍差。将数种改性剂混合使用有时会得到比单一改性剂更佳的效果。




各种改性剂加入量须通过配方设计和实验确定。
3.2　建筑结构胶固化剂
建筑胶所用固化剂有2类。其一是聚合物型固化剂,如低分子聚酰胺,但其耐温性较差。另一类是改性胺类,这一类国内品种较多。为满足某些特殊需要而开发的其他固化剂包括:水下固化剂,如酮亚胺702,Ｔ31,810,ＭＡ,ＷＬ-1等;其他尚有低温用固化剂、快速固化剂等。

3 3　建筑结构胶的其他组分
填料是结构胶的重要组分之一。它不但可降低胶的成本而且还可改善胶的性能。建筑胶用的最多的填料是石英砂,它不但价廉易得而且与混凝土亲合性好,可提高粘接强度。其他常用填料还有白水泥、滑石粉等。偶联剂也是建筑胶常用的组分之一。最常用的是硅烷偶联剂。建筑施工中有时要求胶粘剂具有触变性。常用的触变剂有气相白炭黑、有机陶土、聚氯乙烯粉等。另外还可能需要加入防老剂、抗氧化剂、流平剂、颜料等辅助成分。

4　建筑结构胶的发展方向
1)　现有的许多建筑结构胶应降低固化物的线胀系数,增加其弹性模量,这样胶层才能更好地与混凝土和钢件性能匹配;其次,提高胶粘剂在高负荷下耐久性和可靠性也是重要课题之一;第三,提高胶层的耐湿性。
(2)　建筑胶应向专业化、系列化方向发展。目前的建筑胶多为普通型,缺乏独具特色的专用胶种。例如,150℃时剪切强度不小于18ＭＰａ的胶种,可在-20℃较快固化的胶种,以及高强度乳液型胶等。
(3)　开发施工设备和工具　目前我国施工设备和工具落后,限制了建筑胶的推广应用。我们应尽快解决此问题。(4)　规范原料来源和性能指标,制定建筑胶的国家标准。