一、前言

   隨著我國經濟技術的迅猛發展，大型水利工程、高層建筑的興建，航天航空工程發展等都需要特殊性能的彈性密封膠作為接縫的粘結、密封材料。據報道，目前我國這種密封膠的產量已達到4～5萬噸左右，并形成了以聚硫、丙烯酸酯、硅酮和聚氨酯為主體的密封膠產業。

   聚硫密封膠是以液體聚硫橡膠（HS-（C2H4）-O-CH2-O-C2H4-S-S）n-C2H4-O-CH2-O-C2H4-SH）為主劑，配合增塑劑，補強劑、硫化劑等制成的高檔的密封材料。由于液體聚硫橡膠高分子主鏈上含有“S”原子，形成-C-S、-S-S-鏈而且是飽和的，因而制成的聚硫密封膠具有優異的耐油、耐溶劑、耐老化、耐酸堿的特性，且耐熱、耐水、透氣率低、彈性好、對金屬和非金屬都有較高的粘結力。主要用于中空玻璃的密封、高層建筑屋頂板縫的密封防水以及地鐵、隧道、污水處理廠、機場跑道、大型水利工程伸縮縫的密封防水等。因此，有著廣闊的應用前景。

   聚硫橡膠是在1929年由美國聚硫橡膠（Thiokol）公司開發成功的，呈固體狀態。直到1943年改進了合成工藝，制成了帶有硫醇端基的液體聚硫橡膠，才有了較快的發展。由于這種聚合物與各種過氧物、氧化物反應可在室溫下固化形成彈性體，因而擴大了它的使用范圍。

   國外20世紀60年代聚硫密封膠在汽車、造船、石油化工和建筑工程的密封防水等方面都獲得了廣泛的應用。在我國聚硫橡膠的研究工作起步較晚，直到1958年錦西化工研究院成立后才算步入正軌。20世紀70年代末80年代初隨著高層建筑的發展，伴隨著鋁門窗的興起才促進了聚硫密封膠在建筑密封防水工程上的應用。

   目前世界液體聚硫橡膠的產量，美國2萬噸／年，德國8000噸／年，日本5000噸／年，俄羅斯3500噸／年，西歐約2000噸／年。我國僅錦西化工研究院500噸／年規模的裝置，不能滿足市場的需求，目前我國大部分從日本東麗公司進口，年進口量1500…1800噸；我國聚硫密封膠的產量已達8000噸以上。 

   二、聚硫密封膠的組成及制備方法

   聚硫密封膠以液體聚硫橡膠為主劑，配以適量增塑劑、增粘劑、填料、補強劑、偶聯劑、固化劑、促進劑等混合研細而成。

   1、生產設備：三輥研磨機是制備聚硫密封膠常用的主要設備，所生產的膠質量細膩，均勻無顆粒狀物。    ’

   2、配方組成

   常用的聚硫密封膠一般是雙組份的，即A組份為（基膠或基膏）、B組份（固化劑），分別包裝，用時再混合，產品易于保存，質量好，固化速度可以調控。

   （1）液體聚硫橡膠：是制造聚硫密封膠的主要原料，由于其分子量的大小不同，交聯劑的含量不同，有多種牌號供選擇，各國的型號也不統一，但可以找出類似的產品（詳見表1、表2、表3）。美國、日本以LP表示，德國以G表示，中國以兒Y表示。

（2）增塑劑：可增加產品塑性和柔軟性，改善低溫性能，降低產品的粘度，可加入較多的填料及補強劑，提高產品的物理力學性能，并降低成本。但增塑劑過量，會降低密封膠的粘結強度，切要牢記增塑劑與液體聚硫橡膠的相容性是非常重要的。如果相容性不好會影響產品質量。

   常用的增塑劑：鄰苯二甲酸二丁酯類、氯化聯苯、氯化石蠟、鄰苯二甲酸丁芐酯、烷基苯類化合物等，這些增塑劑可以單獨使用，也可以混合使作，如果采用二種以上的增塑劑混用，有時效果可更好些。

   （3）填料及補強劑：使用填料的主要目的是增強聚硫密封膠的物理力學性能，調整粘度，控制觸變性，降低成本，補強填料可以提高密封膠的抗張強度和伸長率。填料粒子直徑的大小及其性質對密封膠的性能也起著重要的作用。

   補強填料有爐法炭黑、熱裂解炭黑、金紅石型鈦白粉、二氧化硅、輕質碳酸鈣、氧化鋅等。炭黑類多放在B組份上，這樣可制成色差明顯的雙組份密封膠。非補強性填料有重質碳酸鈣、煅燒陶土、云母粉、水泥等。

    氣相法或沉淀白炭黑、硬酯酸等可改善密封膠觸變性。

    （4）增粘劑（或稱粘結增強劑）

    聚硫密封膠本身對各種材料都有一定的粘附力，但不是太好。為了提高彈性密封膠的粘著性，需加入增粘劑。常用的有酚醛樹酯、雙酚A型環氧樹脂、硅烷類，因為這些化合物都能在聚合物的硫醇官能團和待密封的基質間產生化學鍵。長期處于露天的環境下，這些化學鍵要比純機械粘合有效的多。

 &nb...; （5）硫化促進劑

   為了縮短硫化時間，可加入一些含硫有機氨化合物、乙烯多胺類化合物、二苯胍、四甲基秋蘭姆硫化物、二硫化苯并噻唑等。

   （6）硫化延遲劑

   為了適應施工工藝的要求，延長操作時間，滿足不同用戶的需要，常需要控制一定的固化速度，固化過快也會影響粘結強度。眾所周知，聚硫密封膠固化時對PH值是很敏感的，在PH值呈酸性時固化慢，呈中、堿性時固化速度加快，常用的有硬脂酸、油酸、硬脂酸鉛、硬脂酸鋅、苯酸酐等。硬脂酸鈉呈堿性，可以促進固化，可作為活化劑。

  （7）偶聯劑：

    因為聚硫密封膠是配方化學，產品是一種有機無機物質的混合物，為了提高界面的粘結，常用少量有機硅烷偶聯劑，這類化合物同時含用碳官能基和可水解烷氧基團的硅烷。

   烷氧基團水解后生成-SiOH，可與玻璃、SiO，、金屬及其氧化物的表面產生化學的、物理的結合；而碳官能基團則可與有機樹脂、橡膠等有機材料生成化學鍵。因此，可以提高無機物和有機物的界面粘合從而提高產品的物理力學性能，用量很少（千分之幾或百分之幾）而作用顯著。目前，常用的有：KH550、KH560、KH570、南大-42等。

    KH550：（美國聯碳公司稱A-1100）學名：氨丙基三乙氧基硅烷，由于它的-NH，基可以和環氧基等各種有機基團結合，和水又能互溶，使用方便，所以用途較大。

    KH560：（美國聯碳公司稱A-187：）學名：環氧丙氧丙基三甲氧基硅烷，該偶聯劑含有環氧基團，可以和多種高分子結...有時其增強效果優于NH，基偶聯劑。

    K}t570：（美國聯碳公司稱A-174）學名：甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷，適用于無機物填充的復合高分子材料，可提高機械、透光等性能，特別是能提高其濕態的性能。

    （8）固化劑：

    許多有機、無機化合物都可用作聚硫膠的固化劑。如：無機氧化物：氧化鋅、鈣、鈷、鋇、鐵等；

   無機過氧化物：過氧化鋅、鉀、鉛、錳、鐵、鎂、錫等。

   無機氧化劑：鉻酸鈉、鉀、重鉻酸鈉、鉀氨等；

   有機過氧化物：過氧化苯甲酰、過氧二異丙苯、過氧化甲乙酮等。

   如何選擇，這取決于所制造密封膠的顏色、固化條件、產品的組份及用途等。如果希望制成淺色的密封膠，就必須使用過氧化鋅、鈣或有機過氧化物做固化劑。國內大多數生產廠家都是用MrlO，做固化劑（只能制黑色、灰色產品），固化后密封膠的物理化學性能較好，又無毒，用途廣泛，大型水利工程、城市給排水工程、污水處理廠等都可以使用。

  三、聚硫密封膠的主要特性

   由于液體聚硫高分子主鏈上含有-s-s-鍵，而且是飽和狀態的，所以制成的密封膠具有獨特性能：耐油、耐水、耐溶劑、耐大氣老化、耐輻射，低溫柔曲性好，氣密性優良。可用于建筑工程、大型水庫、引水工程、污水處理、道路、橋梁、門窗等接縫、沉降縫的密封處理。

    l、粘結性：聚硫密封膠對水泥、鋼鐵、玻璃、木材、天然石材等都有較好的粘結性。一般建筑及水利工程上宜使用低模量、高伸長的聚硫密封膠，其粘結強度≥0．2Mpa，伸長率≥300％。

    2、耐水性：聚硫密封膠對海水、自來水、蒸餾水的作用是穩定的，相比之下對海水（含鹽）的重量變化最小。

    3、耐酸、堿性能：聚硫密封膠不耐濃酸、堿。但對稀的無機酸、堿及各種鹽類還是穩定的。

    4、耐熱老化性能：聚硫密封膠熱老化性能很好，可長期在一40℃～120℃的條件下工作。我公司生產的PSJL-868型聚硫密封膠在河南分析測試中心進行了熱氧老化試驗研究。由公式推斷其熱氧老化壽命如下：

 同時根據中國中央氣象臺提供的最近10年的六大城市的年平均溫度，就可以推測出六大城市的熱氧老化壽命（見表5）

上述數據是推算來的，與實際壽命有關，但不會相同。上述數據與文獻報導是相吻合的。

    5、耐輻射性能良好：聚硫密封膠耐r_射線的性能非常好。

    6、無毒性：雖然液體聚硫密封膠有點硫磺的嗅臭味，但固化后逐漸被填料所吸附。我公司生產的PSJL-8 68型聚硫密封膠經中國預防醫學科學院環境與衛生工程研究所測試其L,D50>20g／kg。根據國家毒性分級標準屬無毒級。如北京最大的水源九廠等的貯水池都是用聚硫膠密封的。

   7、氣密性好：聚硫密封膠不但有良好的彈性，而且它的氣密性在彈性密封膠中也是最好的。目前已知各種膠中僅次于熱熔性的丁基膠。（見表6）

四、聚硫密封膠的應用范圍

    雖然聚硫密封膠的價格較貴，應用受到一定的限制，但是由于它有各種優良的物理化學性能，所以在各種大型工程上均得到廣泛應用。

    1、建筑業：大型建筑屋頂的密封。如三峽左岸發電廠房屋頂、毛主席紀念堂的屋頂、天安門的屋頂。

    2、水利工程：山西引黃入晉工程，三峽永久船閘的伸縮縫，廣東的東深引水工程。

    3、機場道路：北京西郊機場的翻修工程，鄭州機場，張家口機場的部分工程。

    4、污水處理廠：據不完全統計國內80％的污水處理廠伸縮縫都是采用聚硫密封膠密封的。

    5、地鐵及隧道工程：北京地鐵安定門車站的防水工程、天安門東站的頂板都是用聚硫密封膠密封的。

    6、航天航空業：飛機油箱、座艙的密封（軍工產品）。

    7、汽車工業：汽車門的防震密封。

    8、石油化工：汽、煤、柴各種燃油的貯油罐的防腐密封。化工產品貯槽的密封，如焦作化電集團聚合氯化鋁車間的結晶貯池就是我公司密封膠，長期處在80℃左右和酸性環境中使用，至今已有半年以上未發現有任何滲漏現象。

    9、電子電器工業：如冰箱、冰柜的玻璃門。 

    五、施工工藝及注意事項

    由于聚硫密封膠都是雙組份膏狀物，隨用隨時混合，這給施工帶來一定的不便，但只要記住兩句話、8個字就可以了，即“界面清潔、混膠均勻”。

    1、界面清潔：不能有水、油污、灰塵等。雨天不能施工，氣溫在5℃以下不宜施工。

    2、混膠均勻：這是非常重要的，不能有色差，如果混合不均勻，就會固化慢或者長時間不固化，或失去粘合力，從而影響工程質量。

    3、固化速度調控：因為固化速度受氣候條件的影響，最好事先做些小試驗。如果固化過快（如l小時以內）可適量減少B組份用量；固化過慢，可適當增加B組份用量。

    4、為提高工程質量，在被粘結的介面上，事先刷上一層專用的基層處理劑，待其干后再嵌填密封膠。

    5、密封膠對被粘結的介質不同會產生不同的粘結效果；尤其是對天然石料。所以必要時定貨前可先把被粘結的材料送到密封膠的生產廠家進行試驗，這就避免給工程造成不必要的麻煩。

    六、結語

    隨著我國現代化建設的不斷發展，人民生活水平的日益提高，聚硫密封膠的應用領域在不斷的擴寬，我們應努力提高技術水平和產品質量，目前急需解決的問題是：

    1、擴大我國液體聚硫膠的生產規模。目前僅靠錦西化工研究院500噸／年的裝置是遠遠不夠的。

    2、盡快研制能在潮濕基面施工的聚硫密封膠，以改善施工條件，并進一步研制不用“基層處理劑“的聚硫密封膠。

    3、研制新型的改性的聚硫橡膠，提高聚硫密封膠的穩定性能，以滿足各種工程的需要。