聚硫密封劑

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　　聚硫密封劑是指以液體聚硫橡膠為基體，可在室溫條件下通過硫化作用，成為具有良好粘接力的彈性密封材料^[1]。由於在聚硫橡膠分子主鏈中存在較多硫原子,提高了分子極性,所以該材料具有優良的耐航空燃料的能力,同時還具備優良的氣密、水密、耐大氣老化和耐酸鹼介質的能力,因此被廣泛用於航空航天領域,尤其是飛機的油箱密封,從上個世紀40年代起始採用聚硫密封劑,至今仍然廣泛使用^[2]。

　　(一)中空玻璃用密封劑

　　1.中空玻璃密封劑的性能要求

　　中空玻璃是由2片或2片以上平板玻璃，周邊用金屬隔條使其保持一定間隔，金屬隔條內充填乾燥劑，周邊用密封劑密封的玻璃製品。由於玻璃之間空氣層長期保持乾燥狀態，使中空玻璃製品具有隔熱、隔音、不結露等特點，因此它是一種重要的節能玻璃製品，廣泛用於建築門窗、鑲嵌玻璃、新型節能車輛、製冷設備等領域。中空玻璃密封劑應滿足以下性能要求：

　　(1)低的水蒸汽、氣體透過率。

　　(2)需保持對玻璃、隔條的長期粘接力。

　　(3)具有足夠的結構強度。

　　(4)在拉伸方向上應具有對0～10％拉伸應變罐裝的隨從性。

　　(5)良好的施工作業性。

　　2.聚硫中空玻璃密封劑

　　以液態聚硫橡膠為基材的密封劑具有優異的水蒸汽、氣體的阻隔性，粘接性和耐候性，最適合作中空玻璃密封劑。在中空玻璃密封劑領域，與聚硫密封劑競爭的有聚氨酯密封劑、硅酮密封劑和熱塑性丁基膠條等幾種。

　　正是由於聚硫密封劑具有比較平衡的性能，使其在中空玻璃密封劑中一直占領先地位，約占總量的80％左右。在我國，中空玻璃密封劑是液態聚硫橡膠最大的應用領域，消費量占液態聚硫橡膠總量的70％以上。

　　近年來，隨著我國建築業的迅猛發展及技術水平的提高，作為新型節能建築材料的中空玻璃越來越受到青睞，由以往只用於高檔建築，迅速向普通建築等領域普及，特別是隨著塑鋼窗的推廣應用，中空玻璃更是深入到普通民居。隨著中空玻璃用量的飛速增長，聚硫中空玻璃密封劑的消費迅速增加，2001年我國聚硫中空玻璃密封劑用量已超過2500t，且仍在迅速增長。

　　(二)建築用密封劑

　　1.建築密封劑的性能要求

　　建築密封劑通常分為地上建築用和地下建築用2種。在地上建築用途上，要考慮因溫度、濕度變化而引起的長期作用及因地震、大風等短期作用產生的裂縫。為了持有長期的耐久性，密封劑應滿足以下性能要求：

　　(1)低模量、高伸長；

　　(2)對被密封構件具有穩定耐久的粘接性；

　　(3)不污染粘接面、無毒、無害；

　　(4)良好的耐候性、長期使用不產生龜裂；

　　(5)良好的施工作業性。

　　在地下建築用途上，對密封劑的耐水性提出了較高的要求，長期浸水部位的防水密封則要求密封劑在水中具有長期保持其性能的能力。因此，密封劑應滿足以下性能要求：

　　(1)具有良好的耐候性、耐久性，長期使用不產生龜裂；

　　(2)對被密封構件具有穩定耐久的粘接性，對水中混凝土具有長期粘接性；

　　(3)水蒸汽透過率極低，具有非常好的防水功能和特性；

　　(4)不受菌類的侵蝕，對菌類的抵抗性極佳；

　　(5)施工作業性好，能很好的填充到接縫裡；

　　(6)對密封件不產生污染，無腐蝕，對人體無害。

　　2.聚硫建築密封劑

　　聚硫密封劑是最早應用於建築的彈性密封材料，對金屬、石材、混凝土和各種塗裝料有著牢固粘接性，因而在建築上被廣泛使用。2001年我國聚硫建築密封劑用量超過1200t。

　　世界上使用的建築密封劑主要有聚硫橡膠系、硅酮系、改性硅酮系、聚氨酯系、丙烯酸酯系和丁基橡膠系等密封劑。在地上建築密封劑領域，聚硫密封劑和其它材料競爭激烈。而在地下建築密封劑領域，特別防水密封劑方面，聚硫密封劑有著其它密封材料不可比擬的優勢。聚硫密封劑是國際上公認的唯一能長期在水中保持原性能，並且無毒無污染的理想的防水密封材料，雙組份聚硫密封劑已列人中國工程建設標準化協會標準(CECS)《混凝土貯液構築物變形縫設計規程》。主要包括以下工程：

　　(1)污水處理工程；

　　(2)飲用水工程，如工業用貯水槽、游泳池、飲用水貯水池、飲用水處理場、飲用水水渠等；

　　(3)其它防水工程，如運河、堤防工程、地鐵、電廠冷卻塔、灌溉水渠、橋梁、機場等。

　　近年來，我國環保、水利等事業迅速發展，對建築防水密封劑的需求迅速增長，而國內聚硫防水密封劑尚處於起步階段，生產廠家很少，品種較少，發展潛力巨大。

　　(三)航空用密封劑

　　聚硫密封劑在飛機上的應用已有50多年的歷史，聚硫密封劑的固化物具有優良的耐油性，對金屬、塑料也有優良的粘接性，無論軍用還是民用飛機，在要求動態氣密、油密、水密的密封中都是適用的。使用的部位有飛機整體油箱、座艙及其它氣密性密封，但其用量占聚硫密封劑總量的比例不大。

　　(四)其它應用

　　聚硫密封劑在汽車、船舶、核電等領域均有廣泛的應用。如汽車工業中，用作客車車廂接縫的密封；船舶工業中，用作船甲板接縫的密封；在核電工業中，用作防輻射密封劑等。

　　國內航空聚硫密封劑的研製始於20世紀50年代，早期的聚硫密封劑多為仿蘇材料，儀追求高性能而對工藝性能要求考慮較少。20世紀80年代以後，人們逐漸將工藝性能列入密封劑的重要考核指標，構建了國內航空聚硫密封劑的框架；到2l世紀初，國內航空聚硫密封劑在眾多技術領域取得了突破，主要包括液體聚硫橡膠的改性技術、聚硫密封劑的耐高溫技術、低密度技術、無鉻緩蝕技術和低黏附力技術等，從而為國內未來航空聚硫密封劑的發展奠定了良好的基礎。

　　1.國內聚硫密封劑的工藝類別

　　目前，國內已具有滿足美國宇航標準的A、B、C類航空聚硫密封劑產品和相關技術，但原有的黏度較大、工藝規格單一的聚硫密封劑仍在使用，尚未實現完全更替。

　　2.國內聚硫密封劑材料體系

　　國內航空聚硫密封劑體系可分為3代。目前正處於新老更替階段。

　　(1)以XM15、XM22和XM28等為代表的國內第l代航空聚硫密封劑。其突出特點是力學性能優異，但工藝性能較差，多為3組分、4組分，而且密封劑的組分無明顯色差；其長期使用溫度為-55～110℃，短期可在130℃時使用(一般作為通用型航空密封劑材料使用)。目前，XM22和XM28等還在沿用。

　　(2)第2代是在聚硫密封劑耐高溫改性技術基礎上發展起來的雙組分密封劑 。其長期使用溫度為-55～120℃，短期可在150℃時使用；該類密封劑的整體黏度仍然較大，適用於刮塗施工(可加入適量溶劑調節黏度)。

　　(3)第3代是以改性液體聚硫橡膠為基體，衍生出多種功能型聚硫密封劑，包括低密度型、高黏附力型、無鉻緩蝕型和低黏附力型等)。其長期使用溫度為-55～120℃，短期可在180℃時使用，涵蓋A、B、C三類；該類密封劑是目前國內最新型的航空聚硫密封劑產品，性能可達到相關美國宇航標準要求。

　　3.包裝和施工工具

　　在包裝形式方面，國內航空聚硫密封劑的包裝一直以罐裝為主，近年來在國外及其他密封劑行業先進包裝設備的帶動下，發展了航空聚硫密封劑的雙組分單包裝、預混合冷凍包裝和“香腸式”包裝等形式，但至今尚未實現大範圍應用。

　　在施工工具方面，國內仍以刮刀和註膠槍為主，輔以自製的整形工具；在施工裝備水平上，國內還未形成系統化和規範化。

　　4.行業規範

　　國內航空聚硫密封劑的行業規範有HB 5483-1991《飛機整體油箱及燃油箱用聚硫密封劑通用規範》和HB 7752-2004(航空用室溫硫化聚硫密封劑規範》，但上述行業標準還不能覆蓋國內第3代航空聚硫密封劑材料。

　　5.供應商

　　國內從事航空聚硫密封劑研製和生產的單位主要是北京航空材料研究院，航空聚硫密封劑的技術處於國內先進水平，其產品基本覆蓋國內航空聚硫密封劑市場。此外，西飛晨光公司也生產個別牌號的密封劑產品。