石材填補性膠粘劑的種類、成分、要求

1、石材填補性膠粘劑的種類

①石材填補性粘接使用的有機膠黏劑主要有不飽和聚酯樹脂和環氧樹脂膠黏劑以及這兩類產品的改性產品。

②用於填補粘接的不飽和聚酯樹脂膠黏劑組分及應用。用於石材裝飾加工的不飽和樹脂分為雙組分、三組分和多組分，其產品依據所使用的主體樹脂狀況又分為透明膠和有色膠。用不飽和聚酯樹脂修補的裝飾石材使許多有天然缺陷的石材得到了應用，節約了資源，又增加了品種，圖4-19所示是利用不飽和樹脂將洞石——一種有孔洞大理石（學名叫凝灰石）表面填平，磨拋光亮，裝飾在中國銀行總行外牆面的效果，產品為義大利羅馬郊區的黃洞石；圖4-20所示為利用不飽和樹脂填平孔洞的西班牙洞石，裝飾在中國美術館展廳的藝術效果。近年來不飽和聚酯樹脂在裝飾石材加工、安裝、維修領域應用最廣，是石材化工膠黏劑使用量最大的一個品種。

圖4-19用填補膠填補過孔洞的羅馬洞石裝飾在中國銀行總行外牆面

圖4-20裝飾在中國美術館展廳的牆面地面的西班牙洞石均採用了填補膠進行了修整

2、不飽和聚酯膠粘劑的組分

不飽和聚酯膠粘劑的配方是由不飽和聚酯、引發劑、填料、偶聯劑等組成。

①不飽和聚酯

不飽和聚酯樹脂膠黏劑的主體樹脂，目前我國已有多種不飽和聚酯，見表4-47，但能用了石材加工、裝飾、維護方面的不飽和聚酯，主要集中在通用型的306、307上。因為石材的加工及修補後要求膠體能與石材均衡磨損，剛性較大，耐水性好（主要需冷卻水下磨、拋光、切刀割加工），所以，通用型中較柔軟、耐水性差的應不予考慮；而有良好的電性能、 耐熱性的也不適合在石材加工上使用。

而不飽聚酯樹脂中的韌性型、耐熱型、耐腐蝕型、光穩定型、阻燃型，因石材加工中要麼不需要其韌性，要麼使用石材的環境不需過多考慮高溫和腐蝕；不需要考慮光對膠體的老化，以及燃燒的可能性，加之這類聚酯的成本高、產量小，故也不適合裝飾石材應用。

表4-47 部分適合石材使用的不飽和聚酯樹脂的類型、牌號、性能與評價

② 交聯劑

乙烯類單體的混溶型是不飽和樹脂聚酯的交聯劑，使用較多的品種主要有苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯酸、甲基丙烯酸及其甲酯、鄰苯二甲酸二烯丙酯等。在裝飾石材非結構性膠黏劑的交聯劑中，目前使用最多的是苯乙烯。其廣泛的優點是與不飽和聚酯，尤其是與307牌號通用型不飽和聚酯樹脂有著很好的共聚性，成本低廉、固化速度快，與307不飽和聚酯混合後使膠體黏度明顯變小，利於裝飾石材現場施工和工廠化加工；經加工後的石材有良好的機械加工性能，使石林材物理性能有明顯提高，適於利於連續機械化加工和使用手動電動工具的裝飾裝修現場使用。但其耐熱性差，有輕微毒性、易燃，使用過程中要注意人身防護和通風。

③引發劑

過氧化物常用來引發不飽和聚酯樹脂固化，也稱其為固化劑。不同的過氧化物引起的不飽和聚酯樹脂固結的溫度和固結速度是不一樣的。通常裝飾石材板材、異型材的加工是在常溫下，尤其是裝飾施工現場，所以選擇裝飾石材使用的引發劑應選擇在低溫下操作的品種（中溫60~120℃；高溫120~50℃以上的過氧化物應不予考慮），低溫、中溫適合裝飾石材不飽和聚酯樹脂固化的過氧化物見表4-48。

表4-48 裝飾石材常用的不飽和聚酯樹脂固化的過氧化物

註：二叔丁基過氧化物、過氧苯甲酸叔丁酯，屬高溫引發劑（120～150℃)，故不考慮在石材加工、安裝、維修上採用。

④ 進劑進

為促進在室溫下固化不飽和聚酯樹脂膠黏劑，一般還應加入促進劑。

促進劑使用在裝飾石材用不飽和聚酯樹脂膠黏劑的主要產品是有機金屬化合物中的萘酸鈷和環烷酸鈷。

另外有機金屬化合物的促進劑如果與另一種促進劑進行配合與強化，可以在室溫下快速引發固化，如N,N-二甲基苯胺與環烷酸鈷的強化，這在石材裝修中的特殊快粘型膠劑中都得到了應用。

⑤ 填料

為了改變用於石材粘接膠黏劑的性能，如減少內聚合產生的內應力，減少收縮體積、減少開裂，提高粘接強度，提高膠體的硬度、提高抗壓、抗彎強度，通常要加入一些無機填料和有機高分子化合物。

無機填料的使用與改變膠體性能見表4-12，不過用於裝飾石材膠黏劑最多的是 Si02粉、Al203粉、CaC03粉以及與被修補石材一致的石粉；而有機高分子填料使用的有聚乙烯醇縮醛、聚酯酸乙烯酯等。使用其可以抵消一部分膠體體積收縮，但由於其成本較高，增加了生產工序。在作為石材填補膠或修復膠時，常常不使用，只是在對要求較高的石材表面進行機械化處理時，因對成品表面平整度要求很高時才使用。如作為外牆裝飾的洞石補洞與填平機械化修補工藝上。

⑥ 偶聯劑

加入少量偶聯劑，如有機矽烷偶聯劑，可使不飽和聚酯樹脂粘接強度提高，提高耐水、耐熱、耐老化性能。

⑦ 阻聚劑

是為了提高不飽和聚酯樹脂膠黏劑貯存的穩定性，防止因溫度，濕度氣候原因而凝案結塊。屬於游離基案合反應的陽聚劑大致有5類，見表4-49。

在裝飾石材用不飽和聚酯樹脂膠粘劑中使用較多的是苯二芬、環烷酸銅，但有些企業為節約成本不使用此類阻燃劑。

根據合成工藝與使用實踐，石材非結構膠粘劑有雙組成分，三組成分以及多組成分，而使用比較多又比較方便的是雙組分。

表4-49 游離基聚合反應的阻聚劑的主要類型

不飽和聚酯樹脂膠黏劑使用的一般要求。

由於不飽和聚酯樹脂具有黏度比較低，易浸潤被粘接材料表面，使石材與石材，石材其他金屬、非金屬物質粘接容易，粘接強度較高，膠層硬度大，使填充石材後與石材房時間差距小，顏色淺或透明，故可以作為石材透明膠或拼花膠、異型石材膠等。尤其作為填補材料用在地面、家具等上與石材磨損可以同步；配製方便，無論是在施工現場還是材工廠化加工，室溫、中溫均可固化，且不需要特別壓力，只要密實地接觸即可；價格廉、適合裝飾石材行業使用；基本原料已完全國產化，且已形成產業化，因而，在非結構性石材粘接上有很廣泛的市場。

但該膠體因分子結構特徵（無環氧），造成膠層較脆，抗衝擊性和抗壓力差，不適合結構性膠黏劑。在作為填補膠進行石材補洞等多體積使用時，膠體收縮率較大，應控制交厚度和體積，在作為填補膠時膠體會出現因內應力變化而出現的細小裂紋，如果在類似紋理的石材上（顏色也基本一致）可能影響不大，甚至相得益彰；而在其他非類似花紋的石材上，就應想法消除，包括塗抹防護劑，蠟層等，也可以通過改性來解決裂紋，另外，這類膠耐濕熱和老化性差，所以這類膠通常用在室內裝飾用大理石上，室外只有干掛石材處及背網處少量使用。如室外使用，要進行改性，改性方法一般有通過使用另外一部分不飽和樹脂使膠體險低樹脂中不飽和鍵的含量；加入適量與粘接材料膨脹係數近似的填料。

採用改性的不飽和聚酯樹脂作主體黏料，如甲基丙烯酸甲酯等，這一改性的黏料已被應用到人造合成石製作的主體粘接劑上，使人造石產品克服了許多缺點。

不飽和聚酯樹脂膠黏劑配製時，要注意引發劑（過氧化物，類似固化劑）不能直接與促進劑混合，否則會引起爆炸。切記住，應將引發劑先與不飽和樹脂均勻攪拌後，才能放入促進劑

配過的膠應及時使用，否則固結後不易清理；膠體配製時的交聯劑有少量毒性，應注意通風和防護。

除不飽和聚酯樹脂膠黏劑作為石材非結構膠以外，壞氧樹脂結構膠黏劑也可以用在非結構膠使用的方面，只不過從成本上和性能上考慮是否更經濟合理。

環氧樹脂結構膠黏劑填補、粘接石材的內容參見有關章節。

3、石材非結構粘接的膠黏劑應達到的技術要求

石材非結構粘接主要使用不飽和聚酯樹脂和環氧樹脂兩大類，依據《非結構承載用石材膠黏劑（雲石膠）》行業標準，膠要達到非結構粘接的主要性能指標應符合表4-50規定。

表4-50 非結構承載用不飽和樹脂、環氧樹脂膠粘劑主要技術指標

對一些用於石材微小細縫的滲透性填補的膠黏劑，在使用中由於加入了過多的稀釋劑（以利於滲入石材裂隙中），其性能可有所變化， 因所占石材表面積很小，又不承受荷載，實際中並不作過多要求。

全文完

原創作者：侯建華 胡云林主編 《石材清洗，防護粘接與深加工》，化學工業出版社

END