Полимерни лепила и мастики за строителни цели, PlastExpert - всичко за пластмасите и полимерите

Лепила и мастики за строителни цели

В съвременното строителство основните области на използване на полимерни лепила и мастики са следните:

1) предназначение на дизайна:

производство на дървени, метални, пластмасови конструкции;
монтаж на водопроводни и вентилационни системи в сгради; системи за захранване с гориво в строителни машини;
ремонт на възли и части на задвижващи механизми, електродвигатели, апаратура за управление и двигатели с вътрешно горене на строителни машини;
свързване на стоманобетонни елементи в сглобяема мостова конструкция.

2) закрепване на довършителни, облицовъчни, антикорозионни, топло- и звукоизолационни материали към строителни конструкции и технологично оборудване.

Състави и производство на полимерни лепила и мастики

Лепилата са отделни вещества или смеси от органични, органоелементни или неорганични съединения, които имат добра адхезия, кохезионна якост, достатъчна еластичност и издръжливост при условията на употреба и са способни да се втвърдяват, за да образуват здрави адхезивни връзки.

Основата на полимерните лепила и мастики са полимери или вещества (мономери, олигомери), които се превръщат в полимери по време на процеса на свързване.

Добавки за полимерни лепила и мастики

Съставът на полимерните лепила и мастики, в допълнение към полимерното свързващо вещество, включва също втвърдители, пълнители, пластификатори, повърхностноактивни вещества, стабилизатори, забавители на горенето, разтворители и др.

Втвърдителите са вещества, които при взаимодействие с функционалните групи на полимери на реактивни олигомери образуват мрежови полимери. Процесът на втвърдяване се извършва по време на образуването на лепилотовръзки. Съотношението на полимера и втвърдителя в лепилото трябва да бъде еквимоларно.

Втвърдителите се класифицират според естеството на действието:

втвърдители, чиито молекули са включени в структурата на получения полимер;
катализаторите ускоряват взаимодействието на олигомерите един с друг или с втвърдител, но не са включени в структурата на получения полимер;
инициаторите причиняват втвърдяване на олигомери, съдържащи ненаситени групи по механизма на радикална полимеризация.

Като втвърдители се използват полифункционални съединения като ди- и полиамини, феноли, гликоли, анхидриди на ди- и тетракарбоксилни киселини, ди- и полиизоцианати, алкоксилани и др.

Изборът на втвърдители за конкретно свързващо вещество се определя от вида на функционалните групи на втвърдяващия се олигомер. Количеството на втвърдителя и олигомера обикновено е близко до стехиометричното.

Катализаторите на втвърдяване са третични амини, киселини на Луис (епоксидни олигомери); киселини, основи (фенол-, аминоформалдехидни олигомери, полиуретани); органични метални соли, калаени и органотитаниеви съединения и др. (органосилициеви олигомери).

Инициаторите за втвърдяване са органични пероксиди, диазо съединения и др. Инициаторите за втвърдяване често се използват в комбинация с ускорители като третични амини, алкилариламин, алифатни полиамини. Количеството катализатор или инициатор в олигомера е 0,1–5%.

Пълнителите осигуряват необходимите реологични свойства на лепилото или мастика, намаляват тяхното свиване по време на втвърдяване, обединяват коефициентите на линейно разширение на полимерните филми, лепилото или мастика и субстрата, регулират електрическата и топлопроводимостта и намаляват разходите за лепила и мастики.

Като пълнители за лепила и мастикиИзползват се фино диспергирани или влакнести минерални и органични вещества: пулверизиран кварцов пясък, циментоподобни метали и техните оксиди, борни и алуминиеви нитриди, каолин и глини, фибростъкло и стъклени влакна, целулоза и др.

Пластификатори - вещества, въведени в лепилото или мастика, за да им придадат еластичност и пластичност. Пластификаторите намаляват температурата на встъкляване и течливостта на лепилото, повишават неговата устойчивост на замръзване.

Естери, полиестери и епоксидирани съединения са намерили най-голяма промишлена употреба като пластификатори.

От естерите най-често се използват производни на органични киселини (диестерни пластификатори) и ортофосфорна киселина (фосфорсъдържащи пластификатори).

Диестерните пластификатори включват:

естери на алифатни и ароматни дикарбоксилни киселини и алифатни или циклични алкохоли;
естери на наситени алифатни монокарбоксилни киселини или ненаситени монокарбоксилни киселини или ароматни монокарбоксилни киселини и алкохоли или гликоли.

Пластификаторите, съдържащи фосфор, включват естери на фосфорна киселина и алкохоли или феноли.

Полиестерните пластификатори включват полиестери с ниско молекулно тегло, получени чрез поликондензация на дикарбоксилни киселини с полиоли или трансестерификация на нисши естери на дикарбоксилни киселини с полиоли.

Епоксидираните пластификатори включват епоксидирани растителни масла и естери на мастни киселини от талово масло.

Изборът на вида и количеството на полимерния пластификатор зависи от естеството на полимера, условията на неговата обработка и експлоатация.

Повърхностноактивните вещества (ПАВ) са органични съединения, чиято адсорбция от техните разтвори води до рязко намаляване на повърхносттанапрежение на границата между разтвор и газ, течност или твърдо вещество.

Повърхностноактивните вещества се разделят на две групи, които се различават по характера на адсорбцията на дисперсните системи.

Първата група включва нискомолекулни амфифилни съединения, които се състоят от хидрофилна част, съдържаща полярни групи (–OH, –COOH, –SO3H, –OSO3H, –COOMe, –N+(CH3)3I–, –NH2) и хидрофобна част, съдържаща алифатна верига, понякога включваща ароматна.

По химични свойства повърхностноактивните вещества от тази група се класифицират на: анионни, катионни, нейонни.

Анионните повърхностноактивни вещества включват производни на карбоксилни киселини (сапуни); първични и вторични алкилсулфати; естерни сулфати на моно- и алкилбензенсулфонати; сулфо- и карбоксиетоксилати на алкохоли; аминосулфонати, амиди на сулфонови киселини; соли на перфлуорирани карбоксилни киселини и др.

RSO3Me алкил сулфати и RC6H4OSO3Me алкиларилсулфонати са най-широко използвани. Например додецил сулфат и додецил бензен сулфонат. Тези повърхностноактивни вещества имат ниска токсичност, термична стабилност и висока повърхностна активност.

От катионните повърхностноактивни вещества най-широко се използват азотсъдържащи повърхностноактивни вещества: амини и техните соли, моно- и бис-кватернерни амониеви съединения с алифатна структура, моно- и бис-кватернерни амониеви съединения с азотен атом в тетрацикличен пръстен. Най-важните от тях са съединения на пиридин, хинолин и др.

Катионните повърхностноактивни вещества намаляват повърхностното напрежение по-малко от анионните, но могат да влязат в химично взаимодействие с повърхността и да се характеризират с бактерицидни свойства.

Нейонните повърхностноактивни вещества не се дисоциират на йони във вода. Те включват различни алкохоли, етери и други.

Втората група повърхностноактивни вещества включва високомолекулни съединения, вкоито редуват хидрофилни и хидрофобни групи, равномерно разпределени по цялата дължина на полимерната верига. Например желатин, поливинилови алкохоли, казеин, полиакриламид и др.

Повърхностноактивните вещества се използват за обработка на диспергирани и влакнести пълнители, за стабилизиране на пени, емулсии, за подобряване на омокрящата способност на полимерни състави на различни субстрати, за придаване на антистатични свойства на полимерни продукти. Обикновено повърхностноактивните вещества се добавят към лепилата в количество от 0,5–2% от теглото на полимера.

Стабилизаторите са специални вещества, които намаляват скоростта на химичните процеси, водещи до стареене на полимерните лепила.

В зависимост от естеството на агресивните агенти или физичните фактори, които причиняват стареенето на полимерите, стабилизаторите се делят на антиоксиданти, светлинни стабилизатори, антиради и др.

Стабилизаторите са обект на следните изисквания: устойчивост на топлина и атмосферен кислород, съвместимост с полимера, ниска летливост от полимера по време на обработка и работа, устойчивост на излугване от полимерния продукт и липса на токсичност.

Антиоксидантите са съединения, които забавят окислителните процеси, водещи до стареене на полимерите. Антиоксидантите са способни да прекратят верижно-разклоненото окисление на полимерите. Обикновено те се въвеждат в полимера в количество от 0,1–3% тегл.

Светлинните стабилизатори са съединения, които предпазват полимерите от светлина. Светлинните стабилизатори намаляват скоростта на първичните фотохимични процеси и вторичните термични и фотохимични процеси, те обикновено се въвеждат в полимера в количество от 0,25–2%.

Антирадите са съединения, които повишават устойчивостта на полимерите към действието на йонизиращо лъчение.

Антирадите действат като "енергийни гъби", които приемат, абсорбират и разсейват енергия под формата на топлина илифлуоресценция без значителни промени. Механизмът на защитното действие на антирадите не е окончателно установен.

Най-широко приложение намират следните съединения: въглеводороди (нафталин, антрацен, фенантрен, бензантрацен); амини (производни на р-фенилендиамин, фенилнафтиламини); феноли (β-нафтол, р-метоксифенол, пиркатехин); фенотиазин и неговите производни; бензо-нафтохинони; фенил- и нафтилхинони; хидрохинон, хинхидрон; 2,5-дифенил- и 2-(1-нафтил)-3-фенилоксазоли; хидрохинолин и 2,2,4-триметил-6-фенил-1,2-дихидрохинолин и др. Анитиради се въвеждат в полимера в количество от 0,1-10 тегл.%.

Забавителите на горенето са вещества, които намаляват запалимостта на полимерните материали.

Към забавителите на горенето се налагат следните изисквания: да са съвместими с полимера и да не мигрират към повърхността; не влошават химичните и други физични свойства; не се разлагат по време на обработката и работата на полимера; да не е токсичен, да не отделя токсични продукти при горене, да намалява образуването на дим [13].

Най-разпространени за полимерите са забавителите на горенето, силно хлорираните парафини; алуминиев хидроксид; борни, фосфорни съединения; бромопроизводни на ароматни въглеводороди; смеси от соли на неорганични киселини с меламинови и фенолформалдехидни смоли; амини на никел, цинк, кобалт; амониеви карбонати и сулфати; соли на молибден, ванадий, селен; оксиди на различни метали; бромирани олигомерни продукти.

Съдържанието на забавителя на огъня се избира индивидуално за всеки тип полимер и често е 5–15% по отношение на активния елемент. Например, синтетично съединение за поликарбонати и епоксидни състави може да съдържа 12-12,5% компонент, съдържащ бром, и 2-3% антимонов триоксид. В този случай се образуват бавно изгарящи полимери с кислороден индекс.39–40%.

За да се постигне ефектът от намаляване на запалимостта, в полимера се въвеждат забавители на горенето в количество, еквивалентно на съдържанието на 20% бром, 40% хлор, 5–6% фосфор и 12–25% азот в полимера.

Разтворители - химични съединения, въведени в лепилото, за да ги преведат в състояние, удобно за нанасяне върху повърхностите, които ще бъдат залепени. Разтворителите са в състояние да разтварят полимери и адхезивни втвърдители, бързо да намокрят повърхностите, които трябва да бъдат залепени, и да позволят дифузия на полимерните молекули към техните активни центрове. Полярността на разтворителя трябва да бъде близка до полярността на разтвореното вещество.

Най-често използваните разтворители са ацетон, етилов алкохол, метилов и етилацетат, циклохексанон, метилпиролидон и др.

Класификация на лепила и мастики

В момента има няколко вида класификация на лепила и мастики:

по химическата природа на основния компонент (естествен, синтетичен);
по представяне (твърди, пастообразни, течни);
по естеството на втвърдяване (студено, горещо втвърдяване, втвърдяване с влага и др.);
по жизнеспособност (секунди, часове, месеци);
по компонент (еднокомпонентни, двукомпонентни, многокомпонентни);
чрез деформируемост (залепване твърдо, еластично);
по експлоатационни свойства (водоустойчиви, маслоустойчиви, устойчиви на корозия, със специално предназначение и др.);
според способността за лепене на определени материали (за дърво, метали, полимери и др.);
по предназначение (за строителни конструкции, за довършителни работи и др.).

Но нито един от изброените методи за класификация не може да се счита за изчерпателен, тъй като в зависимост от свойствата на залепваните материали едни и същи лепила могат да попаднат в различни класове.

Повечетоприемлива е класификацията, която се основава на разделянето на лепилата и мастиците според химическата природа и свойствата на свързващите вещества, които изграждат лепилото или мастика.

Полимерните лепила и мастици се класифицират според това дали основният компонент принадлежи към термореактивни, термопластични полимери, еластомери и термопластични еластомери.

Лепилата и мастиците на основата на термореактивни полимери (епоксидни, фенолформалдехидни, карбамидни и др.) В повечето случаи образуват здрави и топлоустойчиви лепилни съединения, които се използват в натоварени конструкции от метали и неметални материали.

Лепила и мастики на базата на термопластични полимери (поливинилацетат, полиизобутилен, поливинилалкохол и др.) Се характеризират с относително ниска топлоустойчивост, пълзене при натоварване и се използват главно за ненасилствени съединения на неметални материали.

Лепилата на основата на еластомери и термопластични еластомери са добре устойчиви на ударни и вибрационни натоварвания, повишени температури и агресивни среди. Залепват метали в силови и немощни възли.

Обяви за покупко-продажба на оборудване можете да разгледате на

Можете да обсъдите предимствата на полимерните класове и техните свойства на

Регистрирайте фирмата си в Бизнес справочника