聚硫建筑密封膏

　　一、聚硫建筑密封膏的固化机理和配方组成
　　固化反应机理

　　液态聚硫橡胶的硫醇端基的化学性质比较活泼，在常温下可以和许多金属氧化物、金属过氧化物、无机氧化剂和有机过氧化物发生氧化反应，硫醇端基经氧化反应生成二硫键，形成高分子量的橡胶弹性体。


　　目前，活性二氧化锰是最常用的双组分聚硫密封胶的固化剂，为棕黑色粉末，通常由高锰酸钾和硫酸锰反应制成。二氧化锰与二氧化铅相比，毒性低，用其配制的密封胶贮存稳定、耐紫外老化。另外，二氧化锰固化速度比二氧化铅慢，使用时要添加促进剂（二苯胍、四甲基二硫化秋兰姆等）以加快反应速度。促进剂的使用不仅可促进固化反应，而且使体系的固化速度对水分和湿度的敏感度降低。双组分聚硫密封胶的固化反应如下：


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

　　过氧化钙是单组分聚硫密封胶常用的固化剂，过氧化钙是白色粉末，可用于加工浅色密封胶。过氧化钙吸收空气中的水分，放出活性氧和硫醇基反应，使密封胶固化。其反应式如下：


CaO 2 +H 2 O → Ca （ OH ） 2 +[O]

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

　　2 、聚硫建筑密封胶的组成

　　聚硫建筑密封胶的主要原料为液态聚硫橡胶，其结构如下：


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 ）

　　根据用途和所需要的物性，选用不同分子量和不同交联度的液态硫橡胶，可制成从高模量到低模量的一系列密封胶，以满足不同领域的需求。表 1 是液态聚硫橡胶的主要品种及其技术指标。

表 1 液态聚硫橡胶主要品种及技术指标

　　双组分聚硫酸密封胶以液态聚硫橡胶中添加各种辅助剂作为主剂 , 将金属过氧化物分散于增塑剂中作为固化剂而构成。表 2 为双组分聚硫密封胶的组成。单组分聚硫密封胶的组成与双组分大致相同，区别在于单组分的固化剂在加工过程中就与液态聚硫橡胶混合在一起，使用时吸收空气中的水分固化，所以单组分的生产对原材料质量、加工设备、包装容器有较高的要求。

表 2 双组分聚硫密封胶的组成

　　二、聚硫建筑密封胶的性能特点

　　聚硫密封胶是最早应用于建筑的弹性密封材料，由于其优越的耐久性以及对各种建筑材料具有良好的粘接性，如对金属、石材、混凝土和各种涂装料均有牢固粘接性，因而在建筑上被广泛使用。


　　高性能弹性建筑密封胶主要有聚硫橡胶系、硅酮系、改性硅酮系、聚氨酯系密封胶。在地上建筑用密封胶领域，聚硫密封胶和其它密封材料竞争激烈。在地下建筑用密封胶领域，特别是建筑防水密封胶方面，聚硫密封胶有着其它密封材料不可比拟的优势。聚硫密封胶是公认能长期在水中保持原性能并且无毒无污染的理想的防水密封材料。双组分聚硫密封胶已列入中国工程建设标准化协会标准（ CECS ）《混凝土贮液构筑物变形缝设计规程》。聚硫建筑密封胶的性能特点主要有：


　　（ 1 ）具有良好的耐油、耐溶剂特性，良好的耐候性、耐久性，长期使用不产生龟裂；


　　（ 2 ）对各种材质的密封构件具有充分稳定的粘接性；


　　（ 3 ）耐水性优良，能满足长期浸水环境下使用；


　　（ 4 ）水蒸气透过率极低，具有非常好的防水功能；


　　（ 5 ）不受菌类的侵蚀，对菌类的抵抗性极佳；


　　（ 6 ）可常温固化，固化速度可调，施工作业性好；


　　（ 7 ）对密封构件不产生污染，无腐蚀，对人体无害。


　　聚硫建筑密封胶与其它高性能建筑密封胶性能对比如表 3 所示。

表 3 聚硫建筑密封胶与其它高性能建筑密封胶性能对比

　　三、聚硫建筑密封膏的应用

　　1 、中空玻璃的密封

　　中粉玻璃新产品的质量关键在于密封，要求密封胶本身具有长期耐久性，其次还要求有适宜的固化速度，发挥结构型粘接强度，良好的挤出性等。具体地说，必须具有对间隔条、玻璃的高粘接力，耐紫外线、耐水、高剪切强度等。


　　以液态聚硫橡胶为基材的密封胶具有优异的水蒸气等气体的阻隔性、粘接性的耐候性，最适合作中空玻璃密封。在中空玻璃密封胶领域，与聚硫密封胶竞争的有聚氨酯密封胶、硅酮密封胶和热塑性丁基胶条等。表 4 是几种中空玻璃密封胶的性能比较。

　　表 4 中空玻璃用密封胶性能比较

　　由于聚硫密封胶具有比较平衡的性能，使其在中空玻璃密封胶中一直占领先地位。中空玻璃密封胶中，聚硫密封胶所占的比例，日本、欧洲及我国为 80% 左右。目前，采用丁基密封胶和聚硫密封胶双道密封是最佳密封方式。据报道，第 1 道使用丁基密封胶，第 2 道使用聚硫密封胶，间隔铝框（四角插接式），中空玻璃使用寿命可达 40 年；而第 2 道密封采用硅酮密封胶的中空玻璃，使用寿命在 15 年左右。我国中空玻璃使用正在普及，住宅门窗推广使用 PVC 塑材，配套使用中空玻璃，很大一部分采用单道密封形式。为确保中空玻璃质量，笔者认为还是使用聚硫密封胶为好，因其综合性能较好。丁基密封胶的低温粘接性差，聚氨酯密封胶易老化、不耐水解，硅酮密封胶的水蒸气、气体透过率大，难以达到不结露、不结霜的要求。


　　2 、建筑物变形缝和接缝的密封

　　建筑物为了消除和削弱因风力、地震、温度和湿度变化等作用而产生的形变，除了在设计上采取特殊的柔性构造外，通常需要采用具有低模量、高伸长率和高弹性恢复率的密封胶对变形缝和接缝进行密封处理，使整个建筑物形成一个柔性系统，起自动调节外力所引起的形变以及抗伸缩裂缝、防渗漏和保温等作用。聚硫密封胶对紫外线、臭氧、水的作用相当稳定，具有良好的耐候性、耐久性极佳，低温柔性良好，以及对金属和非金属（混凝土、玻璃、木材等）有良好的粘接力等优点，而大量应用在超高层建筑上。此外还可用于金属幕墙或水泥预制板的粘接密封，屋顶嵌缝，门和玻璃窗安装的密封，盥洗室等的水池、浴池、瓷砖、水管等的密封以及各种缝隙的填充和修补等。


　　3 、长期浸水工程的密封

　　在长期浸水环境下，密封胶必须保持长期粘接性和结构强度，对于饮用水工程还必须保证无毒、不污染水质。聚硫建筑密封胶适合于水利工程、市政水厂、污水处理工程、垃圾填埋场、工业用贮水槽、游泳池、运河、堤防工程、地铁、工业与民用建筑的地下室等建筑物（构筑物）的防水密封。


　　4 、交通领域的应用

　　聚硫密封胶不仅适合于非工作接缝，而且特别适合于需要承受位移的工作接缝，以及要求耐摩擦、耐冲击和防震的构筑物。在交通领域中，适用于桥梁、高速公路、机场跑道等的密封。


　　5 、其它应用

　　由于聚硫密封胶具有优异的耐油、耐溶剂特性，使其在加油站、油库、石化工厂等的建筑接缝密封中广泛应用。

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