南通江天化学股份有限公司江苏南通
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新材料是高技术产业重要组成部分,是其它高技术产业的物质基础和依托。随着我国科学技术的进步和化学工业的发展,有机材料作为结构材料和功能材料已广泛地应用于各个工业领域,同样在建筑业和建筑材料工业中已获得广泛应用并成为新型建筑材料的重要组成部分,在新型建筑材料工业中通常把这种新材料叫作化学建筑材料或建筑化学品。
化学建筑材料在我国已进入发展期,在提高质量,解决配套材料新产品,扩大应用范围的过程中不可避免地涉及高技术领域由一般化学建筑材料延伸和发展形成系列化的高技术产品,这是发展的一种必然趋势,也是高技术广泛地不断渗透所决定的。
目前我国化学建筑材料发展中所面临的主要问题,既有普遍性问题,也包含高技术的内涵。
首先,我国工业发展水平的制约因素,尽管我国化学建筑材料工业在原材料生产技术,生产规模、科学研究、产品开发、推广应用等方面取得了显著成绩,但也存在着原材料品种少、质量不稳定、助剂不配套等问题,直接影响化学建筑材料的发展,如我们引进的乳液法PVC树脂供应紧张长期影响板材地板项目生产能力的发挥,不饱和树脂质量不稳定曾使聚酯混凝土卫生洁具和合成石材项目质量长期不能达标,这充分说明、高质量的稳定的原材料是高性能产品产生的物质基础。
其次,我国的气候环境对发展化学建筑材料提出较高的要求。我国幅员辽阔,严寒地区和寒地区占国土面积的70~/;,南北地区冬夏温差很大.严寒地区冬季气温最低可达零下30-40度。沿海和内地具有截然不同的气候条件,沿海地区有高温度和海风盐雾侵蚀;内陆地区则受到昼夜温差交替作用和风砂冲刷侵袭。南方多阴雨天气,易出现霉变,西北地区由于干旱少雨、强烈的阳光照射,极易使制品褪色、脆化。因此高性能的产品必须具备高的环境适应能力。
第三、做为化学建筑材料的主要原料的高分子材料自身固有的缺陷,直接影响建筑化学材料的性能。高分子材料的性能主要由其分子结构、键能强度所决定,在恶劣的环境下如湿热或长期Et光照射下可能发生大分子链的降解,使制品老化,影响使用寿命。已有的老化剂尚不能彻底解决材料的老化问题。因此在用户中造成一种有机合成材料寿命低、可靠性差的心态。高质量产品需要坚持不懈的努力并获得认同。
第四、人类对自下而上环境的关注对化学建筑材料提出了越来越高的要求:1979年联合国在维也纳召开的国际科学技术促进会上提出人类面临四大问题(人口、能源、环境、粮食)来,环境问题越来越引起人类的关注。1988年在东京召开的第一届国际材料科学研究会上提出环境调台材料即环境材料的概念。其后不少国家致力于降低材料环境负担性的研究,其中涉及环境兼容性材料的开发。以化学建筑材料应用最广泛的涂料为例,传统的溶剂型涂料由于溶剂挥发污染环境,正在受到限制并有被水性涂料取代的趋势。高分子材料为成膜物的涂料,即使是水性的在火中分解出有毒物质也能使人窒息死亡,因此必须使之有阻燃能力降低灾害的危害性。为了提高涂层的耐久性和使用寿命,其后果是使产生的废弃物难以溶解,造成持久的新的污染。因此高技术化学建材的发展必须符合环境材料发展的要求。
第五、工农业和国防建设事业的发展对材料和材料科学也提出了愈来愈高的要求,推动了新材料技术的发展:除满足一般性要求的材料外,那些处于严酷环境条件工作的材料需加大开发力度。如在高温高压、超高温超高压、低温和极低温、强腐蚀、高辐射等新材料及具有特殊光学、电学,磁学性能的材料,这些材料既是由传统材料延伸发展产生出来的,又可回归于一般工农业生产,提高其效率和效益水平。
世界各国的科学技术界对高技术产业的分类和界定方法尚无定论。各国只能依据本国经济和技术发展水平,提出高新技术产业目录作为发展高新技术产业的政策依据。
归根到底化学建材的高技术象其它所有高技术一样体现在产品的超常性能上。
(1)高性能涂料:常规涂料工业做为化学建筑材料的重要领域,属于量大面宽、经久不衰的产业,而属于高技术领域的涂料应包括下三个主要方面:
①粉末涂料和辐射固化涂料。
②按环境兼容性涂层材料要求以天然材料为主的清洁型涂料。
③工业领域高技术涂料:如高耐候性水性聚氨酯涂料、改性有机硅耐热涂料、环氧树脂基防锈涂料水性防火涂料、防静电导电高分子涂料、杂环聚合物耐辐射涂料、水饱和聚酯基防腐涂料、高性能绝缘涂料等。
(2)粘合剂中的高科技产品:在各种连接方式中最具广泛应用前景的是粘接方式,所用的材料就是粘合剂。按照高技术产业政策,粘合剂的高技术产品有:
①改性环氧,酚醛一丁腈等高性能结构粘合剂。
②改性有机硅高温粘合剂和环氧树脂基低温粘合剂
③高性能生物体医用粘合剂。
④环氧树脂基导电粘合剂和导磁粘合剂等等。
(3)混凝土外加剂:混凝土是建筑材料的主体,一般认为,水泥石的强度是由胶孔比率决定的,孔隙率越大,强度越低。混凝土在拌合和水化过程中离不开水,但水的存在和多水的最终逛出形成了孔隙和通道,这是混凝土强度降低的主要原因之一因此在保持工作性的前提下.降低水灰比是获得高强混凝土的主要措施之一。获得高强混凝土(c5o—cloo)和超高强混凝土(>cloo)必不可少的是高效超强塑化剂和水溶性高分子外加剂。
(4)高效防水密封材料:高效防水密封材料的应用对象是高湿度地下、水下工程以及重要的工业设施的防水密封。防水密封材料发展的重点是不定型防水密封材料,这种材料在施工中具有较大的自由度和适应力。例如地下工程使用的聚合物反应型瞬间堵漏密封剂、高温和低湿聚氨酯基密封防水材料、环氧基防水密封材料等。许多高性能粘台剂兼具密封材料的功能。
此外还有特种纤维和纤维复合材料。例如利用芳香族聚酰胺合成的碳纤维,用于汽车制动磨擦材料代替石棉。用碳纤维增强的聚合物复合材料是飞机、汽车、船舶和特定建筑物的结构材料,被某些发达国家列人国家级关键技术加以发展。