建筑外墙用保温苯板胶粘接强度分析

王如会

摘 要： 建筑外墙保温苯板胶的粘接强度会影响苯板的保温效果与使用寿命，因此对建筑外墙外保温苯板胶粘接强度进行分析。选取样本材料制备苯板胶，将制备的苯板胶刮涂于建筑外墙保温苯板表面，测试环境条件对苯板胶粘接强度的影响。结果表明：长时间紫外线照射下苯板胶的黏度变高，断裂伸长率下降，粘接破坏形式为内聚破坏，具有较强的抗紫外线辐射性能；环境湿度为75%、温度为45 ℃时的苯板胶粘接强度最大，低温、低湿和高温、高湿的胶体粘接强度较低，冻融循环后，苯板胶的完全拉伸模量下降了0.06 MPa；经历6个阶段的热雨循环后，苯板胶的粘接强度下降了约17%。

關键词： 建筑外墙；保温苯板；苯板胶；粘接强度；热雨循环

中图分类号： TQ437+.1

文献标志码： A  文章编号： 1001-5922（2023）08-0053-04

Analysis of bonding strength of  insulation benzene board adhensive for building exterior wall

WANG Ruhui

（Shandong Dongfang Supervision Consulting Co.，Ltd.，Jining 272000，Shandong China）

Abstract： The bonding strength of benzene board adhesive for building external wall insulation will affect the thermal insulation effect and service life of benzene board，so the bonding strength of benzene board adhesive for building external wall insulation was analyzed.sample materials were selected to prepare benzene board adhesive，the prepared benzene board adhesive was scaped onto the surface of building exterior wall insulation benzene board，and the influence of environmental conditions were tested on the bonding strength of benzene board adhesive.The test results showed that the viscosity of the benzene board adhesive increased，the elongation at break decreased，and the form of adhesion failure was cohesive failure，it also had strong ultraviolet radiation resistance;When the ambient humidity was 75% and the temperature was 45 ℃， the adhesive strength of benzene plate was the highest;The adhesive strength decreased in both low temperature and low humidity and high temperature and high humidity;After freeze-thaw cycles，the complete tensile modulus of the styrene board adhesive decreased by 0.06 MPa;After six stages of heat and rain cycles，the bonding strength of benzene board adhesive decreased by about 17%.

Key words：  building exterior wall;thermal insulation benzene board;benzene plate adhesive;bond strength;hot rain cycle

外墙自保温系统中，通常选用苯板作为外墙材料，不需额外保温材料，可有效节约成本。

苯板是可发性聚苯乙烯经预发泡、熟化等工序制成，苯板粘贴的关键是胶粘剂的性能，粘接强度指标能够直接体现出建筑外墙外保温技术的粘接性能[1]。粘接性能不仅会影响保温板的使用寿命，还会在一定程度上对保温板的保温效果产生影响，因此研究建筑外墙外保温苯板胶粘接强度是十分有必要的。

1 实验部分

1.1 苯板胶制备原料

建筑外墙外保温苯板胶制备的原料所示。

蓖麻油多元醇，

济宁市乐天工艺品有限公司；

聚醚多元醇，重庆凯茵化工有限公司；

增强剂，

北京荣达信新技术有限公司；

控泡剂，烟台恒鑫化工科技有限公司；

相容剂，

科艾斯化学有限公司；

矿粉，灵寿县强东矿产品加工厂；

多异氰酸酯，

山东晟腾化工有限公司。

1.2 试验仪器

完成试验原料的选择后，为了得到更加精准的分析结果，对试验仪器进行选择：

粘接强度检测仪，济南精电电气设备有限公司；

动态弹性模量测定仪，

济南菱悦精密仪器有限公司；

布氏旋转粘度计，

江苏拓达精诚测试仪器有限公司；

液压万能试验机，

济南方圆实验仪器有限公司；

水-紫外线辐射试验箱，

东莞市爱佩试验设备有限公司。

1.3 苯板胶制备

以上述选择的材料为基础，按照配方进行苯板胶的制备；苯板胶的配方如表1所示。

苯板胶的具体制备过程如下：

首先，选择带有高速搅拌器的不锈钢桶，其最高转速为3 000 r/min，开始搅拌后根据苯板胶配方依次加入蓖麻油多元醇、聚醚多元醇、增强剂、抑泡剂、相容剂，然后将转速设定为2 000 r/min的转速进行搅拌20 min，搅拌时上下移动搅拌器[2-4]，在上述添加的组分混合均匀后降低转速并加入矿粉，提升转速并上下升降搅拌器令桶内组分混合均匀为浆状物，将所得浆状物置于塑料桶中密封。根据所需涂刮量，将矿粉与多异氰酸酯加入不锈钢桶，在转速高于2 000 r/min的情况下进行充分混合，令其成为均匀的胶浆，胶浆在使用过程中需要边搅边用，并在适用时间内使用完毕[5]。

1.4 测试试件制备

此次测试试件制备选择的建筑外墙外保温苯板为圣奎聚苯板，为上海圣奎塑业有限公司，密度为20 kg/m3，板厚为25 mm。苯板如图1所示。

在建筑外墙保温施工中，保温板材料的连接界面是最为薄弱的一个环节，因此为了对苯板胶的粘接强度进行有效测试，将制备的苯板胶按照施工要求均匀刮涂于苯板表面，然后与外墙砂砾层相粘贴。试件的结构原理如图2所示。

完成试件的制作后，养护7 d后进行测试研究。

2 粘接测定或表征

粘接强度：依据JC/T 547—2005进行测试，令粘接强度检测仪归零，设刀片下行的速度为20 mm/min、仰角为5°～10°。将制备所得胶浆立即涂刮在保温苯板表层，在其干燥后水平放置在设备上，令刀刃对准试验位置，分析苯板胶的粘接接缝变化状况，读取开胶出现时的设备值，运算得出粘接强度，其计算公式为：

R= X S ×103   （1）

式中： X 表示苯板胶的粘接力； S 表示苯板胶涂抹面积。

断裂伸长率：通过液压万能试验机测试苯板胶拉伸破坏后的伸长长度，并依据该结果运算断裂伸长率[6-8]，计算公式为：

δ= L 2－L 1 L 1    （2）

式中： L 1 、 L 2 分别表示苯板胶的原始、伸长后的长度。

弹性模量：经动态弹性模量测试仪获取。

冻融循环：对苯板胶进行浸水、冷冻以及冻融循环处理，设浸水的温度为22 ℃，时间为8 d；冷冻温度为-22 ℃，时间为8 d；冻融循环共8次，先冷冻15 h，然后浸水15 h。在标准环境下测试浸水、冷冻以及冻融循环后苯板胶的拉伸模量与粘接破坏面积，并对比未有任何处理的原始苯板胶。

完全拉伸模量：完全拉伸模量的计算公式为：

Θ= Δf L o－L 1    （3）

式中： Δf 表示苯板胶拉伸力的变化量， L o 表示苯板胶的极限拉伸长度。

粘接破坏面积：粘接破坏面积以粘接破坏面积占总面积的百分比来表示。

热雨循环共包括6个阶段：（1）直接测试原始苯板胶的粘接强度；（2）热雨循环25个周期后测试苯板胶的粘接强度；（3）热雨循环50个周期后测试苯板胶与水泥砂浆、保温材料的粘接强度；（4）热雨循环75个周期后测试试件2的粘接强度；（5）热雨循环75个周期，结束后再热冷循环2个周期，分别测试试件1、试件2的粘接强度；（6）热雨循环75个周期，结束后再热冷循环5个周期，分别测试试件1、试件2的粘接强度。

3 粘接强度结果分析

3.1 苯板胶的粘接性能

在室温且无底涂的情况下，测试所制备苯板胶的性状及其在保温材料界面的粘接性能，结果如表2所示。

表2可知，所制备苯板胶胶浆均无结块，可较好地完成施工，适用时间低于60 min，不粘时间最大为4 h，涂刮使用需在该时間范围内完成，胶体具有较好的柔韧性且外观不受水侵蚀发生变化，胶体粘接强度较好，与保温材料的粘接破坏界面都在保温材料层。

3.2 紫外线对苯板胶粘接性能的影响

在室温23 ℃、湿度为40%的条件下，对苯板胶展开紫外线加速老化试验，结果如表3所示。

表3可知，长时间紫外线照射下，苯板胶的黏度变高，断裂伸长率下降，粘接破坏形式为内聚破坏，说明苯板胶具有较强的抗紫外线辐射性能。

3.3  环境温度、湿度对苯板胶接结强度的影响

在其他条件固定的情况下，环境温度、湿度对苯板胶粘接强度的影响如图3所示。

通过图3可知，不同环境湿度的苯板胶的粘接强度均跟随环境温度的提升在45 ℃之前呈缓慢上升态势，在45 ℃后呈快速下降态势；环境湿度为75%、温度为45 ℃时的苯板胶粘接强度最大，低温低湿和高温高湿的胶体粘接强度较低。分析苯板胶与保温材料的粘接过程可知，低温低湿环境下，苯板胶的硫化速度较慢，其粘接强度受到限制；高温高湿环境会大幅减小苯板胶的活性、不粘时间，苯板胶的粘接性能受到影响导致施工涂刮出现困难。

当试件制备湿度、温度恒定的情况下，苯板胶的粘接性能跟随环境温度、湿度变化所受影响分别如表4、表5所示。

由表4、表5可知，本文所制备的苯板胶在不同温度、湿度环境下养护21 d后均可以实现内聚破坏，具备较好的粘接性能。

3.4 冻融循环对苯板胶粘接强度的影响

长时间冻融循环会破坏建筑外墙外保温的苯板胶粘接界面，冻融循环测试浸水、冷冻、冻融循环以及原始状态下，苯板胶的完全拉伸模量和粘接破坏面积变化情况，结果如表6所示。

由表6可知，相较于原始未处理苯板胶的完全拉伸模量0.29 MPa，冷冻的苯板胶完全拉伸模量增大，冻融循环的苯板胶完全拉伸模量下降、粘接破坏面积增加，浸水的苯板胶完全拉伸模量最小、粘接破坏面积最大。由此可见，浸水处理对苯板胶的粘接性能影响最大。

3.5 热雨循环对苯板胶粘接强度的影响

测试热雨循环对苯板胶粘接强度的影响，结果如表7所示。

由表7中可知，苯板胶的粘接强度随热雨循环的进行呈不断下降的趋势，到第6阶段其粘接强度为0.48 MPa，说明苯板胶的粘接性能较优。经历6个阶段的热雨循环后，苯板胶的粘接强度降低约17%，表示热雨循环苯板胶粘接性能的影响较大。

4 结语

分析建筑外墙外保温苯板胶粘接强度，将所制备的苯板胶刮涂于苯板表面，制备测试试件。结合研究结果显示：建筑外墙保温苯板胶具有较好的抗紫外线辐射性能，但是粘接性能容易受热雨循环与浸水情况的影响遭到破坏。

【参考文献】

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