聚硫密封劑

國內(nèi)航空聚硫密封劑的研制始于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年代以后，人們逐漸將工藝性能列入密封劑的重要考核指標，構(gòu)建了國內(nèi)航空聚硫密封劑的框架；到2l世紀初，國內(nèi)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(nèi)未來航空聚硫密封劑的發(fā)展奠定了良好的基礎。

1.國內(nèi)聚硫密封劑的工藝類別

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

2.國內(nèi)聚硫密封劑材料體系

國內(nèi)航空聚硫密封劑體系可分為3代。目前正處于新老更替階段。

(1)以XM15、XM22和XM28等為代表的國內(nèi)第l代航空聚硫密封劑。其突出特點是力學性能優(yōu)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(fā)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，適用于刮涂施工(可加入適量溶劑調(diào)節(jié)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(nèi)最新型的航空聚硫密封劑產(chǎn)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(nèi)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(yè)先進包裝設備的帶動下，發(fā)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(xiàn)大范圍應用。

在施工工具方面，國內(nèi)仍以刮刀和注膠槍為主，輔以自制的整形工具；在施工裝備水平上，國內(nèi)還未形成系統(tǒng)化和規(guī)范化。

4.行業(yè)規(guī)范

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

5.供應商

國內(nèi)從事航空聚硫密封劑研制和生產(chǎn)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于國內(nèi)先進水平，其產(chǎn)品基本覆蓋國內(nèi)航空聚硫密封劑市場。此外，西飛晨光公司也生產(chǎn)個別牌號的密封劑產(chǎn)品。

(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(nèi)充填干燥劑，周邊用密封劑密封的玻璃制品。由于玻璃之間空氣層長期保持干燥狀態(tài)，使中空玻璃制品具有隔熱、隔音、不結(jié)露等特點，因此它是一種重要的節(jié)能玻璃制品，廣泛用于建筑門窗、鑲嵌玻璃、新型節(jié)能車輛、制冷設備等領域。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(jié)構(gòu)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(yè)性。

2.聚硫中空玻璃密封劑

以液態(tài)聚硫橡膠為基材的密封劑具有優(yōu)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。

正是由于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(tài)聚硫橡膠最大的應用領域，消費量占液態(tài)聚硫橡膠總量的70%以上。

近年來，隨著我國建筑業(yè)的迅猛發(fā)展及技術水平的提高，作為新型節(jié)能建筑材料的中空玻璃越來越受到青睞，由以往只用于高檔建筑，迅速向普通建筑等領域普及，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)建筑用密封劑

1.建筑密封劑的性能要求

建筑密封劑通常分為地上建筑用和地下建筑用2種。在地上建筑用途上，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(chǎn)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(gòu)件具有穩(wěn)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(chǎn)生龜裂；

(5)良好的施工作業(yè)性。

在地下建筑用途上，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(chǎn)生龜裂；

(2)對被密封構(gòu)件具有穩(wěn)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(yè)性好，能很好的填充到接縫里；

(6)對密封件不產(chǎn)生污染，無腐蝕，對人體無害。

2.聚硫建筑密封劑

聚硫密封劑是最早應用于建筑的彈性密封材料，對金屬、石材、混凝土和各種涂裝料有著牢固粘接性，因而在建筑上被廣泛使用。2001年我國聚硫建筑密封劑用量超過1200t。

世界上使用的建筑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。在地上建筑密封劑領域，聚硫密封劑和其它材料競爭激烈。而在地下建筑密封劑領域，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(yōu)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，并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(xié)會標準(CECS)《混凝土貯液構(gòu)筑物變形縫設計規(guī)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(yè)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(huán)保、水利等事業(yè)迅速發(fā)展，對建筑防水密封劑的需求迅速增長，而國內(nèi)聚硫防水密封劑尚處于起步階段，生產(chǎn)廠家很少，品種較少，發(fā)展?jié)摿薮蟆?

(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(yōu)良的耐油性，對金屬、塑料也有優(yōu)良的粘接性，無論軍用還是民用飛機，在要求動態(tài)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(yè)中，用作客車車廂接縫的密封；船舶工業(yè)中，用作船甲板接縫的密封；在核電工業(yè)中，用作防輻射密封劑等。

固態(tài)聚硫橡膠的使用范圍較窄，目前僅是將它與合成橡膠并用以提高制品的耐油性。另外，將液態(tài)聚硫橡膠的末端變成OH基后，利用其與異氰酸鈉的反應，就可向聚氨酯的用途方面發(fā)展。LP型液態(tài)聚硫橡膠的硫黃結(jié)合數(shù)是2個。然而最近出現(xiàn)了具有3～ 4個硫黃結(jié)合數(shù)的液態(tài)聚硫橡膠，其在二烯類橡膠中具有能有效利用的可能性，正期待著今后的應用。