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1、Harbin Institute of Technology精密机械设计实验报告题 目：胶接技术在建筑领域中的应用实例院 系：航天学院控制科学与工程系班 级：学 号：姓 名：指导教师：评 价：成 绩：2011年11月21日什么是胶粘技术胶粘技术是一项古老而又新颖的实用技术。近年来在国内外的发展与应用十分迅速，其 应用的领域日趋广泛，经济效益极其明显。应用胶粘技术在机械制造及再制造工程中的应用 具有简便、快速、高效、价廉、易于掌握与施工等突出的特点。它还可以解决一些其它用传 统工艺无法解决的诸多技术难题。在机械制造及再制造工程中为结构连接和维修开辟了一条 崭新的途径。目前在设备、车辆等的制造与维
2、修中儿乎没有不用胶的地方，也几乎没有不能 粘接的材料。在当今高科技迅速发展的时代，胶粘技术已成为航空航天、机械、电子、钢铁、 化工、电力电器、交通、建筑、轻工、纺织、医疗等各行业不可缺少的专门技术之一。目前，在工业发达的国家，都投入了大量人力、物力研制各种各样的新型胶粘剂。二十 世纪八十年代全世界胶粘剂的总产量已达600万吨，且每年以30万吨的速度在增长。在工 业发达的国家中，胶粘剂每人每年的平均消耗量已达5公斤以上。经过多年胶粘技术的研究与应用，开发并生产出目前具国内领先水平的奥可（AK）系 列胶粘剂与部分精细化工产品。经过多年广大用户的成功使用，深得好评。使各企业及各家 用户都获得了满意的
3、技术经济效益。胶接与粘涂技术，从其应用的领域及技术本身的特点与使用要求又可分为胶接一一即凡 能把各种材料紧密结合在一起的物质称之为胶粘剂，用胶粘剂进行连接的技术称之为胶粘技 术。表面粘涂技术一一它的特点在于以高分子有机聚合物或无机材料经特殊的组合与配方设 计，对零件表面实现某种特殊用途的固体表面涂层，从而达到防锈、防腐、耐磨、美观等功 能的一项新技术。表面粘涂技术是胶接技术的发展，但又与胶接技术密不可分，而且还有一 定的差别。一、胶粘剂及其发展胶粘剂的发展经历了一个漫长的历史过程。我国劳动人民早在几千年之前就将胶粘剂应 用于建筑、工具和工艺品等方面的制造，至今很多文物，如故宫、天坛等还保存良好
4、。到二十世纪三十年代，随着高分子合成材料的发展，出现了新一代合成胶粘剂，它比天 然胶粘剂具有更多的品种，更强的粘接性能，更好的耐久性。近二十多年来，国内外胶接与粘涂技术的发展十分迅速，胶粘剂的品种不断扩大，性能 不断提高，产量逐年剧增。主要胶种国外有的我们也有，其性能各有特点。但价格上却有明 显的差别，一般进口胶是国产胶的3 10倍。胶粘剂不仅品种、产量增加很快，而且性能 上也有了显著的提高。多年实际应用的基础上，根据有机合成树脂的特点及其存在的某些方 面的不足，进行了针对性的基材树脂改性与增韧、耐温，所生产的（AK）系列牌胶粘剂， 具有粘接强度高、耐老化、耐介质侵蚀、适应高温及超低温应用的多
5、种胶粘剂。特别是针对 我国铸造行业的发展与需求而生产的铸造缺陷修补系列胶粘剂，满足了铸造行业各种铸件各 种工况条件不同使用要求的胶粘剂，充分满足了铸造行业的迫切需求。二、胶粘技术的现状与发展前景近年来，国内外胶粘剂的发展与应用，无论是产品产量还是品种都是相当可观。美国胶 粘剂和密封胶的消耗量1982年为41亿公斤，销售额为65亿美元。到1995年到达68亿公 斤，销售额为250亿美元。十多年的消耗量增加了 65%o为了适应新的需求，世界发达国 家都在努力开发新的胶种，例如：快固化、单组份、高强度、耐高温、超低温、无溶剂、低 粘度，不污染、节能、环保、多功能胶粘剂等得到了新的发展与应用。各种类型
6、的胶粘剂虽然都有了新的发展，但最为重要的是一种结构胶粘剂一一环氧树脂 胶粘剂及环氧改性胶粘剂。它能在室温固化，高温使用。单组份环氧胶不需称量混合可直接 使用，适用于工业自动化流水生产的应用。从胶粘剂的发展来看，厌氧胶在机械制造中有着重要的作用。尤其在汽车、拖拉机、火 车等的生产中占有相当重要的地位。它可以用于螺纹等锁紧防松、装配固定、密封防漏、真 空浸渗、结构胶接等广泛的应用。第二代丙烯酸胶粘剂（SGA）是80年代发展起来的反应型结构胶粘剂。其综合性能优 异，是一种比较理想的快速高强度结构胶粘剂，近年来其发展与应用极为迅速。聚氨酯胶粘剂是一种胶接力强，应用面广的韧性胶粘剂，有单组份和双组份两个
7、类型。 目前研究与发展的主要是具有较高的耐热性和较快的固化速度新品种。氯丁胶粘剂是用量大、应用面广的弹性胶粘剂。它可以用于汽车制造、制鞋业、家具和 建筑等行业。密封堵漏胶在防漏、治漏、保护环境及设备正常运转中起着重要的作用。新一代密封堵 漏胶其性能已优于传统的密封堵漏方式，因此密封胶的研制与开发目前在国内外都很重视。目前在用胶技术方面，为了获得比较理想的胶粘效果，满足不同的使用要求，在胶粘施 工中的表面处理方法上也开始大量使用底胶。用涂底胶或利用偶联剂处理待粘表面，从而有 效地提高胶粘强度与质量，已经是非常重要的操作程序。目前在生产及维修工程中，用于结构连接的胶粘技术比重正逐步加大。为了胶粘后
8、的零 件在工作中牢固可靠，还可以采用复合技术和工艺，如：胶一焊、胶一钾、胶一螺等胶接与 机械相结合的连接方式，其效果甚好，且可以扬长避短达到理想的使用效果。在表面工程再制造中，对一些在使用中磨损量较大的油缸、轴类零件的孔、轴、平面的 尺寸恢复，使用胶粘剂进行修复也是一种行之有效的好方法。现代科学技术的发展和人类物质生活水平不断的提高，都与胶粘技术的发展有着一定的 密切关系。它不仅可以弥补传统连接技术的不足，而且本身还有独特的优异性能。因此，在 未来胶粘技术的前景与发展是十分广阔的。三、胶粘技术的特点独特的胶粘技术，具有非凡的功能，它能实现多重目的。它与传统的钾接、焊接、螺接、 键接等诸多连接方
9、式相比，具有许多突出的优点。在未来机械设备制造及其相关产业中的结 构连接中，胶粘无疑是最有发展与应用的连接方式。可以概括为以下若干特点：（1）可以连接材质、形状、厚度、大小、尺寸、相同或不同的各种材料，特别适宜连 接异质、薄壁、复杂、微小、硬脆或热敏制件。（2）它不削弱结构并避免了因钾钉孔、螺钉孔和焊点周围的热应力集中所引起的疲劳 龟裂。（3）胶接没有焊接所引起的变形翘曲，金相组织改变，硬度降低，残余应力或热冲击， 涂层破坏等不足。（4）胶接的面积大，应力分布均匀，可避免局部应力集中，从而延长使用寿命。（5）可大大简化工艺，它不要求那么高的加工精度，对复杂件可以分开加工，再胶粘组装，减少焊接后
10、的处理。(6)胶接的强度较高，具有相同面积的接头，胶接比卸接和焊接剪切强度可提高40 100%,抗疲劳强度可提高56倍。(7)胶粘不同的金属，没有电化学腐蚀的危险。(8)具有连接、密封、绝缘、防腐、防潮、减震、隔热、消声等各种功能。(9)表面光滑，外表美观。(10)不需特殊设备，施工与操作比较容易。(11)能进行特殊条件之下的连接，例如：水下胶粘，化工设备高温高压之下不停车堵 漏。石油管线的带压粘接、堵漏。易燃介质容器的修补。(12)可大大降低成本，一般钏、焊、需要多道工序，而胶粘可一次完成，且不需精加工后处理。(13)可节省能源，缩短施工周期，可解决一些关键性的技术问题。减少费用，提高效 率
11、和经济性。具有许多突出的优点，近年来在国内外得到了迅速的发展和广泛的应用。但和任何事 物一样，胶粘技术在应用中也有一定的局限性,它不可能完全代替所有传统工艺的连接方式, 因而我们应当在胶接技术的设计方案与确定时，辨证地更加有效地发挥和利用其长处，避其 短处，有时可采用复合技术从而达到最佳的施工与使用效果。四、胶接在建筑中的应用实例在建筑工也上胶粘剂主要用于结构和装饰，制造各种建筑构件，例如软木胶合板、层 压木板、层压纸板等。目前，在建筑工程上，粘接装配的用胶有：整体衬板、墙面与木框架 的粘接、带衬板的地板、天花板与木桁条的粘接、各种表面受力夹层板、胶合木顶桁架的装 配等。随着建筑的发展和墙体材
12、料的多样化，建筑功能要求不断完善，结构接缝的处理和密 封要求更加突出，如何处理建筑接缝才能达到比较满意的密封效果。选择建筑胶的基本原则 入手详细阐述了在建筑接缝设计中结构密封胶的选用。1 选择密封胶的基本原则选择时应首先考虑密封胶的以下条件：良好的防渗透性能；良好的嵌填施工性能； 与接缝基材相容不污染，有稳定的粘接性能，不发生粘附破坏，在应力集中地边角区或其 他局部区不剥离；能承受接缝位移和随位移速率变形，经反复循环变形后保持并恢复原有 性能和形状；在受力变形中不发生内聚破坏；在使用温度下不发生过度永久变形、不软 化或发粘，也不发生硬化和过度脆化；具有合理的使用寿命，足够的耐老化、耐气候性。2
13、 常见的建筑用胶粘剂2.1 壁纸、墙布用胶粘剂2.1.1 聚乙烯醇胶粘剂它是将聚乙烯醇树脂溶于水后制成的，俗称“胶水”。它的外观如白色或微黄色的絮状 物，具有芳香气味，无毒，施涂方便，能再胶合板、水泥砂浆、玻璃等材料表面涂刷。2.1.2 聚乙烯醇缩甲醛胶它又称108胶”，是以聚乙烯醇与甲醛在酸性介质中进行缩合反应而制得的一种透明 水溶液。无臭、无味、无毒，有良好的粘结性能，粘结强度可达0.9Mpa。它在常温下能长 期储存，但在低温状态下易发生冻胶。聚乙烯醇缩甲醛胶除了可用于壁纸、墙布的裱糊外, 还可用作室内外墙面、地面涂料的配置材料。在普通水泥砂浆内加入108胶后，能增加砂浆 与基层的粘结力。
14、2.1.3 聚醋酸乙烯胶粘剂又称“白乳胶”，它是由醋酸乙烯经乳液聚合而制得的一种乳白色的、带酯类芳香的乳 状胶液。它配置方便，常温下固化速度快，胶层的韧性及耐久性好，不易老化，无刺激性臭 味，可作为壁纸、墙布、防水涂料和木材的胶结材料，也可作为水泥砂浆的增强剂。2.1.4 801 胶801胶是由聚乙烯醇和甲醛在酸性介质中经缩聚反应，再经氨基化后而制得的。它是一 种微黄色或无色透明的胶体，具有无毒、不燃、无刺激性气味等特点，它的耐磨性、剥离强 度及其他性能优于108胶。2.1.5 墙纸专用胶粉（粉末壁纸胶）粉末壁纸胶是一种粉末状的固体，能再冷水中溶解，使用前将胶粉以1： 17的比例与 清水搅匀混
15、合，搅拌lOmin后形成糊状是即可使用。这种胶粘剂的粘度适中，无毒、无味、 防潮、防霉、干后无色，不污染墙纸，并具有使用方便，便于包装运输等优点。它可用于各 类基层的墙纸及墙布的粘贴。2.1.6 塑料地板胶粘剂塑料地板胶粘剂属非结构型胶粘剂，具有一定的粘结力，能将塑料地板牢固地粘结在 各类基层上，施工方便。它对塑料地板无溶解或溶胀作用，能保证塑料地板粘结后的平整程 度，并有一定的耐热性、耐水性和储存稳定性。常用的塑料地板胶粘剂有聚醋酸乙烯类、合 成橡胶类、聚氨酯类、环氧树脂类等。2.2 瓷砖、大理石胶粘剂2.2.1 AH-03大理石胶粘剂AH-03大理石胶粘剂是由环氧树脂等多种高分子合成材料组
16、成的基材，再添加适量的 增稠剂、乳化剂、防腐剂、交联剂及填料等配制成单组份白色的膏状胶粘剂。它具有粘结强 度高、耐水、耐气候、使用方便等特性，适用于大理石、花岗石、马赛克、陶瓷面砖等于水 泥基层的粘结。2.2.2 TAM型通用瓷砖胶粘剂TAM型通用瓷砖胶粘剂是以水泥为基材，用聚合物改性材料等掺加而成的一种白色或 灰色粉末。在使用时只需加水即能获得粘稠的胶浆。它具有耐水、耐久性好，操作方便，价 格低廉等特点。TAM型通用瓷砖胶粘剂适用于在混凝土、砂浆基层和石膏板的表面粘贴瓷 砖、马赛克、天然和人造石材等块料。用这种胶粘剂在瓷砖固定5min以后再旋转而不会 影响它的粘结强度。2.2.3 TAG型瓷
17、砖勾缝剂TAG型瓷砖勾缝剂是一种粉末状的物质，有各种颜色，能与各种类型的瓷砖相适应， 是瓷砖胶粘剂的配套材料，能保证勾缝宽度在3mm一下不开裂。它具有良好的耐水性，在 诸如游泳池等有防水要求的瓷砖勾缝中是一种理想的勾缝材料。2.2.4 TAS型高强度耐水瓷砖胶粘剂TAS型高强度耐水瓷砖胶粘剂是一种双组份的高强度耐水瓷砖胶粘剂，具有耐水、耐 气候以及耐多种化学物质侵蚀等特点，可用于厨房、浴室、卫生间等场所的瓷砖粘贴。它的 强度较高，室温28d后，其抗剪强度大于ZOMpa,可在混凝土、钢材、玻璃、木材等材料 的表面粘贴墙面砖和地面砖。另外还有一种SG-8407胶粘剂，可改善水泥砂浆粘结力提高水泥砂
18、浆的防水性能，适 用于在水泥砂浆、混凝土等基层表面上粘贴瓷砖、马赛克等材料。2.3 玻璃、有机玻璃类专用胶粘剂2.3.1 AE丙烯酸酯胶AE丙烯酸酯胶是无色透明粘稠液体，可在室温条件下快速固化，一般在48h内即可 完成固化。固化后它的透光率和光线的折射系数与有机玻璃材料基本相同。AE丙烯酸酯胶 无毒、操作简便、粘结力强，在有机玻璃之间使用这种胶粘剂后，其抗剪强度大于6.2MPa。 它有AE-01型和AE-02型两种类型。AE-01型适用于有机玻璃、ABS塑料、丙烯酸酯类共 聚物等材料的粘结。AE02型适用于有机玻璃、无机玻璃和玻璃钢等地粘结。2.3.2 聚乙烯醇缩丁醛胶粘剂聚乙烯醇缩丁醛胶粘剂
19、是以聚乙烯醇在酸性催化剂存在的情况下与丁醛发生反应生成 的。它具有粘结力强、抗水、耐潮和耐腐蚀性良好等特点。玻璃在粘结后的透光率、耐老化 性能和耐冲击性能较好，适用于各类玻璃的粘结。2.3.3 玻璃胶玻璃胶是一种透明的或不透明的膏状体，有浓烈的醋酸气味，微溶于酒精，不溶于其 他溶剂，抗冲击、耐水、柔韧性好，适用于玻璃门窗、橱窗、幕墙等玻璃粘结及接缝，以及 其他防水防潮场所材料的粘结。施工时应及时清理胶迹，否则玻璃胶干燥后难以清除。2.4 塑料薄膜胶粘剂2.4.1 BH-415 胶粘剂BH-415胶粘剂的最低成膜温度为2,储存期一般为6个月，有一定的耐热性、耐热 蠕变性及耐久性，它的初粘性能好。
20、主要用于PVC （硬质、半硬质、软质）塑料膜片与胶 合板、刨花板、纤维板等木制品的粘合，PVC塑料薄膜与印刷纸的结合，PVC与聚氨酯泡 沫塑料的粘合等。2.4.2 641软质聚氯乙烯胶粘剂641软质聚氯乙烯胶粘剂可用于粘合聚氯乙烯薄膜、软片等材料，也可用于聚氯乙烯材 料的印花、印字等。2.4.3 920胶粘剂920胶粘剂适用于粘结聚氯乙烯薄膜、泡沫塑料、硬PVC塑料板、人造革等，但要注 意在避光、干燥处保存，并采取防火措施，因为920胶粘剂是易燃品。2.5 竹木类专用胶粘剂麻醛树脂类胶粘剂是竹木类胶粘剂中使用较多的一类，它是由尿素与甲醛经缩聚而成 的。其品种主要有：531胭醛树脂胶、563胭醛
21、树脂胶、5001胭醛树脂胶。531胭醛树脂胶， 可在室温或加热条件下进行固化；563版醛树脂胶在室温条件下经8h或在加热到110并持 续57min时固化；5001胭醛树脂胶使用时须加入工业氯化胶水溶液（浓度为20%）,在常 温下或加热时即能进行固化。麻醛树脂类胶粘剂具有无色、耐光性好、毒性小、价格低廉等 特点，广泛用于木材、竹材、胶合板及其它木质材料的粘结2.6 多用途胶粘剂2.6.1 4115建筑胶粘剂4115建筑胶粘剂是以溶液聚合的聚醋酸乙烯为基料，配以无机填料经机械作用而制成 的一种常温固化的单组份胶粘剂。它的固体含量较高，达60%70%,因而它的外观看上去 像一种灰色膏状的粘稠物质，它
22、的收缩率低、挥发快、粘结力强、防水抗冻、无污染、施工 方便。4115建筑胶粘剂对多种微孔建筑材料有良好的粘结性能，可用于会议室、商店、工 厂、学校、民用住宅中的顶棚、壁板、地板、门窗、灯座、衣钩、挂镜线等地粘贴。常用作 木材与木材、木材与玻璃纤维增强水泥板、木材与混凝土、纸面石膏板之间、水泥刨花板之 间的粘结。2.6.2 6202建筑胶粘剂6202建筑胶粘剂是常温固化的双组份无溶剂触变环氧型胶粘剂。它的粘结力强，固化 收缩小、不流淌、粘合面广，常用语水泥砂浆之间、混凝土之间及木材、钢材、塑料之间的 粘结。使用方便、安全、易清洗。可用于建筑五金的安装，电器的安装，及不适合打钉的水 泥墙面使用。2
23、.6.3 SG791建筑胶粘剂SG791建筑胶粘剂是以聚醋酸乙烯酯和建筑石膏调制而成的，使用方便，粘结强度高， 适用于各种无机轻型墙板、天花板的粘接与嵌缝，如纸面石膏板、石膏空心条板、加气混凝 土条板、矿棉吸声板、石膏装饰板、菱苦土版等自身粘结，以及与混凝土墙面、砖墙面、石 棉水泥板之间的粘结。2.6.4 914室温快速固化环氧胶粘剂914室温快速固化环氧胶粘剂是由新型环氧树脂和新型胺类经固化而组成的，分为A、 B两组份，具有粘结强度高、耐热、耐水、耐油、耐冷热水冲洗等特点，固化速度较快，25 时经3h后即可固化。可用于金属、陶瓷、木材、塑料等地粘结。2.6.5 Y-1压敏胶Y-1压敏胶是由聚异丁烯橡胶和菇烯树脂所组成的压敏型胶粘剂，该胶粘剂覆贴或涂布 在被粘物上时，用手指的压力即可将被粘物粘在一起，当被粘物被拉开后，仍可用手指压力 将压敏胶粘合在被粘物上，并可反复使用。压敏胶可用于粘合聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、 聚酯薄膜、各种金属箔等，以及金属材料与分金属材料之间的粘合。