液体聚硫橡胶

高分子化合物

液体聚硫橡胶指低分子量的聚硫橡胶。几乎是无气味的粘稠状液体。具有耐油、耐溶剂、耐氧和臭氧、耐水、耐高低温等优良性能。在中性介质和常温下稳定，可贮存几年，但在酸性介质中则发生分解。可在常温下硫化，以无机氧化物、过氧化物、醌二肟、胺类化合物等为硫化剂。用于航空、电子和电气等工业小作为耐溶剂和防水等密封材料，也可用火箭燃料的胶粘剂。可由甲醛缩二-β-氯乙醇与四硫化钠缩聚成高分子聚硫橡胶后，再经脱硫、断链、凝聚等步骤而制得。

理化性能

聚硫橡胶是由饱和的碳氢键及硫硫键结合而成的高分子化合物，液体聚硫橡胶大部分是亚乙基缩甲醛的二硫聚合物。液体聚硫橡胶的耐燃油老化试验结果表明，其耐油性好，在加入偏氯乙烯一丙烯腈胶乳后，薄膜耐油性明显提高。液体聚硫橡胶中，增加乙基比例，薄膜强度增加，回弹性好，耐油性提高，但易结晶。当提高二氯丙烷用量达37%(mol)时，薄膜的抗张强度为1.5MPa，伸长率1500%。液体聚硫橡胶分子链上含有硫原子，使胶乳对混凝土表面具有很好的粘附力，对混凝土的剥离强度可达58.8N/25mm以上。聚硫橡胶对各种材料的粘接性好，且耐应力开裂，薄膜的抗张强度大于3MPa时，在0.25MPa静压下，100h保持完好。此外，液体聚硫橡胶具有良好的低温挠屈性及耐大气老化、耐水、耐烃类溶剂等性能。

发展概况

1927年，美国的J.CPatrick等用有机二氯化物和多硫化钠缩聚制备出了橡胶态的高硫化物后，于1927年组成了Thiokol Chemical公司，在新泽西州的Kansan开始生产固体聚硫橡胶。前苏联在1955年开始工业化生产液体聚硫橡胶，在喀山市生产能力为4kt/a。日本开发较晚，在1969年前主要从美国进口。至1969年日本东丽聚硫公司引进美国技术及积水化学公司采用自行开发的技术开始生产液体聚硫橡胶，世界上英国、法国、德国、加拿大等许多国家都已自行生产聚硫橡胶。我国于20世纪50年代后期开始生产聚硫橡胶，在独立自主地发展了自己的聚硫橡胶体系后，由沈阳市辽中化工总厂等开发出了液体聚硫橡胶，从而填补了国内生产的空白，并已在石油化工防腐等方面获得应用。

主要原料

聚硫胶乳是用二氯乙烷和1，2-二氯丙烷与多硫化钠共聚制成的多硫聚合物水分散体。在合成二氯乙醚中副产二氯乙烷，也可采用乙烯氯化法生成二氯乙烷，经加碱闪蒸，除去酸性物和焦油，精馏得高纯二氯乙烷。1,2-二氯丙烷是生产环氧丙烷和环氧氯丙烷的副产物。每生产1t环氧氯丙烷产生1,2-二氯丙烷110kg，每生产1t环氧丙烷生产1,2一二氯丙烷100kg。随着国内环氧丙烷和环氧氯丙烷装置的增加，被焚烧，造成资源浪费。用于生产液体聚硫橡胶，副产1,2-二氯丙烷将会大量过剩，过去曾是对1,2-二氯丙烷开发利用的途径。

制备工艺

①1,2-二氯丙烷的精制：在环氧丙烷生产过程中，副产1,2-二氯丙烷的纯度为90%，进行精馏，得高纯1,2-二氯丙烷。

②制备多硫化钠：用NaOH和硫磺在100℃下反应1h，制成四硫化钠。

③缩聚：反应在常压、70~75℃下于缩聚釜中，用氢氧化镁为分散剂，拉开粉为乳化剂，首先生成四硫聚合物, 再在859℃脱硫反应1h，成为二硫聚合物。将缩聚而成的聚合物胶乳在水洗槽中水洗除去副产NaCl和多余的多硫化钠。分去上层水，即得到总固含量高、颗粒直径大的聚硫胶乳。

实际应用

液体聚硫橡胶是一种重要的特种合成橡胶品种，端基为活泼的醇基。由于可以用金属氧化物在常温下固化，使用方便，加之具有特别耐油、耐溶剂、耐老化的特性及优异的气密性、水密性和低温挠曲性，已经广泛应用于航空航天、汽车机械、建筑、船舶和石油化工及电气仪表等领域，特别在弹性密封剂领域的需求飞速增长。

液体聚硫橡胶可用于高层建筑及土木工程的粘合剂，如用于高层建筑幕墙结构及预制成装配式结构外墙伸缩缝的密封粘接，具有防水、防震、防尘、耐大气老化、粘合力强、使用期长的优点。可用于中空玻璃密封胶，能防止潮气侵入，防震、隔音，大量用于玻璃保温和建筑密封材料，显示出强的耐寒性、耐紫外光、耐油、优良的热稳定性、低温柔软性和抗破坏性。可用于高速公路及机场跑道的连接密封，混凝土的接缝密封，防水隔离层，桥板伸缩缝的隔离层等。如用于楼房平台的防水隔离层，具有耐水渗透的优点，能长期使用。

近年，建筑用密封剂已在高、中层大楼中获得广泛应用，现已开发出提高聚硫密封剂粘合性、耐候性、耐久性且不污染外装修材料的施工方法。将不污染外壁面的聚硫密封剂用于外侧，内侧使用有机硅密封剂，此法可降低建筑物外壁面清扫或清洗的成本。用液体聚硫橡胶增韧环氧树脂，较环氧树脂的粘合性、耐化学品性提高，兼有两者特长，具有优良的挠屈性、耐冲击性、气密性。在土木建筑粘合剂、硫磺水泥增韧剂、环氧一聚硫漆等，聚硫橡胶的加入量为环氧树脂的10%-20%。如用于新旧混凝土面的粘接层，其粘接性好，抗水渗透。液体聚硫橡胶也适用于航空航天业用密封剂，可用于机翼整体油箱密封、飞机电气元件密封、飞机座舱密封、机翼表面和边缘、机身铆钉密封等。如用于机翼整体油箱密封，耐燃油、低温挠曲性好，与铝合金粘合力强，耐大气性强，抗电晕。将聚硫橡胶用于火箭推进剂和粘接剂，固化前为流动态，易于浇注成型，低温柔软性好，耐冲击震动。此外，液体聚硫橡胶也适用于船舶、铁路运输、汽车工业的密封胶。

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