目录 |
聚硫密封剂是指以液体聚硫橡胶为基体，可在室温条件下通过硫化作用，成为具有良好粘接力的弹性密封材料[1]。由于在聚硫橡胶分子主链中存在较多硫原子,提高了分子极性,所以该材料具有优良的耐航空燃料的能力,同时还具备优良的气密、水密、耐大气老化和耐酸碱介质的能力,因此被广泛用于航空航天领域,尤其是飞机的油箱密封,从上个世纪40年代起始采用聚硫密封剂,至今仍然广泛使用[2]。
(一)中空玻璃用密封剂
1.中空玻璃密封剂的性能要求
中空玻璃是由2片或2片以上平板玻璃，周边用金属隔条使其保持一定间隔，金属隔条内充填干燥剂，周边用密封剂密封的玻璃制品。由于玻璃之间空气层长期保持干燥状态，使中空玻璃制品具有隔热、隔音、不结露等特点，因此它是一种重要的节能玻璃制品，广泛用于建筑门窗、镶嵌玻璃、新型节能车辆、制冷设备等领域。中空玻璃密封剂应满足以下性能要求：
(1)低的水蒸汽、气体透过率。
(2)需保持对玻璃、隔条的长期粘接力。
(3)具有足够的结构强度。
(4)在拉伸方向上应具有对0～10％拉伸应变罐装的随从性。
(5)良好的施工作业性。
2.聚硫中空玻璃密封剂
以液态聚硫橡胶为基材的密封剂具有优异的水蒸汽、气体的阻隔性，粘接性和耐候性，最适合作中空玻璃密封剂。在中空玻璃密封剂领域，与聚硫密封剂竞争的有聚氨酯密封剂、硅酮密封剂和热塑性丁基胶条等几种。
正是由于聚硫密封剂具有比较平衡的性能，使其在中空玻璃密封剂中一直占领先地位，约占总量的80％左右。在我国，中空玻璃密封剂是液态聚硫橡胶最大的应用领域，消费量占液态聚硫橡胶总量的70％以上。
近年来，随着我国建筑业的迅猛发展及技术水平的提高，作为新型节能建筑材料的中空玻璃越来越受到青睐，由以往只用于高档建筑，迅速向普通建筑等领域普及，特别是随着塑钢窗的推广应用，中空玻璃更是深入到普通民居。随着中空玻璃用量的飞速增长，聚硫中空玻璃密封剂的消费迅速增加，2001年我国聚硫中空玻璃密封剂用量已超过2500t，且仍在迅速增长。
(二)建筑用密封剂
1.建筑密封剂的性能要求
建筑密封剂通常分为地上建筑用和地下建筑用2种。在地上建筑用途上，要考虑因温度、湿度变化而引起的长期作用及因地震、大风等短期作用产生的裂缝。为了持有长期的耐久性，密封剂应满足以下性能要求：
(1)低模量、高伸长；
(2)对被密封构件具有稳定耐久的粘接性；
(3)不污染粘接面、无毒、无害；
(4)良好的耐候性、长期使用不产生龟裂；
(5)良好的施工作业性。
在地下建筑用途上，对密封剂的耐水性提出了较高的要求，长期浸水部位的防水密封则要求密封剂在水中具有长期保持其性能的能力。因此，密封剂应满足以下性能要求：
(1)具有良好的耐候性、耐久性，长期使用不产生龟裂；
(2)对被密封构件具有稳定耐久的粘接性，对水中混凝土具有长期粘接性；
(3)水蒸汽透过率极低，具有非常好的防水功能和特性；
(4)不受菌类的侵蚀，对菌类的抵抗性极佳；
(5)施工作业性好，能很好的填充到接缝里；
(6)对密封件不产生污染，无腐蚀，对人体无害。
2.聚硫建筑密封剂
聚硫密封剂是最早应用于建筑的弹性密封材料，对金属、石材、混凝土和各种涂装料有着牢固粘接性，因而在建筑上被广泛使用。2001年我国聚硫建筑密封剂用量超过1200t。
世界上使用的建筑密封剂主要有聚硫橡胶系、硅酮系、改性硅酮系、聚氨酯系、丙烯酸酯系和丁基橡胶系等密封剂。在地上建筑密封剂领域，聚硫密封剂和其它材料竞争激烈。而在地下建筑密封剂领域，特别防水密封剂方面，聚硫密封剂有着其它密封材料不可比拟的优势。聚硫密封剂是国际上公认的唯一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，双组份聚硫密封剂已列人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》。主要包括以下工程：
(1)污水处理工程；
(2)饮用水工程，如工业用贮水槽、游泳池、饮用水贮水池、饮用水处理场、饮用水水渠等；
(3)其它防水工程，如运河、堤防工程、地铁、电厂冷却塔、灌溉水渠、桥梁、机场等。
近年来，我国环保、水利等事业迅速发展，对建筑防水密封剂的需求迅速增长，而国内聚硫防水密封剂尚处于起步阶段，生产厂家很少，品种较少，发展潜力巨大。
(三)航空用密封剂
聚硫密封剂在飞机上的应用已有50多年的历史，聚硫密封剂的固化物具有优良的耐油性，对金属、塑料也有优良的粘接性，无论军用还是民用飞机，在要求动态气密、油密、水密的密封中都是适用的。使用的部位有飞机整体油箱、座舱及其它气密性密封，但其用量占聚硫密封剂总量的比例不大。
(四)其它应用
聚硫密封剂在汽车、船舶、核电等领域均有广泛的应用。如汽车工业中，用作客车车厢接缝的密封；船舶工业中，用作船甲板接缝的密封；在核电工业中，用作防辐射密封剂等。
国内航空聚硫密封剂的研制始于20世纪50年代，早期的聚硫密封剂多为仿苏材料，仪追求高性能而对工艺性能要求考虑较少。20世纪80年代以后，人们逐渐将工艺性能列入密封剂的重要考核指标，构建了国内航空聚硫密封剂的框架；到2l世纪初，国内航空聚硫密封剂在众多技术领域取得了突破，主要包括液体聚硫橡胶的改性技术、聚硫密封剂的耐高温技术、低密度技术、无铬缓蚀技术和低黏附力技术等，从而为国内未来航空聚硫密封剂的发展奠定了良好的基础。
1.国内聚硫密封剂的工艺类别
目前，国内已具有满足美国宇航标准的A、B、C类航空聚硫密封剂产品和相关技术，但原有的黏度较大、工艺规格单一的聚硫密封剂仍在使用，尚未实现完全更替。
2.国内聚硫密封剂材料体系
国内航空聚硫密封剂体系可分为3代。目前正处于新老更替阶段。
(1)以XM15、XM22和XM28等为代表的国内第l代航空聚硫密封剂。其突出特点是力学性能优异，但工艺性能较差，多为3组分、4组分，而且密封剂的组分无明显色差；其长期使用温度为-55～110℃，短期可在130℃时使用(一般作为通用型航空密封剂材料使用)。目前，XM22和XM28等还在沿用。
(2)第2代是在聚硫密封剂耐高温改性技术基础上发展起来的双组分密封剂 。其长期使用温度为-55～120℃，短期可在150℃时使用；该类密封剂的整体黏度仍然较大，适用于刮涂施工(可加入适量溶剂调节黏度)。
(3)第3代是以改性液体聚硫橡胶为基体，衍生出多种功能型聚硫密封剂，包括低密度型、高黏附力型、无铬缓蚀型和低黏附力型等)。其长期使用温度为-55～120℃，短期可在180℃时使用，涵盖A、B、C三类；该类密封剂是目前国内最新型的航空聚硫密封剂产品，性能可达到相关美国宇航标准要求。
3.包装和施工工具
在包装形式方面，国内航空聚硫密封剂的包装一直以罐装为主，近年来在国外及其他密封剂行业先进包装设备的带动下，发展了航空聚硫密封剂的双组分单包装、预混合冷冻包装和“香肠式”包装等形式，但至今尚未实现大范围应用。
在施工工具方面，国内仍以刮刀和注胶枪为主，辅以自制的整形工具；在施工装备水平上，国内还未形成系统化和规范化。
4.行业规范
国内航空聚硫密封剂的行业规范有HB 5483-1991《飞机整体油箱及燃油箱用聚硫密封剂通用规范》和HB 7752-2004(航空用室温硫化聚硫密封剂规范》，但上述行业标准还不能覆盖国内第3代航空聚硫密封剂材料。
5.供应商
国内从事航空聚硫密封剂研制和生产的单位主要是北京航空材料研究院，航空聚硫密封剂的技术处于国内先进水平，其产品基本覆盖国内航空聚硫密封剂市场。此外，西飞晨光公司也生产个别牌号的密封剂产品。