建筑胶粘剂于石材背网工艺的应用对比分析

■李小兰 ■环球石材(东莞)股份有限公司检测中心，广东 东莞 523000

天然石材是由多种矿物成分伴生并经过了长期复杂的形成过程而生成。长期的环境演变，使岩体内的金属元素多以各种化合物存在，因而它们先天有着一些自然的化学和物理上的属性，也使得天然石材存在着各种不同程度的缺陷和问题。另外，在板材加工过程中也难免会发生断裂、崩边缺角等问题造成板材缺陷。为了降低板材在搬运、后序再加工、使用过程中的破损，以及提高产品表面的装饰效果，通常需要对板材进行背面背网、正面刮胶、缺陷修补等处理。

石材产品离不开胶粘剂的使用，胶粘剂的性能直接影响着石材产品的质量，甚至危及到建筑物的安全。石材的背网工艺是指部分天然石材如大理石、石灰石、砂石等强度较低，易破碎的石材品种，为了保证其有足够的强度适应生产、加工、运输、安装和使用的过程，在石材的背面覆上一层纤维网并将胶粘剂均匀涂布于石材整个背面的加固工序。

传统石材背网工艺大量采用的是不饱和树脂胶粘剂进行背网。不饱和树脂胶粘剂是由饱和的或不饱和的二元酸与二元醇缩聚而成的线型高分子化合物溶解于单体(通常指苯乙烯)而成，亦称它为不饱和聚酯树脂。不饱和聚酯树脂是一种热固性树脂，当其在热或引发剂的作用下，可固化成为一种高分子网状聚合物。不饱和树脂胶粘剂用于石材背网工艺有其优势:(1)固化速度快;(2)粘度低，易于使用和操作;(3)颜色浅，透明性好;(4)胶体硬度高，抛光性好;(5)配制简单，成本低。不饱和树脂胶用于石材背网时，也存在一些缺陷，主要有:(1)这种胶粘剂只是涂附在石材的表面上而没有渗透效果，不会对石材的本质起到强化作用;(2)不饱和树脂胶与石材的粘接力较差，在加工过程中易脱落造成板面的损毁;(3)对于湿贴安装，安装时，大板由于背网的原因在大板与砂浆之间形成了一层隔离，且不饱和树脂胶与水泥的亲和力很差，导致石材与墙面或地面的粘接强度下降很大，引起石材后期空鼓、水斑等许多病变问题。因此，为了减少或避免这些病变，我们在湿贴安装时一般会将背网铲掉，这样既增加了施工成本，又增加了石材铲网时的破损率。(4)不饱和树脂胶粘剂在使用过程中需要另外加入引发剂、促进剂、稀释剂等，这些物质都是有强烈刺激性气味的有毒物质，不利于工人操作和环保。

环氧树酯胶粘剂也是另一大量用于石材背网工艺的胶粘剂品种。环氧树脂胶粘剂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机高分子化合物，通常被处理成液态树脂使用。由于分子结构中含有活泼的环氧基团，使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而生成具有三向网状结构的高聚物。选择适当环氧树脂和固化剂，或事先在环氧树脂中添加颜料和填料，以A、B 组分的形态按确定的比例混合使用。用于石材背网工艺的优点有:(1)粘结强度高，胶层与板材粘结部位不容易脱落;(2)渗透性能好，能渗入石材裂隙内部弥补粘合石材的部分缺陷;(3)固化时间可控性大，可室温固化也可高温固化;(4)分子量适当，粘度可调;(5)胶体固化时收缩率相对较低。同样环氧树脂胶粘剂用于石材背网时，也存在一些问题:(1)固化时间相对较长;(2)环氧胶粘剂固化最佳温度为50 度左右，流水线作业时需要烘干设备;(3)环氧树脂胶粘剂同样存在与水泥亲和力很差的原因，不能在施工中直接铺帖，一般在加工过程中，会采用加砂的工艺，增强石材背网面与水泥砂浆的粘接强度，否则石材铺贴后很大可能会出现空鼓、脱落等现象;(4)AB 组分配比相对严格;(5)环氧树脂型胶粘剂价格偏高。

水基型胶粘剂可以说是最古老的一个胶粘剂品种，古代人们全是以含有骨胶、干酪素等天然物质的水溶性高分子做胶粘剂的。水基型胶粘剂是以具有无溶剂或极少溶剂释放、环境友好、无毒、使用安全而受到重视的。近几年已有越来越多的胶粘剂厂商专门为石材行业开发出来了新型水基型胶粘剂，主要应用于石材的背网工艺。虽然部分生产商刻意放大水基型胶粘剂的贡献，而忽略了其本身强度不足，渗透性差、固化速度慢等局限性，致使水基胶粘剂还不能真正大量的应用于石材行业，但不可忽视的是水基胶粘剂有着很大的优势，是胶粘剂发展的一个必然趋势。

水基胶粘剂可分为水溶型和水分散型，通常用到的水基型胶粘剂主要是指水分散型胶粘剂。水基型胶粘剂按原料来源主要分为水基聚氨酯胶粘剂、水基丙烯酸胶粘剂、水基环氧胶粘剂、水基有机硅胶粘剂、聚醋酸乙烯类乳液胶、氯丁乳胶等。目前能用于石材行业的胶粘剂主要有水性丙烯酸类及改性丙烯酸乳液、水性聚氨酯类、水性环氧类。

水基聚氨酯胶粘剂是聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂。聚氨酯水分散体的特点是粘度与分子量无关，它具有耐低温、柔韧性、粘接性能好、胶膜物性可调节范围宽等优点，还具有性能的可设计性，胶层从柔性到刚性的任意可调，可满足不同材料间的粘合需求。水基丙烯酸型胶粘剂是指以水为分散介质，丙烯酸酯为单体的聚合物形成的胶粘剂。它是非均相体系，分子量较高，且粘度与分子量无关，丙烯酸型乳液的成本低，具有良好的机械性能，有良好的耐热性和抗湿性。水基环氧分散体系是不含有机共溶剂且与传统的环氧树脂一样，可粘合多种类型的基材，适当固化后可提高它的粘合强度和提供多种优良的性能。水基环氧分散体系不但性能优异，而且环境友好，单组分，不需要严格称量混配即可使用;被粘表面不需要干燥处理，对潮湿表面有良好的粘接性能。

水基型胶粘剂应用于石材背网工艺的主要优势:(1)水基型胶粘剂是以水为溶剂或分散介质制得，由于其不用有机溶剂，从而没有了溶剂污染，符合绿色环保的要求;(2)水基型胶粘剂与水泥砂浆有很好的亲和力，石材铺贴时加网对与水泥的粘接强度影响不大，则可以不需要将背网铲除，可以直接铺贴;(3)一般都是单组分，操作方便;(4)被粘表面不需要干燥处理;(5)价格低廉。但水基型胶粘剂用于石材背网工艺还有一些问题尚待解决，从而制约了水基胶粘剂的大量使用:(1)干燥速度慢，由于水基胶粘剂不使用固化剂，主要靠分子内极性基团产生内聚力和粘接力进行固化，由于水的挥发性较差，故水基胶粘剂干燥较慢。有时等水基胶粘剂完全固化达到强度要求需1 个月甚至更久，这样极大的影响了生产效率;(2)相较于树脂胶粘剂，水基胶粘剂的初黏性低，相对来说粘接强度要低;(3)对非极性基材润湿性差;(4)耐水性不好。

虽然水基型胶粘剂大量应用于石材行业还有待进一步研究，但是就中国当前严峻的环保形势来看，社会对胶粘剂的环保意识和健康意识日益提高，不再仅仅关注于胶粘剂的功能和应用，发展符合“环保、健康、安全”三大要求的环保型绿色胶粘剂已势在必行。水基型胶粘剂的前景非常广阔，是胶粘剂行业的必然的发展趋势，希望有更多的生产厂家参与到这个研发队伍中来，通过对基体的改性等方式解决其固化速度慢，粘接强度低等技术难题。早日迎来水基型胶粘剂等环保性胶粘剂产品的快速发展的春天。

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