建筑塑料制品中需要添加各種助劑, 在被加工制品的樹脂品種相同情況下, 這些助劑的品種、規(guī)格、加入量、被加入的程序和方法, 往往就決定了這種建筑塑料制品特定的功能、性能、檔次、應(yīng)用領(lǐng)域。因此, 把握建筑塑料制品的配方, 尤其是配方中各種助劑的情況, 做到合理的配方設(shè)計(jì), 是極為重要的環(huán)節(jié)。建筑用塑料制品的性能要求主要由所應(yīng)用領(lǐng)域的功能和客觀需要而定; 其配方設(shè)計(jì)則緊緊圍繞所要求的功能、性能、制造工藝和生產(chǎn)投資進(jìn)行綜合考慮。對(duì)建筑用塑料制品的功能要求很多,一般可以從幾方面來考慮。

　　1 裝飾功能

　　這些年住宅建設(shè)和裝飾裝修材料的發(fā)展和淘汰速度都很快, 能經(jīng)得起時(shí)間考驗(yàn)的建筑塑料制品既需要有優(yōu)秀的裝飾功能, 同時(shí)又要有時(shí)代流行感, 但選用的材質(zhì)必須大氣, 風(fēng)格簡(jiǎn)約。無論是用于戶外或是室內(nèi)的建筑塑料制品, 都需要具有良好的裝飾功能和品質(zhì)性能。隨著生活水準(zhǔn)及審美觀的不斷提高, 人們?cè)谶@方面的要求和能力也越來越高。為了體現(xiàn)這方面的優(yōu)勢(shì),在配方設(shè)計(jì)上需要從選用的主要被加工材質(zhì)的色系、著色性能、色牢度、流行感等建筑美學(xué)角度進(jìn)行考慮, 還要考慮與之相配合的顏料" target="_blank">顏料、填料的亮度和細(xì)度、飽和度、光澤度、風(fēng)格的協(xié)調(diào)性等。

　　由于建筑塑料制品需要長(zhǎng)期暴露在戶外或在具有紫外線的環(huán)境中, 更要考慮這些材料的抗光老化、熱老化和退色情況。具體可體現(xiàn)在以下幾方面:

　　(1) 不變色選用的樹脂、填充物、著色劑具有優(yōu)秀的抗紫外線功能和防水性, 在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)不褪色、不變色、不脫落;

　　(2) 質(zhì)樸與時(shí)代感覺同在選用的材料與建筑整體風(fēng)格有協(xié)調(diào)感、光澤和亮度符合時(shí)代感、返璞歸真感、天然質(zhì)感。

　　(3) 整體協(xié)調(diào)與簡(jiǎn)約、大氣涉及的建筑塑料制品的造型、風(fēng)格等有建筑裝飾整體協(xié)調(diào)性, 用于關(guān)鍵部位的產(chǎn)品甚至能起到畫龍點(diǎn)睛作用。

　　2 健康衛(wèi)生要求

　　健康衛(wèi)生、以人為本、環(huán)保綠色, 對(duì)環(huán)境和人無任何污染影響(包括有害氣體、有害輻射、光污染) , 無論加工、建造、施工、居住都沒有不良因素存在。這是目前建筑塑料制品必須重點(diǎn)考慮的因素。這從配方角度主要考慮選用的原材料(尤其是添加劑) 要無毒、無害、無污染。環(huán)保型建筑塑料制品的設(shè)計(jì)中需要考慮的方面很多, 下面介紹幾類環(huán)保型建筑材料用的添加劑。

　　2. 1 稀土熱穩(wěn)定劑

　　從健康綠色理念出發(fā), 建筑塑料制品的配方設(shè)計(jì)中就需要盡可能減少和杜絕以往的不健康物質(zhì)。如原先用于建筑塑料門窗的穩(wěn)定劑為鉛鹽類添加物, 對(duì)人體有害, 現(xiàn)在高檔次的住宅都提出了這些問題。因此,我們?cè)谂浞皆O(shè)計(jì)上盡可能采用對(duì)人體影響少和無影響的穩(wěn)定劑, 如稀土類穩(wěn)定劑?？捎糜诮ㄖ芰?硬PVC) 制品的稀土熱穩(wěn)定劑品種很多, 近年來在健康住宅觀念的驅(qū)使下發(fā)展也較快。主要的稀土熱穩(wěn)定劑有: 羧酸酯稀土、脂肪酸稀土、氟化稀土、硬脂酸稀土、氨基酸稀土、檸檬酸稀土等。稀土類熱穩(wěn)定劑的加入量一般為1 %～2. 5 %。由于目前純稀土PVC 的熱穩(wěn)定劑尚不能滿足熱穩(wěn)定要求, 常用的是低毒的稀土復(fù)合熱穩(wěn)定劑。

　　2. 2 天然填料

　　配合健康理念的配方設(shè)計(jì)還應(yīng)盡可能多用無機(jī)天然填充物。很多天然填充物在建筑塑料制品的配方設(shè)計(jì)中不僅滿足某些特殊的功能需要, 還大大降低了成本, 提高了制品的性價(jià)比, 增加了建筑塑料制品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。常用于建筑塑料制品的無機(jī)填充物非常多, 有各種礦粉(如石英砂、滑石粉、碳酸鈣) 及天然纖維(麻纖維、玻璃纖維等) 。天然纖維在制品的配方體系中能起很好的增韌、增強(qiáng)及提高力學(xué)性能的作用, 有一定改善耐熱性等作用。建筑塑料制品中的天然纖維加入量一般在10 %～30 %左右。

　　2. 3 廢棄物填料

　　由于建筑塑料制品一般為大面積、大體積、規(guī)模應(yīng)用的產(chǎn)品, 有時(shí)候它還是使廢棄物變?yōu)閷毑氐牧己幂d體, 這主要體現(xiàn)在許多固體工業(yè)廢棄物經(jīng)處理后作為功能性填充物。比如,可將尾礦粉體和渣、粉碎和干燥處理的植物纖維、處理過的廢舊熱塑性和熱固性塑料、廢橡膠粉體、金屬渣粉等用于建筑塑料中。只要功能設(shè)計(jì)合理、性能應(yīng)用得當(dāng), 很多工業(yè)廢棄物都可經(jīng)過處理成為建筑塑料制品配方中具有特定功能的再造新材料。如銅粉、鋁粉、礦石粉、造紙污泥纖維粉、麥秸稈、稻草、木纖維、竹纖維等植物的粉體等經(jīng)過專門處理后都是有價(jià)值的環(huán)保建筑功能材料。當(dāng)然,加入量不能過多, 一般為10 %～50 %不等, 具體視不同的建筑塑料制品的綜合理化性能要求而定。日本在這方面的工作做得非常好。

　　2. 4 抗菌防霉劑

　　建筑塑料的抗菌防霉是一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)。這里有兩方面: 一是防霉, 涂料、壁紙等裝飾性塑料建材和水性涂料的乳液較易霉變, 在配方中一定要加入防止霉變的添加劑。二是抗菌、抑菌、防菌、防病毒, 在有些特種或特殊場(chǎng)合應(yīng)用的塑料建材, 還必須考慮能抵御和殺滅細(xì)菌和病毒。

　　3 耐老化性能要求

　　建筑塑料制品大都用于戶外, 直接受紫外線照射和風(fēng)雨吹打, 因此對(duì)抗光老化、熱老化、抗氧化都有較高的要求。這就要求在建筑塑料的配方中必須加入抗老化和抗氧化的光穩(wěn)定劑。

　　3. 1 光穩(wěn)定劑與聚合物的光敏感性

　　不同的塑料對(duì)紫外光的老化敏感程度不同。

　　3. 2 光穩(wěn)定劑的種類和用途

　　可用作建筑塑料制品光穩(wěn)定劑的品種很多,主要從幾方面作用進(jìn)行配方設(shè)計(jì)。

　　3. 2. 1 起光屏蔽作用的穩(wěn)定劑

　　光穩(wěn)定劑的主要作用之一是光屏蔽。光屏蔽是防止聚合物老化的第一道防線, 主要是反射紫外光, 使其不得進(jìn)入聚合物內(nèi)部, 這些光屏蔽劑主要為一些無機(jī)填料和顏料, 常用的品種有氧化鋅、炭黑、金紅石型鈦白粉等。

　　3. 2. 2 紫外線吸收劑

　　目前建筑塑料制品中的光穩(wěn)定劑主要采用紫外光吸收劑。有代表性的紫外線吸收劑為:

　　(1) 水楊酸雙酚酯、水楊酸對(duì)叔丁基苯酯等,在光照后能使聚合物分子得到重新排列的先驅(qū)性紫外線吸收劑;

　　(2) 吸收紫外線范圍很寬的苯甲酮類紫外線吸收劑,其代表性物質(zhì)是UV- 531。這類光穩(wěn)定劑的熱穩(wěn)定性好,毒性低,對(duì)紫外線的吸收能力強(qiáng)。它的另一特點(diǎn)是有著淡黃色的著色性,加工后,制品可呈現(xiàn)出很自然的象牙色澤。其缺點(diǎn)是與聚合物之間的相容性不是很好,影響制品的綜合性和塑化程度;

　　(3) 苯并三唑類紫外線吸收劑, 如UV326、UV327。

　　3. 2. 3 光猝滅型穩(wěn)定劑

　　這類添加劑對(duì)紫外線的吸收能力很小, 但它能猝滅聚合物的活性自由基, 常用于塑料薄膜和纖維,尤其常用于聚烯烴類聚合物中。其代表性品種有光穩(wěn)定劑2002、光穩(wěn)定劑1084 等。但這類穩(wěn)定劑不適于透明度要求較高的塑料制品。

　　3. 2. 4 光老化自由基捕捉型穩(wěn)定劑

　　這類光穩(wěn)定劑也稱受阻胺類光穩(wěn)定劑, 其穩(wěn)定效能比紫外線吸收劑要高出數(shù)倍, 它可以捕獲聚合物中由于老化而產(chǎn)生的自由基, 使得聚合物可以重新保持分子的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。這類穩(wěn)定劑常用于聚烯烴類和聚氨酯類塑料制品中, 其代表性的品種有光穩(wěn)定劑944、744 等和一些亞磷酸酯類物質(zhì)。

　　3. 3 光穩(wěn)定劑的使用方法與性能效果

　　光穩(wěn)定劑在配方中的添加量只是百分之幾,但在其中的作用非常重要。一般來說,液態(tài)穩(wěn)定劑的應(yīng)用效果較好, 而且容易分散, 加工后的材質(zhì)和性能都很均勻。固體的穩(wěn)定劑大都呈粉末狀態(tài),為了保證均勻性, 顆粒較大的穩(wěn)定劑一定要進(jìn)行粉碎,最好還能與其他的助劑(如顏料" target="_blank">顏料、增塑劑等) 一起研磨成復(fù)合漿料, 然后再加入, 以利于建筑塑料制品能夠得到比較均勻的理化性能。由于穩(wěn)定劑的粒徑和密度的大小各不相同,尤其是在與其他助劑配伍后共同進(jìn)行研磨時(shí), 由于密度和比重的差異, 耐熱性能等各不相同, 故在初始研磨時(shí)研磨溫度和速度都不宜太高, 以防止穩(wěn)定劑再次結(jié)團(tuán)或發(fā)生其他不良性變狀況。另外,對(duì)有些鹽類的穩(wěn)定劑, 還應(yīng)該注意干燥保存, 以防受潮吸收水分, 從而影響其細(xì)度和加工分散均勻效果。

　　3. 4 光穩(wěn)定劑的環(huán)保性能

　　從現(xiàn)代建筑環(huán)境看, 以人為本的理念日趨受到重視, 相應(yīng)的建筑和環(huán)境法規(guī)也在不斷出臺(tái), 這就使得建筑塑料制品的環(huán)保和使用安全顯得越來越重要。光穩(wěn)定劑的環(huán)保性能還主要體現(xiàn)在建筑塑料制品所選用的光穩(wěn)定劑應(yīng)該是無毒無害的, 尤其是被應(yīng)用在室內(nèi)的建筑塑料制品, 人們對(duì)這方面的要求已經(jīng)越來越高, 要嚴(yán)格防止穩(wěn)定劑中的鉛、鎘、鋇、鉻等重金屬超出國(guó)家和國(guó)際的相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。還要防止由于不健康的填充料、顏料等引起的放射性、毒性、有害揮發(fā)氣體等污染。

　　4 阻燃性要求

　　建筑塑料制品具有阻燃性是指制品在遇到明火時(shí)會(huì)阻燃或自熄。有些聚合物本身具有自熄性,如pvc。這也是目前在建筑塑料制品中應(yīng)用聚氯乙烯材料最多的主要原因之一。但是近年來,由于環(huán)保要求越來越高, 尤其是在歐美國(guó)家, 對(duì)聚氯乙烯材料在居室內(nèi)的應(yīng)用和很多重要建筑工程領(lǐng)域的使用提出了很多限制, 從而大多改用聚烯烴塑料。但是, 由于聚烯烴材料很容易燃燒, 其使用中的阻燃性問題、阻燃劑的毒性問題、阻燃效果、使用性能和綜合經(jīng)濟(jì)效果又成了建筑塑料制品配方設(shè)計(jì)中一個(gè)很主要的問題。

　　表3 列出了一些常用阻燃劑的品種、特點(diǎn)和常見的應(yīng)用領(lǐng)域。很多無機(jī)材料和有機(jī)化合物也都可以作為塑料制品中的阻燃劑, 不同的聚合物所適合的阻燃劑的品種是不同的。

　　5 清潔性要求

　　5. 1 塑料制品的清潔性能和抗靜電能力

　　建筑塑料制品的清潔性主要表現(xiàn)在可清潔與抗污性, 而抗污性與制品的抗靜電性能有很大關(guān)系。大多數(shù)建筑塑料制品都要求有優(yōu)良的絕緣性, 尤其是應(yīng)用于電子和電器工業(yè)中的聚合物產(chǎn)品。但是, 建筑制品需要在日常生活中與人和物接觸摩擦, 高絕緣性要求從另一方面帶來了靜電的危害。由于摩擦產(chǎn)生靜電時(shí), 電阻值很高, 也很難消除。這使得建筑塑料制品的表面很容易吸附灰塵, 這大大影響了制品的美觀性能和清潔性能, 同時(shí)還會(huì)降低其透明度, 影響到應(yīng)用效果。可以用建筑塑料制品的體積電阻率和表面電阻率以及吸塵指數(shù)來衡量制品表面的帶靜電程度, 電阻值越高, 吸塵指數(shù)越高, 表面越容易積聚電荷,從而產(chǎn)生靜電。塑料的帶電性能根據(jù)體積電阻率的大小可分為5 類。用于生產(chǎn)建筑塑料制品的大多數(shù)熱塑性樹脂屬于1、2、3 類,體積電阻率較大, 這類聚合物加工時(shí)常常需要在配方中加入抗靜電劑。

　　5. 2 抗靜電劑的種類和應(yīng)用性能

　　根據(jù)使用方法, 抗靜電劑可以分為外涂型和內(nèi)添加型。外涂型抗靜電劑通過噴涂、浸涂、刷涂、輥涂等進(jìn)行表面涂敷, 具有高效、快捷、經(jīng)濟(jì)等優(yōu)點(diǎn)。但由于僅僅為表面涂敷, 摩擦接觸時(shí)間一長(zhǎng),會(huì)影響持續(xù)抗靜電效果。內(nèi)添型抗靜電劑是直接在配方中加入, 表里同質(zhì)均勻, 有長(zhǎng)效抗靜電效果,在建筑塑料制品中應(yīng)用較廣。目前常用的抗靜電劑品種有陽(yáng)離子型、陰離子型、非離子型、兩性離子型,大都以表面活性劑型為主。

　　5. 2. 1 常用的陽(yáng)離子型抗靜電劑

　　陽(yáng)離子型抗靜電劑消除靜電的效果比較明顯,缺點(diǎn)是耐熱性差。其代表品種有:

　　(1) 抗靜電劑SN外觀呈淡黃或琥珀色液狀,180 ℃開始分解,用量0. 5 %～2 % , 適用于abs、PE、PP、PET等, 特點(diǎn)是耐久性好, 可與非離子型抗靜電劑合并使用, 與人接觸無刺激性。

　　(2) 抗靜電劑LS白色結(jié)晶狀粉末, 熔點(diǎn)為100 ℃左右, 235 ℃開始分解。特點(diǎn)是靜電消除效率高, 熱穩(wěn)定性好, 加工流動(dòng)性好。常用于PVC、PS、ABS、PE、PP 等多種塑料,一般用量0. 5 %～2 % ,對(duì)皮膚有中等刺激。

　　5. 2. 2 常用的非離子型抗靜電劑

　　非離子型的抗靜電劑由于耐熱性好而被廣泛使用。

　　(1) 抗靜電劑HZ- 1外觀呈白色或白灰色粉末狀, 是羥乙基烷基胺、高級(jí)脂肪醇、二氧化硅的復(fù)配物質(zhì)。它的分解溫度大于300 ℃, 抗靜電性能很優(yōu)良。可廣泛用于PP、PE 等建筑用管材、板材。該抗靜電劑的加入量一般在0. 3 %～1 %。

　　(2) 抗靜電劑ECH烷基酰胺類物質(zhì), 淺黃色蠟狀物, 它的分解溫度大于300 ℃,用于硬質(zhì)聚氯乙烯建筑塑料制品。

　　(3) 抗靜電劑KHD - 300、KHD - 311前者是高級(jí)脂肪醇、環(huán)氧氯丙烷、單乙醇胺的縮合物, 后者是前者再加上協(xié)同劑之后的復(fù)配物,外觀呈黃色蠟狀。該抗靜電劑的抗靜電效果顯著。常用于ABS 等建筑塑料制品中,用量為2 %左右。

　　(4) LDN、LDB前者為二乙醇月桂酰胺, 外觀為淺色乳白片狀物, 后者為淺黃色粘稠狀, 屬高效非離子型抗靜電劑。常用于多種聚合物建筑塑料中。如用于LHDPE 時(shí)的用量小于0. 05 %～0. 25 %; 用于HDPE和PP 時(shí)的加入量為0. 05 %～1 % , 主要特點(diǎn)是無毒。

　　5. 2. 3 通用型抗靜電劑

　　抗靜電劑CA2 ,外觀為琥珀色液體。它屬于通用型抗靜電劑,常用于ABS 建筑塑料制品中,一般用量為0. 1 %～0. 5 % ,無毒性。

　　5. 2. 4 常用的導(dǎo)電填料

　　常用的導(dǎo)電填料主要有炭黑、石墨、各種金屬粉體等。炭黑經(jīng)常要選用高導(dǎo)電爐炭黑和乙炔炭黑。作為導(dǎo)電建筑塑料制品, 炭黑加量需要50 %;而作為一般的抗靜電劑使用時(shí), 建筑塑料制品中的炭黑加量為25 %左右。加入的抗靜電劑的實(shí)際抗靜電效果還與炭黑的粒徑及其分布情況、形狀、炭黑中的灰分含量等因素有關(guān)。粒徑越小,比表面積越大, 改變電性能的效果也越好。但是, 粒徑越小,加入和混合時(shí)的均勻性越難控制。

　　其他導(dǎo)電填充料, 包括石墨和金屬粉末, 石墨一般很少單獨(dú)作為導(dǎo)電填充料使用, 經(jīng)常與炭黑并用。常用于建筑塑料制品的金屬粉末有鎳、鋅、鐵、銅等。這些金屬粉體在改變制品的電性能的同時(shí), 還兼作為增強(qiáng)和著色功能助劑, 讓建筑塑料制品具有某種金屬的外觀, 如仿銅、仿銀制品等, 尤其適用于建筑五金和建筑裝飾制品。

　　6 輕質(zhì)性要求

　　建筑塑料制品大都要求高強(qiáng)度、輕質(zhì)量。除了選用的聚合物本身需要滿足這點(diǎn)以外, 還經(jīng)常用發(fā)泡和選用輕質(zhì)填充料的方法來降低原料的成本和減輕自重。

　　6. 1 發(fā)泡

　　將聚合物發(fā)泡是建筑塑料制品加工中常用的方法。發(fā)泡制品有很多優(yōu)點(diǎn), 可以節(jié)省成本、減少建筑物自重, 由于聚合物建筑制品很多用作裝飾裝修材料, 經(jīng)過發(fā)泡后還可增加減振、降噪、隔音、保溫等功能。

　　發(fā)泡劑是能使聚合物形成泡孔結(jié)構(gòu)而在配方中加入的一類添加劑, 通過化學(xué)發(fā)泡或物理發(fā)泡的方法使得材料在一定的工藝條件下產(chǎn)生大量氣體, 讓聚合物膨脹后變成均勻的多泡孔結(jié)構(gòu)。常用于建筑塑料制品的物理發(fā)泡劑主要是甲烷類、乙烷類、惰性氣體等。化學(xué)發(fā)泡劑又稱分解性發(fā)泡劑,是在加工溫度下使得發(fā)泡劑迅速分解,產(chǎn)生大量氣體而發(fā)泡, 代表性物質(zhì)有偶氮二甲酰胺、碳酸氫銨、亞硝基類等。

　　6. 2 輕質(zhì)填料

　　用于建筑塑料制品的填充料除了經(jīng)濟(jì)性能以外,還要考慮質(zhì)量輕。較常用的輕質(zhì)填料有輕質(zhì)碳酸鈣、蟶石、沸石、硅微粉、木粉等。

　　7 著色性要求

　　建筑塑料制品必須要有較好的著色性, 這就要在制品設(shè)計(jì)和加工時(shí), 考慮選用合理的著色劑。建筑塑料制品選用的著色劑要符合幾個(gè)原則:

　　(1) 符合建筑流行色和仿真感、鮮亮度、亞光感、柔和感、并對(duì)瑕疵有遮蓋性;

　　(2) 顏料的可加工性、和聚合物之間的相容性、分散均勻性好;

　　(3) 耐老化性,耐光照性能,熱穩(wěn)定性、耐化學(xué)性能好。

　　8 增強(qiáng)性能

　　建筑用塑料制品在不單純作為裝飾用制品時(shí), 由于結(jié)構(gòu)功能上的要求, 通常采取結(jié)構(gòu)增強(qiáng)措施。增強(qiáng)的形式和方法有多種,有整體增強(qiáng)或局部增強(qiáng),用于增強(qiáng)的品種也很多。

　　8. 1 增強(qiáng)劑的種類

　　由于建筑塑料制品擔(dān)當(dāng)一定的功用, 大都有一定的強(qiáng)度要求, 而且又要強(qiáng)調(diào)經(jīng)濟(jì)成本, 合理經(jīng)濟(jì)應(yīng)用增強(qiáng)材料是建筑塑料制品配方中最有功能性和特色的部分?？捎糜谧鳛樵鰪?qiáng)劑的物質(zhì)很多,大都是天然礦物粉末, 此外, 以經(jīng)過特殊處理的工業(yè)織物纖維如麻纖維、化纖纖維、玻璃纖維等; 一些工業(yè)廢棄物, 如植物纖維中的木纖維、竹纖維、各種農(nóng)作物秸稈纖維, 廢玻纖、造紙污泥纖維等也可用作增強(qiáng)劑。建筑塑料制品中常用的礦物增強(qiáng)劑有:石英砂、玻纖、硼纖維、碳纖維、碳酸鈣、滑石粉、晶須、云母粉等。

　　8. 2 增強(qiáng)劑的應(yīng)用特性

　　8. 2. 1 增強(qiáng)纖維

　　玻纖已經(jīng)在很多聚合物中作為增強(qiáng)劑, 有全面增加綜合力學(xué)性能和改善聚合物熱性能的功能,在建筑塑料制品中的應(yīng)用較成熟,可在PC、PP、PE、ABS、PS、PA 中提高強(qiáng)度。玻纖的缺點(diǎn)是脆性大, 柔性小, 加工后的制品表面狀況不夠細(xì)膩光滑。玻纖在建筑塑料制品中的加入量可根據(jù)制品的不同需要從5 %～40 %不等。碳纖維是目前極好的建筑補(bǔ)強(qiáng)材料, 能在多種熱塑性和熱固性樹脂中起增加強(qiáng)度、剛性、耐蠕變性能、耐磨損性能的作用, 輕質(zhì)、柔韌性好, 還具有增加導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性、隔振性、尺寸穩(wěn)定性等特點(diǎn),一般在聚合物中的加入量可以達(dá)到20 %～40 % , 可成數(shù)量級(jí)地提高PC、PP、PE、ABS、PS、PA 等的性能, 碳纖維在建筑塑料制品中應(yīng)用的局限主要是纖維本身的成本較貴。硼纖維的特點(diǎn)是密度較小,彈性模量大, 同樣加入量的硼纖維增強(qiáng)塑料的強(qiáng)度可以達(dá)到玻纖增強(qiáng)塑料的5 倍。目前,硼纖維已經(jīng)大量用于國(guó)防建設(shè)材料中。在建筑塑料制品中之所以沒有大量應(yīng)用的主要原因是價(jià)格較貴。

　　8. 2. 2 晶須

　　主要是氧化鋁、碳化硅等, 是近年來新發(fā)展的增強(qiáng)材料, 可以在很多熱塑性樹脂和熱固性樹脂中起增強(qiáng)作用, 有較大的發(fā)展空間; 鈦酸鈣纖維的特點(diǎn)是纖維細(xì)小, 對(duì)加工設(shè)備和模具的磨損小, 外觀呈白色針狀結(jié)晶體。鈦酸鈣的應(yīng)用特點(diǎn)是要用合適的偶聯(lián)劑(以硅烷偶聯(lián)劑為好) 。

　　8. 2. 3 粉末填料

　　影響聚合物填料性能的因素很多。首先是填料的形狀,填料的形狀主要有球形、片狀、粒狀、柱狀、針狀纖維等。針狀纖維的填充料對(duì)建筑塑料制品的力學(xué)性能, 尤其是抗拉強(qiáng)度的改善較為有利,但對(duì)成型加工性能有一定的影響; 相反, 圓球狀的填料會(huì)提高建筑塑料制品的成型加工性能, 但會(huì)降低基本力學(xué)性能。為了全面提高綜合性能,經(jīng)常采用多組分填料, 將兩種填料結(jié)合應(yīng)用, 以便取得綜合優(yōu)勢(shì)性能互補(bǔ)。

　　9 相容和偶聯(lián)性能

　　9. 1 偶聯(lián)劑的應(yīng)用功能

　　建筑塑料制品由于是多組分配方, 加工時(shí)要考慮各組分之間要有較好的相容性, 這就要考慮在配方中加入合理、適量的相容偶聯(lián)劑。偶聯(lián)劑其實(shí)是一種具有兩性結(jié)構(gòu)的物質(zhì), 分子中的一部分基團(tuán)具有親有機(jī)基團(tuán)的性質(zhì), 可與有機(jī)高分子材料發(fā)生反應(yīng)或?qū)崿F(xiàn)物理纏繞; 另一部分基團(tuán)具有同無機(jī)材料結(jié)合的能力, 同無機(jī)材料的表面基團(tuán)發(fā)生反應(yīng),形成化學(xué)鍵結(jié)合體系。正是偶聯(lián)劑作為橋梁將采用無機(jī)填充增強(qiáng)的建筑塑料制品中兩種性質(zhì)截然不同的物質(zhì)牢固地結(jié)合起來。

　　9. 2 偶聯(lián)劑的種類和應(yīng)用特性

　　建筑塑料制品中常用的偶聯(lián)劑品種有鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷類偶聯(lián)劑、鋁酸類偶聯(lián)劑、鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑等。其中最常用的是硅烷偶聯(lián)劑和鈦酸酯偶聯(lián)劑。

　　9. 2. 1 硅烷偶聯(lián)劑

　　這是建筑塑料中最常用的偶聯(lián)劑, 可用于高分子材料和各種無機(jī)材料的偶聯(lián), 尤其對(duì)硅酸鹽類的偶聯(lián)效果最好。不同聚合物品種對(duì)具體的硅烷偶聯(lián)劑品種要求不同。

　　9. 2. 2 鈦酸酯偶聯(lián)劑

　　在鈦酸酯偶聯(lián)劑中, 親有機(jī)的基團(tuán)通常為長(zhǎng)鏈基團(tuán), 會(huì)與聚合物鏈團(tuán)發(fā)生纏繞作用, 借助于分子間的范德華力連接在一起。這種偶聯(lián)劑特別適合于聚烯烴類樹脂, 長(zhǎng)鏈纏繞可改善應(yīng)力情況, 提高抗沖擊性能、延伸率、剪切強(qiáng)度。這種偶聯(lián)劑還能改善聚合物或復(fù)合材料的表面能, 降低熔融粘度,有助于改善聚合物的加工熔融流動(dòng)性。

　　9. 2. 3 鋁酸類偶聯(lián)劑和鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑

　　這些偶聯(lián)劑應(yīng)用不如前兩類多, 它們的優(yōu)點(diǎn)是能較好地降低熔融粘度, 提高分散均勻性; 價(jià)格較低, 充當(dāng)填充物時(shí)可較大比例地進(jìn)行填充。鈦酸酯偶聯(lián)劑還可以和硅烷偶聯(lián)劑共用, 具有協(xié)同效應(yīng)。用它對(duì)玻纖進(jìn)行偶聯(lián),可大大提高偶聯(lián)效率。影響偶聯(lián)效果的因素很多,填充劑的干燥程度、形狀、酸堿度、粒徑及其分布均勻性、比表面積、化學(xué)組分等都會(huì)直接影響偶聯(lián)效果。

　　10 結(jié)束語(yǔ)

　　建筑塑料制品作為要求規(guī)?；瘧?yīng)用、有著多重功能、對(duì)結(jié)構(gòu)性能和裝飾性能都有較高要求的聚合物制品, 隨著人們生活水準(zhǔn)和塑料加工業(yè)的不斷發(fā)展, 今后還會(huì)有更高更新更多的要求, 所有這些要求必須通過配方設(shè)計(jì)來完成, 根據(jù)不同的功能和性能要求, 建筑塑料制品的配方設(shè)計(jì)將會(huì)有不同的特點(diǎn),進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)多功能化。