聚脲——喷涂聚脲弹性体技术

喷涂聚脲弹性体材料是国外近十年来为适应环保需求而研制、开发的一种新型无溶剂、无污染的双组份绿色建材。使用时，双组分通过专用喷涂设备按照1：1的比例喷涂或者浇注成为聚脲弹性体。该材料快速反应成型、原料体系不含溶剂、固化速度快、工艺简单，立面、曲面施工不流挂，广泛应用于防腐、防水、地坪涂装等工程中，是防腐防水领域的选择之一。
一、聚脲配方基本组成：
喷涂聚脲弹性体配方由5个不同的成分组成：（1）异氰酸酯组分；（2）反应型稀释剂；（3）端氨基聚醚；（4）胺扩链剂；（5）添加剂和填料，颜料。
其中异氰酸酯组分和反应性稀释剂构成A组分，端氨基聚醚、胺扩链剂和添加剂、填料和颜料混合而成B组分。
（1）异氰酸酯组分：喷涂聚脲弹性体A组分使用的异氰酸酯组分，可以是单体、也可以是预聚物、聚合物或混合物。二苯基甲烷4, 4’-二异氰酸酯（MDI）及其改性物是SPUA技术最常用的异氰酸酯，标准的喷涂聚脲弹性体使用的是NCO含量在15％－16％的MDI预聚体。如果需要更高的表面硬度。可以使用更高的NCO含量的预聚体。
（2）稀释剂：在控制A组分的粘度方面，除了需要在合成预聚物时，严格掌握工艺参数外，通常还需要根据所合成原料的用途，加入数量不等的稀释剂。
碳酸酯类稀释剂对MDI基半预聚物的降粘效果非常明显，尤以碳酸丙二酯为佳。碳酸丙二酯是一个反应型的稀释剂。 但是应用在不可避免水的地方，碳酸丙二酯应尽量减少使用，因为碳酸丙二酯是会完全和水混溶的，未反应的碳酸丙二酯能被蒸出，这会增加薄膜的透水性。
（3）端氨基聚醚： B组分混合物主要成分是端氨基乙醚或者是分子量在200到5000之间的端氨基聚氧化丙烯醚。官能团胺基提供了与异氰酸酯组分中NCO基团的非常快速并且可靠的反应。
（4）扩链剂：二乙基甲苯二胺（DETDA）是芳香族喷涂聚脲弹性体中最常用的扩链剂。DETDA引入了刚性链段并且改进了固化薄膜的抗热性能。在胺混合物中它是反应性的胺类成分，但是因为在固化期间相的分离，所以它能控制反应机制并且使得喷涂聚脲薄膜成为可能。
（5）添加剂，填料，颜料等：在配方设计时，可根据产品的应用要求引入适当的添加剂、填料和颜料，如润湿分散剂、防沉剂、抗静电剂等。因为在喷涂中两个组分的粘度必须控制，所以颜料与填充物的加入量要受限制。更多的填料与增强填料可作为第组分被加入体系中。

二、喷涂聚脲弹性体的特点
（1）施工效率高：由于聚脲固化时间短，可在任意曲面、斜面及垂直面上喷涂成型，不产生流挂现象，因而尤其适合大面积的快速施工。并且使用成套设备，施工方便，效率极高。施工时可按1：1体积比进行喷涂或浇注，一次施工的厚度范围可以从数百微米到数厘米，克服了以往多次施工的弊病。
（2）对水分、湿气不敏感，施工时不受环境温度、湿气的影响。几近100％固含量，不含任何挥发性有机物（VOC），对环境友好。
（3）优异的理化性能，如拉伸强度、伸长率、柔韧性、耐磨性、耐老化、防腐蚀等。具有良好的热稳定性，可在120℃下长期使用，承受150℃的短时热冲击。
（4）可以像普通涂料一样，加入各种颜料、染料，制成不同颜色的产品。
三、喷涂聚脲的力学性能
相比于传统的聚氨酯防水涂料，聚合物水泥防水涂料和丙烯酸防水涂料，喷涂聚脲具有优异的性能。
１ 力学性能
SPUA具有优异的力学性能，通过调节配方，可以达到：
（1）凝胶时间 5～30 s；表干时间也不超过5min。相比于其他传统的防水涂料的长达数小时的表干时间，聚脲的干燥时间可以说是“神速“。大大节省了施工周期。
（2）拉伸强度 11．0～25．０ MPa；而传统的防水涂料的拉伸强度只有1~3 Mpa。相当于聚脲的十分之一。但是聚脲的断裂延伸率可高达600%，丝毫不逊色于弹性的聚氨酯防水涂料。
（3）硬度 邵A30～邵D65。而一般的涂料成膜后硬度都比较低。
2 附着力
SPUA材料对钢、铝和混凝土等底材均有良好的附着力。当然，基材必须经过严格的工艺处理，否则附着力会受到严重影响。在混凝土上可达到2．2 MPa以上的附着力，钢材9．8 MPa以上，铝材4．5 MPa以上，木材3．5 MPa以上。
3 耐交变温度性能
经过－35℃冷冻12 h后，迅速置人75℃烘箱加热8 d，如此循环试验25次，喷涂有SPUA材料的试验板没有开裂、分层、脱落等现象。该试验证明，SPUA材料具有非常优异的弹性和低温柔韧性。
4 耐交变压力性能
采用SPUA技术，能够对形状复杂的泡沫芯材进行整体包覆，所形成的新型固体浮力材料，具有厚度均匀、外观光滑、强度高、韧性好、耐疲劳变形、封闭性能突出等特点。
5 耐磨性能
SPUA具有优异的耐磨性，其耐磨性是环氧树脂的3～5倍。
6 其他主要性能
SPUA材料具有非常优异的抗冲击、抗疲劳破坏、耐水、耐疲劳冲击、耐腐蚀性能，并且能够在苛刻的海洋工作环境下，与钢板有良好的附着力。
7 耐介质性能
SPUA材料致密、连续、无接缝，其干燥、固化过程中，完全依靠化学反应，而不会像以往油漆、涂料的干燥过程中，需要向空气中挥发有机溶剂或者水分，因此就不会有针孔、气泡、缩孔等缺陷产生，实际上也就杜绝了外界腐蚀介质入侵的途径，所以防腐性能十分突出。
8 其它性能
聚脲弹性体的耐水、耐油性能也十分突出，其耐油性可与丁腈橡胶相媲美．户外耐老化性能、耐核辐射性能、耐阴极剥离性能、耐低温性能、耐海洋环境性能都很优异。
三、 应用领域
l 防腐领域
广泛应用于化工储罐、储罐围堰、管道防腐、跨海大桥、海岸钢结构等防腐工程，具有以下突出特点：（1）固化快，立面连续喷涂不流淌；（2）100％固含量，符合环保要求，特别适合各种结构的施工；（3）耐介质性能十分突出，用途广泛；（4）附着力好，长期使用不脱落、不空鼓；（5）耐紫外光老化，在户外长期使用不粉化、不开裂。
2 建筑防水
a．屋面防水
从材料性能上看，SPUA的拉伸强度、使用寿命明显优于防水涂料，拉伸强度等指标接近I类合成高分子卷材。从施工角度看，聚脲SPUA的优势更加明显。由于采用专用设备整体喷涂工艺，SPUA防水结构整体性好、无接缝，避免了卷材接缝可能造成的渗漏，施工效率也明显提高；此外，该技术在生产、施工和使用过程中不使用溶剂，无有毒、有害物质释放，有利于环境保护。因此，与现有防水材料相比，SPUA技术性能更可靠、更高效、更环保。
b．防水保温体系
早在1995年，美国屋面工程协会（NRCA）就根据大量的实际使用情况得出结论，防水保温体系SPUA（喷涂聚脲弹性体）／SPUF（喷涂聚氨酯泡沫）复合结构是所有的防水保温体系里面长期有效的体系。
c．隧道防水
聚脲具有耐腐蚀、耐老化、附着力好、可低温施工且强度高、伸长率好、无接缝、不透水、施工快等优点，比传统的防水材料更适合在隧道等高难度工程中应用。
3 工业地坪
作为地坪涂料可以在现场施工成型，具有经久耐用、防尘、防腐、装饰性强并易于维修等特点，克服了传统工业地坪环氧树脂体系柔韧性差、防滑性差、易粉化、施工速度慢等缺点。
4.高速铁路
这个领域是目前我国的喷涂聚脲弹性体应用最多的领域，也是发展最快的领域。目前在京沪、京津、京石、石武等高铁上应经全面应用，成为防水行业的最热点。

江苏省徐州市聚脲腐保温工程公司，主要从事聚氨酯硬泡保温、聚脲防腐防水工程施工。施工项目包括：冷库，建筑外墙保温,屋顶、墙面喷涂。各种管道、罐、槽现场施工和安装；同时承接钢铁，混凝土，聚乙烯板，不锈钢表面的聚脲防腐，防水工程。有多型配套设备，可提供设备出租，及技术配套。本工程公司拥有一支具有多年施工经验的专业队伍以及进口的喷涂发泡机械，不仅能圆满完成施工任务，同时还可以根据客户的要求去设计施工、以求做到质量，物廉价美