聚硫建筑密封膏

　　一、聚硫建筑密封膏的固化機理和配方組成
　　固化反應機理

　　液態聚硫橡膠的硫醇端基的化學性質比較活潑，在常溫下可以和許多金屬氧化物、金屬過氧化物、無機氧化劑和有機過氧化物發生氧化反應，硫醇端基經氧化反應生成二硫鍵，形成高分子量的橡膠彈性體。


　　目前，活性二氧化錳是最常用的雙組分聚硫密封膠的固化劑，為棕黑色粉末，通常由高錳酸鉀和硫酸錳反應制成。二氧化錳與二氧化鉛相比，毒性低，用其配制的密封膠貯存穩定、耐紫外老化。另外，二氧化錳固化速度比二氧化鉛慢，使用時要添加促進劑（二苯胍、四甲基二硫化秋蘭姆等）以加快反應速度。促進劑的使用不僅可促進固化反應，而且使體系的固化速度對水分和濕度的敏感度降低。雙組分聚硫密封膠的固化反應如下：


2 ﹋ R — SH+MnO 2 → ﹋ R — S — S — R ﹋ +MnO+H 2 O

　　過氧化鈣是單組分聚硫密封膠常用的固化劑，過氧化鈣是白色粉末，可用于加工淺色密封膠。過氧化鈣吸收空氣中的水分，放出活性氧和硫醇基反應，使密封膠固化。其反應式如下：


CaO 2 +H 2 O → Ca （ OH ） 2 +[O]

2 ﹋ R — SH+[O] → ﹋ R — S — S — R ﹋ + H 2 O

　　2 、聚硫建筑密封膠的組成

　　聚硫建筑密封膠的主要原料為液態聚硫橡膠，其結構如下：


HS —（ C 2 H 4 OCH 2 OC 2 H 4 SS ） m — C 2 H 4 OCH 2 OC 2 H 4 SH （通常 m =5~30 ）

　　根據用途和所需要的物性，選用不同分子量和不同交聯度的液態硫橡膠，可制成從高模量到低模量的一系列密封膠，以滿足不同領域的需求。表 1 是液態聚硫橡膠的主要品種及其技術指標。

表 1 液態聚硫橡膠主要品種及技術指標

　　雙組分聚硫酸密封膠以液態聚硫橡膠中添加各種輔助劑作為主劑 , 將金屬過氧化物分散于增塑劑中作為固化劑而構成。表 2 為雙組分聚硫密封膠的組成。單組分聚硫密封膠的組成與雙組分大致相同，區別在于單組分的固化劑在加工過程中就與液態聚硫橡膠混合在一起，使用時吸收空氣中的水分固化，所以單組分的生產對原材料質量、加工設備、包裝容器有較高的要求。

表 2 雙組分聚硫密封膠的組成

　　二、聚硫建筑密封膠的性能特點

　　聚硫密封膠是最早應用于建筑的彈性密封材料，由于其優越的耐久性以及對各種建筑材料具有良好的粘接性，如對金屬、石材、混凝土和各種涂裝料均有牢固粘接性，因而在建筑上被廣泛使用。


　　高性能彈性建筑密封膠主要有聚硫橡膠系、硅酮系、改性硅酮系、聚氨酯系密封膠。在地上建筑用密封膠領域，聚硫密封膠和其它密封材料競爭激烈。在地下建筑用密封膠領域，特別是建筑防水密封膠方面，聚硫密封膠有著其它密封材料不可比擬的優勢。聚硫密封膠是公認能長期在水中保持原性能并且無毒無污染的理想的防水密封材料。雙組分聚硫密封膠已列入中國工程建設標準化協會標準（ CECS ）《混凝土貯液構筑物變形縫設計規程》。聚硫建筑密封膠的性能特點主要有：


　　（ 1 ）具有良好的耐油、耐溶劑特性，良好的耐候性、耐久性，長期使用不產生龜裂；


　　（ 2 ）對各種材質的密封構件具有充分穩定的粘接性；


　　（ 3 ）耐水性優良，能滿足長期浸水環境下使用；


　　（ 4 ）水蒸氣透過率極低，具有非常好的防水功能；


　　（ 5 ）不受菌類的侵蝕，對菌類的抵抗性極佳；


　　（ 6 ）可常溫固化，固化速度可調，施工作業性好；


　　（ 7 ）對密封構件不產生污染，無腐蝕，對人體無害。


　　聚硫建筑密封膠與其它高性能建筑密封膠性能對比如表 3 所示。

表 3 聚硫建筑密封膠與其它高性能建筑密封膠性能對比

　　三、聚硫建筑密封膏的應用

　　1 、中空玻璃的密封

　　中粉玻璃新產品的質量關鍵在于密封，要求密封膠本身具有長期耐久性，其次還要求有適宜的固化速度，發揮結構型粘接強度，良好的擠出性等。具體地說，必須具有對間隔條、玻璃的高粘接力，耐紫外線、耐水、高剪切強度等。


　　以液態聚硫橡膠為基材的密封膠具有優異的水蒸氣等氣體的阻隔性、粘接性的耐候性，最適合作中空玻璃密封。在中空玻璃密封膠領域，與聚硫密封膠競爭的有聚氨酯密封膠、硅酮密封膠和熱塑性丁基膠條等。表 4 是幾種中空玻璃密封膠的性能比較。

　　表 4 中空玻璃用密封膠性能比較

　　由于聚硫密封膠具有比較平衡的性能，使其在中空玻璃密封膠中一直占領先地位。中空玻璃密封膠中，聚硫密封膠所占的比例，日本、歐洲及我國為 80% 左右。目前，采用丁基密封膠和聚硫密封膠雙道密封是最佳密封方式。據報道，第 1 道使用丁基密封膠，第 2 道使用聚硫密封膠，間隔鋁框（四角插接式），中空玻璃使用壽命可達 40 年；而第 2 道密封采用硅酮密封膠的中空玻璃，使用壽命在 15 年左右。我國中空玻璃使用正在普及，住宅門窗推廣使用 PVC 塑材，配套使用中空玻璃，很大一部分采用單道密封形式。為確保中空玻璃質量，筆者認為還是使用聚硫密封膠為好，因其綜合性能較好。丁基密封膠的低溫粘接性差，聚氨酯密封膠易老化、不耐水解，硅酮密封膠的水蒸氣、氣體透過率大，難以達到不結露、不結霜的要求。


　　2 、建筑物變形縫和接縫的密封

　　建筑物為了消除和削弱因風力、地震、溫度和濕度變化等作用而產生的形變，除了在設計上采取特殊的柔性構造外，通常需要采用具有低模量、高伸長率和高彈性恢復率的密封膠對變形縫和接縫進行密封處理，使整個建筑物形成一個柔性系統，起自動調節外力所引起的形變以及抗伸縮裂縫、防滲漏和保溫等作用。聚硫密封膠對紫外線、臭氧、水的作用相當穩定，具有良好的耐候性、耐久性極佳，低溫柔性良好，以及對金屬和非金屬（混凝土、玻璃、木材等）有良好的粘接力等優點，而大量應用在超高層建筑上。此外還可用于金屬幕墻或水泥預制板的粘接密封，屋頂嵌縫，門和玻璃窗安裝的密封，盥洗室等的水池、浴池、瓷磚、水管等的密封以及各種縫隙的填充和修補等。


　　3 、長期浸水工程的密封

　　在長期浸水環境下，密封膠必須保持長期粘接性和結構強度，對于飲用水工程還必須保證無毒、不污染水質。聚硫建筑密封膠適合于水利工程、市政水廠、污水處理工程、垃圾填埋場、工業用貯水槽、游泳池、運河、堤防工程、地鐵、工業與民用建筑的地下室等建筑物（構筑物）的防水密封。


　　4 、交通領域的應用

　　聚硫密封膠不僅適合于非工作接縫，而且特別適合于需要承受位移的工作接縫，以及要求耐摩擦、耐沖擊和防震的構筑物。在交通領域中，適用于橋梁、高速公路、機場跑道等的密封。


　　5 、其它應用

　　由于聚硫密封膠具有優異的耐油、耐溶劑特性，使其在加油站、油庫、石化工廠等的建筑接縫密封中廣泛應用。

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