粘合劑PK密封劑用瀝青乳液那種更好?
柏油或瀝青材料已經在粘合劑和密封劑中有著多年的廣泛應用。實際上,由於柏油或瀝青塗料具有防水性能,因此早在公元前6000年前就已經在建築物中用作熱熔型塗料。 (許多人認為,遠古城市迦太基就是由於在建築中大肆使用瀝青塗料而被大火燒毀的。)現在,瀝青粘合劑和密封劑仍然有著廣泛的應用。由於添加劑和改性劑的使用,這類材料的效用和使用壽命有了顯著的增加;並且隨著低溫應用配方的發展,這類材料的應用參數變得更為簡單。

現在形成瀝青粘合劑配方的方法有兩種,並且通過這兩種配方形成的粘合劑都可以在低溫條件下進行應用:(1)稀釋型或溶劑型和(2)水性乳液。廣泛使用的有用的產品都是按照上述兩種方法生產出來的,並且每種類型產品都有其自身的特點和用途。現代瀝青乳液具有更高的安全性和改善的環境性能,並且這類乳液的終端使用性能與熱熔型或溶劑型瀝青乳液的終端使用性能十分的類似。

普通的應用主要是利用瀝青材料的固有優點。瀝青材料的固有優點包括:防水性、粘合性、密封性、耐化學腐蝕性以及阻燃性。除了上述性質之外,瀝青類粘合劑和密封劑的主要優點之一是它們具有低的成本。瀝青的成本遠遠低於合成的聚合物和樹脂的相應值。

本文將介紹瀝青乳液在粘合劑和密封劑中的應用。本文首先將就瀝青的性能進行大體的回顧,然後會重點介紹水性乳液的性質。並且本文將就瀝青乳液的生產方法、配方方法以及商業應用進行討論。

什麼是柏油/瀝青材料?

對於絕大多數的基礎配方而言,簡單地講,粘合劑最終的顏色是由與終產品結合在一起的組成成分的顏色所決定的。這種方法看似只能用於低技術要求的應用中,但是實際上這種方法可以形成一些有用的視覺指示劑來表示粘合劑的功能性。例如,如果粘合劑中富含具有熱傳導性的鐵氧化物,就可以使粘合劑呈現紅色。因此,我們可以利用粘合劑所顯示的紅色方便地對具有熱傳導性的粘合劑進行辨別。類似地,炭黑顏料可以使材料具有一定的電導率。然而經過嘗試發現:具有高炭黑負載量的粘合劑可以具有高的導電性,但是會導致產品的色彩浸出水平超出正常的範圍。

“瀝青”經常和“柏油”交替使用。這類術語指的是碳氫化合物的混合物,這類碳氫化合物可以是氣態的、液態的、半固體的或固態的,並且可以完全溶解在二硫化碳中。在這類材料中,可能存在許多物質。

瀝青是深褐色到黑色的固體或半固體物質,加熱時可以逐漸地液化。瀝青可以在自然界中(例如,瀝青湖就是通過曾經存在的生物經過天然的蒸餾而得到的)天然存在,但是也可以通過對原油精煉而人造合成。

瀝青或柏油是將原油中更為有用的成分(例如汽油和煤油)蒸餾提取之後所留下的物質。原油中瀝青含量從15%到80%不等,通常在25%到40%之間。瀝青的性質取決於原油來源的種類和精煉的條件。

瀝青可以在真空成型條件下以分餾的方式從原油的其他成分中分離出來。瀝青的分離也可以通過對原油的“去瀝青”單元操作過程來完成的:使用丙烷或丁烷的超臨界相溶解分子量較小的分子,從而將瀝青分離出來。我們還可能通過“吹煉”或使其與氧氣反應的深加工方式,生成硬度更高、粘度更高的產品。

在煉油廠中,瀝青可以與其他多種碳氫化合物共混以滿足對硬度的特殊要求。

瀝青除非處於非常熱的狀態下,否則容易變硬。因此在散貨航運中有時會將瀝青與柴油或煤油進行混合。該混合物常常被稱為“給料”,並且在傳輸過程中輕質材料通常會從混合物中分離出來。

瀝青類材料的化學性質及其他性能

瀝青是一種非結晶性的粘性物料。瀝青從本質上來講是一種碳氫化合物,典型的組成當中至少含有80%的碳原子和15%的氫原子,其餘為氧、硫、氮,以及各種微量金屬元素。瀝青是一種複雜的材料,通常被認為是膠狀的並且是由具有一定分子量分佈的高分子量材料所組成,並分佈在相對較低分子量的流體當中。

瀝青具有柔韌性、易粘合、耐用、防水等特點,並且對絕大多數的酸、鹼和鹽都具有很好的抵抗力。然而如果使用不當,瀝青的這些性質則會發生下降。例如在水分存在、過高溫度、日光輻射的條件下,瀝青會緩慢分解為二氧化碳和水。

瀝青也具有熱塑性能。瀝青固體實際上是塑料,原因在於可以對瀝青固體進行成型加工和澆鑄。而澆鑄包括熱壓型和冷壓型兩種。典型的瀝青產品是用於電子和汽車行業中的,具體包括電池架、制動襯片、電子連接器的插頭、開關手柄等等。

在室溫條件下,瀝青是具有很高粘度的液體,無法對其進行加工。但是,有三種方法可以將其轉變到可加工的狀態:

加熱

與石油溶劑(稀釋)混合

在水中進行乳化以形成乳液

加熱僅僅適用於中等規模和大規模的應用中(公路路面、大面積的屋面等等)。稀釋液是最為昂貴的瀝青產品,原因在於溶劑的作用僅僅在於降低粘度。通常認為,乳液是最便宜的且最具有環境友好性的選擇。

瀝青乳液

瀝青乳液是指分散在水性媒介中的非常精細的瀝青顆粒。這種乳液具有低的粘度並且可以在室溫條件下進行應用。室溫是瀝青在許多建築應用中的理想使用條件。瀝青乳液或許大體可以分為兩類:化學或皂化乳液以及白土乳液。

化學乳液

對於化學瀝青乳液而言,高溫瀝青(130-140°C)、水,以及一種乳化劑或分散劑在高速膠體磨中進行加工處理從而使得瀝青在水中得到分散。然後,瀝青以通常直徑為5微米甚至更小尺寸的小水球形式存在。乳化劑促使生成了這樣一個體系:瀝青以霧滴的形式分散在懸浮液中並且佔據了30%到80%的體積。如果上述物質在儲存的過程中發生分離,可以通過攪拌的方式重新恢復其乳液的狀態。乳化劑必須同時和水相以及瀝青相相容。

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