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國內建筑用密封膠的研究進展
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作者:v00399979
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發布時間: 2552天前
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密封膠是用于現場嵌填 、粘結接縫 、常溫固化的彈性 密封材料 ，是近 l0年迅速發展起來的新型建材 。隨著城市建筑現代化 、建筑設計施工技術進步 、 裝修檔次的不斷提高 ，密封膠在建筑工程和家庭裝 修中的消費量迅速增長，有力地推動著密封膠產業 發展。密封膠分彈性型和非彈性 型，彈性密封膠能經受接縫一定限度內的伸縮運動，具有粘接和密封的雙重功能，目前已是密封材料的主體。我國最早用于建筑的是聚硫型建筑結構接縫密封用膠 ，以后相 繼發展了硅酮和聚氨酯等高性能密封膠 ，其品種和數量也越來越多 ，發展十分迅速。
1 聚硫型密封膠
聚硫橡膠分子主鏈上含有硫原子 (其結構中含有一S 一鍵)，能在常溫甚至一l0℃硫化 ，硫化產品收縮性很小 ，制成的密封膠對各種被粘物有良好的粘接 性 ，耐臭氧 、耐候性好、耐油性好 ，濕 、氣透過性低 ，尤 其是具有長期耐水性 ，因而是防水密封膠的理想材料。液態聚硫橡膠的硫醇端基的化學性質比較活潑 ， 在常溫下可以和許多金屬氧化物、金屬過氧化物、無機氧化劑和有機過氧化物發生氧化反應，硫醇端基經氧化反應生成二硫鍵，形成高分子量的橡膠彈性體。
1．1 單組分聚硫型密封膠
液態聚硫橡膠只有在固化劑(硫化劑)作用下才能制成密封膠 ，固化劑可與活潑硫醇端基起反應而使液態多硫聚合物轉變為彈性體。過氧化鈣是單組分聚硫密封膠常用的固化劑，可用于；淺色密封膠 。全一武研制發明的聚硫聚脲增強的聚硫密封膠由液體聚硫橡膠 (分 子量 500-10000、100質量份)、金屬氧化物 (8~10質量份)、偶聯 劑(5-8質量份)、無機填料(30～50質量份)、聚硫聚脲預聚體 、混合胺類組成，密封膠的力學性能比常用的聚硫密封膠提高 50％左右。趙志正等所開發的單組份聚硫氨酸甲酸酯密封膠用對一硝基亞芐基胺作為固化劑 。該固化劑在水解時能分解出對硝基苯甲醛，這種結晶物質又是一種能改善密封膠性能的填充劑。作者還就溫度對密封膠固化時間的影響、反應基團比例對密封膠性能的影響、填充劑用量對物理機械性能的影響以及填充劑品種對材料水溶脹性的影響進行了較全面的研究。
目前，聚硫密封膠在國外各類建筑物上應用已取得了較好的效果。然而單組份聚硫密封膠由于儲存穩定性差的問題至今尚未解決，生產及應用單位較少 。
1.2 雙組分聚硫型密封膠
雙組分聚硫型密封膠是 目前生產與應用較多的密封膠。活性二氧化錳是最常用的雙組分聚硫密封膠的固化劑。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定、耐紫外老化。
聚硫密封膠具有氣密性良好 ，固化劑用量的許可誤差范圍大 ，固化后強度高 ，在使用前密封膠的各組分能保持良好的狀態。在建筑工程中，雙組分聚硫密封膠得到了廣泛的推廣和應用 ，被大量地用于外墻預制板接縫處的密封。
鄭州中原應用技術研究開發有 限公司繼研制出主要用于建筑 、交通運輸制冷等行業。山東宇龍密封材料有限公司研制成功的中空玻璃用聚硫彈性密封膠 ，它屬室溫雙組分密封膠 ，分為主劑和固化劑 ，將二者混合后制成一種低粘度硫化固化較快的密封膠，從而加快施工進度，降低生產成本。河北街水華鑫橡塑有限公 司研制成功了一種雙組分聚硫防水密封膏，該密封膏具有 良好的耐久性 、氣密性和防水性 ，且無毒無害 、對環境 無污染 ，特別是在混凝土 、鋼筋等粘接中，其最大拉伸強度達到 0．87MPa，最 大伸長率不小于 273％，下垂度不大于3mm，使用壽命達 60年以上。
張憲武嘲所制備的改性聚硫中空玻璃密封劑具有優異的耐水 、耐候及耐紫外線老化性能，與傳統的聚硫中空玻璃密封劑相 比，成本低 、密度小 、外觀好 ，因此有很強的市場競爭力。另外研究還發現，用改性聚硫橡膠部分代替聚硫橡膠生產中空玻璃密封劑可以大大減少因生產聚硫橡膠而造成的廢水污染和能源浪費，該產品不僅經濟效益好，而且社會效益也比較突出。
喬守蓮等采用環氧樹脂改性聚硫橡膠制備的雙組份密封膠主要用于 中空玻璃周邊 的粘接與密封。兩組份都不含增塑劑和其他溶劑。一組份是以液體聚硫橡膠為主，另一組份以環氧樹脂為主 ，使用時，兩組份按一定比例混合 ，固化后可產生 良好的彈性和密封性和優異的耐水性及耐紫外線性能。聚硫密封膠 的不足之處是壓縮性大，易老化變硬 ，粘度及硬化速度對溫度的依賴性大 ，有臭味 ，適用溫度范 圍(根據配方不同)在一40～120~C。
2 硅酮型密封膠
目前市場上常見的有機硅密封膠主要有脫醋酸型 、脫酮肟型(硅酮型)、脫醇型等。由于脫醋酸型密封膠氣味大，有腐蝕性 ，脫醇型硫化速度慢 ，保存性和粘接性較差 ，因此脫酮肟型密封膠的用量逐步增加。硅酮密封膠除具有一般有機硅密封膠所具有的優良性能外 ，如耐寒、耐熱、耐老化、防水、防潮、伸縮疲勞強度高 、永久變形小、無毒等，還具有無臭、對一般材料無腐蝕的特點，因此通用性強，應用廣泛。
硅酮密封膠的基本成分是羥端基二有機硅氧烷聚合物和多官能硅氧烷交聯劑，同時添加催化劑 、補強劑、增粘劑 、顏料及輔助調節劑等，經復配 、混合、均化成在室溫濕氣(或雙組分混合)下能縮合固化(R rV)。RTV經交聯固化后為三維結構的彈性體。
2．1 單組分硅酮型密封膠
單組分硅酮建筑密封膠是以羥基封端的聚二甲基硅氧烷作基礎膠料 ，酮肟基硅烷作交聯劑，在無水的條件下與增塑劑、填料 、催化劑 、粘接促進劑 、硫化促進劑等混合均勻 ，灌裝在密封容器中 ，使用時從容器中擠 出，接觸大氣 中的濕氣后，硫化成性能優異的彈性體。近年來單組分密封膠在建筑方面的應用發展很快，它可用作預制件的嵌縫密封材料 、防水堵漏材料以及金屬窗框上鑲嵌玻璃的密封料。
鄭強發明可修飾性 的有機硅密封膠，它的組份按質量份數計 的含量如下 ：羥基封端的聚有機硅氧烷 100份 、羥基 封端的改性聚有 機硅氧烷 10-50 份 、填料 5～2o0份 、交聯劑 l～lO份 、催化劑 0．Ol～2 份 、增粘劑 0．1～lO份。制備時先將填料干燥 ，然后將羥基封端的聚有機硅氧烷和羥基封端的改性有機硅氧烷及填料在_0．O1～O．O1MPa的真空密封條件下混合 ，再加入增 粘劑 、交聯劑 和催化劑混合均勻 ，真空脫除氣泡 ，密封保存即可 ，該密封膠能夠被醇酸 、丙烯酸以及聚氨酯類涂料涂敷 、生產及施工方便、環境友好 、粘接性能好 ，儲存性穩定。
另外 ，楊順生發明了納米稀土硅酮密封膠 ，他在原常溫硅酮密封膠的基礎上，增加了稀土元素、納米活性物質，與現有技術相比，提高產品的密封性能，彌補其在耐高、低溫上存在的缺陷，達到高度密封的要求 ，可廣泛用于電子元件 、家用電器 、電熱電極 以及各種元件的定位 固定 ，粘接 、密封，耐溫范圍為 ：一60～+300oC，耐壓力可達 l0MPa。
王有治研究制備了一種 中性硅酮石材密封膠 ，其特點是采用一二羥基聚硅氧烷為基料 ，引入硅烷內增塑劑及其輔助添加劑 ，如甲基羥基聚二甲基硅烷 、二氧化硅 、甲基三甲氧基硅烷和有機鈦 、有機錫化合物等 ，于真空度 0．06-0．095MPa進行化學反應制得 中性硅酮石材密封膠 。生產過程中無三廢產生，有顯著的經濟效益和社會效益 。
王有治還研究制備了阻燃性硅酮結構密封膠，該密封膠采用結構式為 僅，‘I)一二羥基聚硅氧烷 100份(質量份下同)，活性碳酸鈣 60-100份 ，加入真空攪拌機內于溫度 80-150~C、真空度 0．06-0．099MPa，脫水共混 30～300min，冷卻得到基料，在室溫下將 l，3，5，7一四甲基環 四硅氧烷 0．03-0．2份 、處理堿式碳酸鋅 lO～5O份 、交聯劑 2～l5份 ，硅烷偶聯劑 0．5～ 5份 、催化劑 0．5～5份 、鉑螯合物 0．05-5份 、聚二甲基硅氧烷 l～lO份加入高速分散攪拌機或行星攪拌機內與基料一起于真空度 0．06-0．099MPa、轉速 20- 600r／min進行化學反應 30～150min制得單組分室溫硫化阻燃性硅酮密封膠。該密封膠具有很好的物理力學性能 、阻燃性 、粘接性及儲存穩定性。
何汾發明了一種中性硅酮密封膠，該密封膠采用八甲基環 、四硅氧烷 、碳酸鈣 、沉淀 SiO 、六 甲基二硅氮烷 、氣相 SiOz、正硅酸乙酯和二丁基二月桂酸錫為原料在常溫下制成中性硅酮密封膠，具有對金屬無腐蝕作用 ，粘合性好，成本低等優點。
1 聚硫型密封膠
聚硫橡膠分子主鏈上含有硫原子 (其結構中含有一S 一鍵)，能在常溫甚至一l0℃硫化 ，硫化產品收縮性很小 ，制成的密封膠對各種被粘物有良好的粘接 性 ，耐臭氧 、耐候性好、耐油性好 ，濕 、氣透過性低 ，尤 其是具有長期耐水性 ，因而是防水密封膠的理想材料。液態聚硫橡膠的硫醇端基的化學性質比較活潑 ， 在常溫下可以和許多金屬氧化物、金屬過氧化物、無機氧化劑和有機過氧化物發生氧化反應，硫醇端基經氧化反應生成二硫鍵，形成高分子量的橡膠彈性體。
1．1 單組分聚硫型密封膠
液態聚硫橡膠只有在固化劑(硫化劑)作用下才能制成密封膠 ，固化劑可與活潑硫醇端基起反應而使液態多硫聚合物轉變為彈性體。過氧化鈣是單組分聚硫密封膠常用的固化劑，可用于；淺色密封膠 。全一武研制發明的聚硫聚脲增強的聚硫密封膠由液體聚硫橡膠 (分 子量 500-10000、100質量份)、金屬氧化物 (8~10質量份)、偶聯 劑(5-8質量份)、無機填料(30～50質量份)、聚硫聚脲預聚體 、混合胺類組成，密封膠的力學性能比常用的聚硫密封膠提高 50％左右。趙志正等所開發的單組份聚硫氨酸甲酸酯密封膠用對一硝基亞芐基胺作為固化劑 。該固化劑在水解時能分解出對硝基苯甲醛，這種結晶物質又是一種能改善密封膠性能的填充劑。作者還就溫度對密封膠固化時間的影響、反應基團比例對密封膠性能的影響、填充劑用量對物理機械性能的影響以及填充劑品種對材料水溶脹性的影響進行了較全面的研究。
目前，聚硫密封膠在國外各類建筑物上應用已取得了較好的效果。然而單組份聚硫密封膠由于儲存穩定性差的問題至今尚未解決，生產及應用單位較少 。
1.2 雙組分聚硫型密封膠
雙組分聚硫型密封膠是 目前生產與應用較多的密封膠。活性二氧化錳是最常用的雙組分聚硫密封膠的固化劑。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定、耐紫外老化。
聚硫密封膠具有氣密性良好 ，固化劑用量的許可誤差范圍大 ，固化后強度高 ，在使用前密封膠的各組分能保持良好的狀態。在建筑工程中，雙組分聚硫密封膠得到了廣泛的推廣和應用 ，被大量地用于外墻預制板接縫處的密封。
鄭州中原應用技術研究開發有 限公司繼研制出主要用于建筑 、交通運輸制冷等行業。山東宇龍密封材料有限公司研制成功的中空玻璃用聚硫彈性密封膠 ，它屬室溫雙組分密封膠 ，分為主劑和固化劑 ，將二者混合后制成一種低粘度硫化固化較快的密封膠，從而加快施工進度，降低生產成本。河北街水華鑫橡塑有限公 司研制成功了一種雙組分聚硫防水密封膏，該密封膏具有 良好的耐久性 、氣密性和防水性 ，且無毒無害 、對環境 無污染 ，特別是在混凝土 、鋼筋等粘接中，其最大拉伸強度達到 0．87MPa，最 大伸長率不小于 273％，下垂度不大于3mm，使用壽命達 60年以上。
張憲武嘲所制備的改性聚硫中空玻璃密封劑具有優異的耐水 、耐候及耐紫外線老化性能，與傳統的聚硫中空玻璃密封劑相 比，成本低 、密度小 、外觀好 ，因此有很強的市場競爭力。另外研究還發現，用改性聚硫橡膠部分代替聚硫橡膠生產中空玻璃密封劑可以大大減少因生產聚硫橡膠而造成的廢水污染和能源浪費，該產品不僅經濟效益好，而且社會效益也比較突出。
喬守蓮等采用環氧樹脂改性聚硫橡膠制備的雙組份密封膠主要用于 中空玻璃周邊 的粘接與密封。兩組份都不含增塑劑和其他溶劑。一組份是以液體聚硫橡膠為主，另一組份以環氧樹脂為主 ，使用時，兩組份按一定比例混合 ，固化后可產生 良好的彈性和密封性和優異的耐水性及耐紫外線性能。聚硫密封膠 的不足之處是壓縮性大，易老化變硬 ，粘度及硬化速度對溫度的依賴性大 ，有臭味 ，適用溫度范 圍(根據配方不同)在一40～120~C。
2 硅酮型密封膠
目前市場上常見的有機硅密封膠主要有脫醋酸型 、脫酮肟型(硅酮型)、脫醇型等。由于脫醋酸型密封膠氣味大，有腐蝕性 ，脫醇型硫化速度慢 ，保存性和粘接性較差 ，因此脫酮肟型密封膠的用量逐步增加。硅酮密封膠除具有一般有機硅密封膠所具有的優良性能外 ，如耐寒、耐熱、耐老化、防水、防潮、伸縮疲勞強度高 、永久變形小、無毒等，還具有無臭、對一般材料無腐蝕的特點，因此通用性強，應用廣泛。
硅酮密封膠的基本成分是羥端基二有機硅氧烷聚合物和多官能硅氧烷交聯劑，同時添加催化劑 、補強劑、增粘劑 、顏料及輔助調節劑等，經復配 、混合、均化成在室溫濕氣(或雙組分混合)下能縮合固化(R rV)。RTV經交聯固化后為三維結構的彈性體。
2．1 單組分硅酮型密封膠
單組分硅酮建筑密封膠是以羥基封端的聚二甲基硅氧烷作基礎膠料 ，酮肟基硅烷作交聯劑，在無水的條件下與增塑劑、填料 、催化劑 、粘接促進劑 、硫化促進劑等混合均勻 ，灌裝在密封容器中 ，使用時從容器中擠 出，接觸大氣 中的濕氣后，硫化成性能優異的彈性體。近年來單組分密封膠在建筑方面的應用發展很快，它可用作預制件的嵌縫密封材料 、防水堵漏材料以及金屬窗框上鑲嵌玻璃的密封料。
鄭強發明可修飾性 的有機硅密封膠，它的組份按質量份數計 的含量如下 ：羥基封端的聚有機硅氧烷 100份 、羥基 封端的改性聚有 機硅氧烷 10-50 份 、填料 5～2o0份 、交聯劑 l～lO份 、催化劑 0．Ol～2 份 、增粘劑 0．1～lO份。制備時先將填料干燥 ，然后將羥基封端的聚有機硅氧烷和羥基封端的改性有機硅氧烷及填料在_0．O1～O．O1MPa的真空密封條件下混合 ，再加入增 粘劑 、交聯劑 和催化劑混合均勻 ，真空脫除氣泡 ，密封保存即可 ，該密封膠能夠被醇酸 、丙烯酸以及聚氨酯類涂料涂敷 、生產及施工方便、環境友好 、粘接性能好 ，儲存性穩定。
另外 ，楊順生發明了納米稀土硅酮密封膠 ，他在原常溫硅酮密封膠的基礎上，增加了稀土元素、納米活性物質，與現有技術相比，提高產品的密封性能，彌補其在耐高、低溫上存在的缺陷，達到高度密封的要求 ，可廣泛用于電子元件 、家用電器 、電熱電極 以及各種元件的定位 固定 ，粘接 、密封，耐溫范圍為 ：一60～+300oC，耐壓力可達 l0MPa。
王有治研究制備了一種 中性硅酮石材密封膠 ，其特點是采用一二羥基聚硅氧烷為基料 ，引入硅烷內增塑劑及其輔助添加劑 ，如甲基羥基聚二甲基硅烷 、二氧化硅 、甲基三甲氧基硅烷和有機鈦 、有機錫化合物等 ，于真空度 0．06-0．095MPa進行化學反應制得 中性硅酮石材密封膠 。生產過程中無三廢產生，有顯著的經濟效益和社會效益 。
王有治還研究制備了阻燃性硅酮結構密封膠，該密封膠采用結構式為 僅，‘I)一二羥基聚硅氧烷 100份(質量份下同)，活性碳酸鈣 60-100份 ，加入真空攪拌機內于溫度 80-150~C、真空度 0．06-0．099MPa，脫水共混 30～300min，冷卻得到基料，在室溫下將 l，3，5，7一四甲基環 四硅氧烷 0．03-0．2份 、處理堿式碳酸鋅 lO～5O份 、交聯劑 2～l5份 ，硅烷偶聯劑 0．5～ 5份 、催化劑 0．5～5份 、鉑螯合物 0．05-5份 、聚二甲基硅氧烷 l～lO份加入高速分散攪拌機或行星攪拌機內與基料一起于真空度 0．06-0．099MPa、轉速 20- 600r／min進行化學反應 30～150min制得單組分室溫硫化阻燃性硅酮密封膠。該密封膠具有很好的物理力學性能 、阻燃性 、粘接性及儲存穩定性。
何汾發明了一種中性硅酮密封膠，該密封膠采用八甲基環 、四硅氧烷 、碳酸鈣 、沉淀 SiO 、六 甲基二硅氮烷 、氣相 SiOz、正硅酸乙酯和二丁基二月桂酸錫為原料在常溫下制成中性硅酮密封膠，具有對金屬無腐蝕作用 ，粘合性好，成本低等優點。
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