聚硫建筑密封膏

　　一、聚硫建筑密封膏的固化機(jī)理和配方組成
　　固化反應(yīng)機(jī)理

　　液態(tài)聚硫橡膠的硫醇端基的化學(xué)性質(zhì)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(jī)氧化劑和有機(jī)過氧化物發(fā)生氧化反應(yīng)，硫醇端基經(jīng)氧化反應(yīng)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(yīng)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(wěn)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(shí)要添加促進(jìn)劑（二苯胍、四甲基二硫化秋蘭姆等）以加快反應(yīng)速度。促進(jìn)劑的使用不僅可促進(jìn)固化反應(yīng)，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(yīng)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(yīng)，使密封膠固化。其反應(yīng)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(tài)聚硫橡膠，其結(jié)構(gòu)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(jù)用途和所需要的物性，選用不同分子量和不同交聯(lián)度的液態(tài)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(lǐng)域的需求。表 1 是液態(tài)聚硫橡膠的主要品種及其技術(shù)指標(biāo)。

表 1 液態(tài)聚硫橡膠主要品種及技術(shù)指標(biāo)

　　雙組分聚硫酸密封膠以液態(tài)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(gòu)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(qū)別在于單組分的固化劑在加工過程中就與液態(tài)聚硫橡膠混合在一起，使用時(shí)吸收空氣中的水分固化，所以單組分的生產(chǎn)對原材料質(zhì)量、加工設(shè)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(diǎn)

　　聚硫密封膠是最早應(yīng)用于建筑的彈性密封材料，由于其優(yōu)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(lǐng)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(lǐng)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(yōu)勢。聚硫密封膠是公認(rèn)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(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)（ CECS ）《混凝土貯液構(gòu)筑物變形縫設(shè)計(jì)規(guī)程》。聚硫建筑密封膠的性能特點(diǎn)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(chǎn)生龜裂；


　　（ 2 ）對各種材質(zhì)的密封構(gòu)件具有充分穩(wěn)定的粘接性；


　　（ 3 ）耐水性優(yōu)良，能滿足長期浸水環(huán)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(diào)，施工作業(yè)性好；


　　（ 7 ）對密封構(gòu)件不產(chǎn)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(yīng)用

　　1 、中空玻璃的密封

　　中粉玻璃新產(chǎn)品的質(zhì)量關(guān)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(fā)揮結(jié)構(gòu)型粘接強(qiáng)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(qiáng)度等。


　　以液態(tài)聚硫橡膠為基材的密封膠具有優(yōu)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(lǐng)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(lǐng)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(jù)報(bào)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(dá) 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(zhì)量，筆者認(rèn)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(dá)到不結(jié)露、不結(jié)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(fēng)力、地震、溫度和濕度變化等作用而產(chǎn)生的形變，除了在設(shè)計(jì)上采取特殊的柔性構(gòu)造外，通常需要采用具有低模量、高伸長率和高彈性恢復(fù)率的密封膠對變形縫和接縫進(jìn)行密封處理，使整個(gè)建筑物形成一個(gè)柔性系統(tǒng)，起自動(dòng)調(diào)節(jié)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(dāng)穩(wěn)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(yōu)點(diǎn)，而大量應(yīng)用在超高層建筑上。此外還可用于金屬幕墻或水泥預(yù)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(bǔ)等。


　　3 、長期浸水工程的密封

　　在長期浸水環(huán)境下，密封膠必須保持長期粘接性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，對于飲用水工程還必須保證無毒、不污染水質(zhì)。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(yè)用貯水槽、游泳池、運(yùn)河、堤防工程、地鐵、工業(yè)與民用建筑的地下室等建筑物（構(gòu)筑物）的防水密封。


　　4 、交通領(lǐng)域的應(yīng)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(gòu)筑物。在交通領(lǐng)域中，適用于橋梁、高速公路、機(jī)場跑道等的密封。


　　5 、其它應(yīng)用

　　由于聚硫密封膠具有優(yōu)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(yīng)用。

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