聚脲涂料介紹

聚脲涂料1發(fā)展歷程噴涂聚脲彈性體技術(shù)是在聚氨酯RIM技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，正如聚氨酯RIM技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了純聚氨酯、聚氨酯（脲）到聚脲三個階段一樣，噴涂聚脲彈性體技術(shù)也經(jīng)歷了三個階段。表1噴涂聚脲彈性體技術(shù)的發(fā)展階段階段第一代第二代第三代體系聚氨酯聚氨酯（脲）聚脲異氰酸酯組份MDI基MDI基MDI基活性氫組份伯羥基多元醇、二醇擴鏈劑、催化劑伯羥基多元醇、芳香族二胺擴鏈劑、催化劑端氨基聚醚、二胺擴鏈劑主要優(yōu)/缺點優(yōu)點：價廉缺點：對水敏感，極易發(fā)泡；力學性能差等優(yōu)點：價格適中缺點：發(fā)泡、力學性能一般優(yōu)點：對溫度及濕度不敏感，力學性能好，耐老化性能突出缺點：成本較高在美國，Texaco（現(xiàn)屬Huntsman）公司的DudleyJ.PrimeauxII率先研發(fā)成功噴涂聚脲彈性體技術(shù)，1989年首次發(fā)表研究論文。1991年該技術(shù)在北美地區(qū)投入商業(yè)應用，立即顯示出其優(yōu)異的綜合性能，受到用戶歡迎。開發(fā)噴涂聚脲體系的公司還有Huntsman>EnviroChem、SpecialityProductsInc、SignatureLining、MobileEnterprise和MadisonChemicalIndustriesInc等。澳大利亞于1993年引進該技術(shù)，日本于1995年引進該技術(shù)，韓國于1997年引進該技術(shù)，并相繼投入商業(yè)應用。在我國，青島海洋化工研究院于1995年開始噴涂聚脲技術(shù)的前期探索應用，1997年從國外購進了最新的噴涂設(shè)備。湖南省德謙新材料有限公司從美國引進該技術(shù)，經(jīng)過消化吸收，從2002年開始已在皮卡車廂耐磨、電力建設(shè)、石油石化防腐、建筑防水等領(lǐng)域大規(guī)模的推廣應用。自京津城際高速鐵路建設(shè)開始我國的新建高速鐵路包括國家規(guī)劃的四縱四橫高速鐵路的混泥土橋梁面均設(shè)計使用聚脲作為防水層，這是聚脲誕生以來全世界范圍內(nèi)用量最大的工程，把聚脲的發(fā)展推向一個新高潮。同時由于有高鐵項目的支撐，聚脲從原材料，配方，施工設(shè)備及施工工藝等方面均得到了極大的提高和發(fā)展，有力推動聚脲在其他行業(yè)如：電力，交通，石油等行業(yè)的應用和發(fā)展。2涂料特點在聚氨酯體系中，為了提高反應活性，必須加入催化劑，催化劑在催化羥基與異氤酸酯反應的同時也催化異氤酸酯與水發(fā)生反應，產(chǎn)生氣，導致材料性能急劇下降；聚脲體系則完全不同，它使用了端胺基聚醚和胺擴鏈劑作為活性氫組分，與異氤酸酯組分的反應活性極高，無須任何催化劑，即可在室溫(甚至0°C以下)瞬間完成反應。各反應的化學方程式如下：聚氨酯反應： R-NCO+ROHcatalystRHNCOOR'聚脲反應： R-NCO+RNH2RNHCONHR異氤酸酯與水的反應：R-NCO+H2OcatalystRNHCOOHRNHCOOHRNH2+CO2f(氣體)噴涂聚脲彈性體涂料通常具有以下特點：不含催化劑，快速固化，可在任意曲面、斜面及垂直上噴涂成型，不產(chǎn)生流掛現(xiàn)象，5秒鐘凝膠，1分鐘即可達到步行強度。對濕氣、溫度不敏感，施工時不受環(huán)境溫度、濕度的影響(可在-28CT施工；可在冰面上噴涂固化)。雙組分，100%固含量，不含任何揮發(fā)性有機物(VOC)，對環(huán)境友好，無污染施工，衛(wèi)生施工無害使用。熱噴涂，一次施工厚度范圍可從數(shù)百微米到數(shù)厘米，克服了以往多次施工的弊病。優(yōu)異的理化性能，極高的抗張抗沖擊強度、防腐蝕、耐磨性、防濕滑、耐老化等。具有良好的熱穩(wěn)定性，可在120C下長期使用，可承受350C的短時熱沖擊。原形再現(xiàn)性好，涂層連續(xù)、致密，無接縫，無針孔，美觀實用耐久。使用成套設(shè)備施工，效率極高；一次施工即可達到設(shè)計厚度要求，設(shè)備配有多種切換模式，既可噴涂，也可澆佳。并可通過施工工藝控制接達到防滑效果。具有良好的粘結(jié)力，可在鋼材、木材、混凝土等底材上噴涂成型。3施工工藝噴涂聚脲設(shè)備的工作原理為A(異氤酸酯組分)、R(活性氫組分)兩種物料分別經(jīng)由各自的抽料泵從料桶輸送至主機進行計量，加壓，升溫，然后輸送至噴槍，在噴槍混合后噴出。計量輸送和混合系統(tǒng)是噴涂設(shè)備的兩個主要系統(tǒng)。因此，噴涂聚脲設(shè)備必須具有：平穩(wěn)的物料輸送系統(tǒng)，精確的物料計量系統(tǒng)，均勻的物料混合系統(tǒng)，良好的物料霧化系統(tǒng)及方便的物料清洗系統(tǒng)。

3.1噴涂設(shè)備3.1.1H20/35聚脲噴涂機設(shè)備簡介：該設(shè)備是美國GUSMER生產(chǎn)的經(jīng)典聚脲噴涂設(shè)備，現(xiàn)GUSMER已被GRACO收購。圖1H20/35聚脲噴涂機設(shè)備參數(shù)：最大輸出量：10.8公斤/分鐘最大額定壓力：240巴（3500psi）原料粘度：250-1500cps重量：260公斤外形尺寸：H=119cm,W=102cm,D=56cm電源：40安培，3x380V，50Hz，20.5千瓦3.1.2ReactorH-XP3型液壓驅(qū)動聚脲噴涂機圖2ReactorH-XP3聚脲噴涂機設(shè)備簡介：該設(shè)備是美國GRACO生產(chǎn)的新一代聚脲噴涂。綜合了原有GUSMER以及GRACO特點。最大流體工作壓力：3500PSI（24.1MPa241Bar）最高流體溫度：88°C（190°F）最大輸出：2.8加侖/分鐘（10.6升/分鐘）每周的泵出量：0.042加侖（0.16升）軟管最大長度：310英尺（125米）電源：380伏，35安培，20400瓦重量：597磅（271千克）管道最大長度：125M3.2聚脲噴涂機系統(tǒng)示意圖圖3聚脲噴涂機系統(tǒng)示意圖3.3聚脲噴涂工藝噴涂聚脲涂料的施工工藝分為：底材處理、聚脲涂料噴涂、后處理、密封膠施工、面漆施工（非必選項）。底材處理是保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵，可分為金屬底材和混凝土底材。金屬底材處理，首先將底材噴砂處理至Sa2.5級，對于焊縫等缺陷部位，用環(huán)氧膩子找平，使整個底材能夠平滑過渡，待環(huán)氧膩子固化后用角磨機磨平。然后清潔底材，輥涂或刷涂兩道配套底漆。混凝土底材處理，對混凝土預制件進行拋丸處理，或者用角磨機、高壓水槍等清除表面的灰塵、浮渣。待底材完全干燥后，用堵縫料進行表面找平，需堵縫部位待堵縫料固化后用角磨機磨平。然后清除掉表面的污物，刷涂或輥涂一道配套底漆，待用。底漆重涂間隔最長為24小時，最短為3小時。聚脲涂料噴涂，聚脲涂層的噴涂應在底漆施工后3?168小時內(nèi)進行，如果間隔超過168小時，在噴涂聚脲涂層前一天應重新施工一道底漆，然后再施工聚脲層。在噴涂之前，應用干燥的高壓空氣吹掉表面的浮塵。噴涂前應考慮周圍環(huán)境情況，用塑料薄膜將周圍可能被污染的物品遮蔽，做好周圍環(huán)境的保護工作。噴涂設(shè)備施工參數(shù)如下：主加熱器溫度：A料70°CR料75°C長管保溫溫度：70C提料泵壓力：A料80?90psiR料80?90psi空氣壓力：80?90psi動態(tài)壓力：A料2200psiR料2200psi4技術(shù)指標隨著聚脲彈性體涂料的不斷發(fā)展，為了規(guī)范聚脲發(fā)展市場，我國于2006年建立了《HG/T3831—2006噴涂聚脲防護材料》化工行業(yè)標準，2009年建立了《GB/T23446—2009噴涂聚脲防水涂料》國家標準，《噴涂聚脲防水工程技術(shù)規(guī)范》標準正在建立過程中。為適應高速鐵路橋梁防水建設(shè)的需要，鐵道部科技司先后分別于2006年8月和2009年6月發(fā)布了《京津城際軌道交通工程混泥土橋面噴涂聚脲防水層技術(shù)條件和驗收標準》和《京滬高速鐵路混泥土橋面噴涂聚脲防水層暫行技術(shù)條件》。為配合國家規(guī)劃的四縱四橫高速鐵路的快速建設(shè)鐵道部科技司緊接著于同年十月發(fā)布了《客運專線鐵路橋梁混凝土橋面噴涂聚脲防水層暫行技術(shù)條件》隨著聚脲涂料的蓬勃發(fā)展，國內(nèi)聚脲行業(yè)的同仁們正在積極籌備準備建立聚脲涂料防腐領(lǐng)域的國家標準以及在電力，油汽輸送管道上應用等行業(yè)標準。表2HG/T3831—2006噴涂聚脲防護材料技術(shù)指標項目指標彈性涂料剛性材料通用型 防水型外觀固體含量/%>A組分為無色、黃色或棕色透明液體，B組分為各色液體95凝膠時間/s<4530干燥時間（表干）/min<105硬度邵A邵D75?95——55?75

耐沖擊性/kg.m> — 1.5耐陰極剝離性[1.5V,(65±5)°C,48h]拉伸強度/MPa>10一8無起泡，剝離距離<15mm20斷裂伸長率/%>15030020附著力/MPa鋼>4.5一8.0混凝土>2.0或底材破壞2.0或底材破壞一耐磨性(750g/500r)/mg<40一一低溫柔性（一30C在10mm軸180°彎折不開裂不開裂一不透水性（0.3MPa/30min）—不透水一電氣強度/（MV/