聚脲塗料

美國的Texaco（現屬Huntsman）公司的Dudley J.PrimeauxⅡ率先研發成功噴塗聚脲彈性體技術，1989年首次發表研究論文。1991年該技術在北美地區投入商業應用，立即顯示出其優異的綜合性能，受到用戶歡迎。開發噴塗聚脲體系的公司還有Huntsman、Enviro Chem、Speciality Products Inc、Signature Lining、Mobile Enterprise和Madison Chemical Industries Inc等。澳大利亞於1993年引進該技術，日本於1995年引進該技術，韓國於1997年引進該技術，並相繼投入商業應用。聚脲塗料體系的發展階段與國內外現狀，聚脲塗料體系的發展經歷了以下5個階段：第一階段：純聚氨酯；第二階段：聚氨酯-聚脲；第三階段：純聚脲/芳香族；第四階段：脂肪族/聚天冬氨酸防腐裝飾體系；第五階段：各種改性高性能防腐防水體系。

為了更好地推動聚脲技術在世界各地的蓬勃發展，及時交流信息、開發市場，實現資源共享，2000年美國成立了“聚脲發展協會”。協會的宗旨是：發展新的營銷策略，促進聚脲及PDA的成長；為會員構建一個討論聚脲問題的專門場所；為聚脲產品建立相關的標準；明確聚脲的定義；每年定期召開討論會，定期舉辦聚脲操作培訓課程。歐洲聚脲發展協會於2007年末成立並召開了首屆年會，這標誌著聚脲技術正式向全世界大規模發展。

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氰酸酯反應的同時也催化異氰酸酯與水發生反應，產生氣，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，與異氰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℃以下）瞬間完成反應。

(1)塗料不含催化劑，快速固化，可在任意曲面、斜面及垂直面上噴塗成型，無流掛現象，5s凝膠，1min即可達到步行強度。

(2)塗料對水分、濕氣不敏感，施工時不受環境溫度、濕度的影響。

(3)塗料100%固含量，不含任何揮發性有機物(VOC)，對環境友好。

(4)具有優異的理化性能，如抗拉強度、伸長率、柔韌性、耐磨性、耐老化、防腐蝕等。

(5)具有良好的熱穩定性，可在120℃下長期使用，可承受150℃的短時熱作用。

聚氨酯反應： R-NCO + R′OH catalyst RHNCOOR′

聚脲反應： R-NCO + R′NH2 RNHCONHR′

異氰酸酯與水的反應：R-NCO + H2O catalyst RNHCOOH

RNHCOOH RNH2 + CO2↑(氣體)

H20/35聚脲噴塗機

設備簡介：該設備是美國GUSMER生產的經典聚脲噴塗設備，現GUSMER已被GRACO收購。

圖1 H20/35聚脲噴塗機

設備參數：

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@3×380V,50Hz,20.5千瓦

ReactorH-XP3聚脲噴塗機

設備簡介：該設備是美國GRACO生產的新一代聚脲噴塗。綜合了原有GUSMER以及GRACO特點。

最大流體工作壓力：3500PSI（24.1MPa 241Bar）

最高流體溫度：88℃（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：125M

噴塗設備施工參數

主加熱器溫度：A料70℃ R料75℃

長管保溫溫度：70℃

提料泵壓力： A料80～90psi R料80～90psi

空氣壓力: 80～90psi

動態壓力： A料 2200psi R料 2200psi

噴塗設備工作原理

噴塗聚脲設備的工作原理為A(異氰酸酯組分)、R（活性氫組分）兩種物料分別經由各自的抽料泵從料桶輸送至主機進行計量，加壓，升溫，然後輸送至噴槍，在噴槍混合后噴出。計量輸送和混合系統是噴塗設備的兩個主要系統。因此，噴塗聚脲設備必須具有：平穩的物料輸送系統，精確的物料計量系統，均勻的物料混合系統，良好的物料霧化系統及方便的物料清洗系統。

噴塗工藝

聚脲塗料的施工工藝分為：底材處理、聚脲塗料噴塗、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量的關鍵，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，對於焊縫等缺陷部位，用環氧膩子找平，使整個底材能夠平滑過渡，待環氧膩子固化後用角磨機磨平。然後清潔底材，輥塗或刷塗兩道配套底漆。

混凝土底材處理，對混凝土預製件進行拋丸處理，或者用角磨機、高壓水槍等清除表面的灰塵、浮渣。待底材完全乾燥后，用堵縫料進行表面找平，需堵縫部位待堵縫料固化後用角磨機磨平。然後清除掉表面的污物，刷塗或輥塗一道配套底漆，待用。

底漆重塗間隔最長為24小時，最短為3小時。

聚脲塗料噴塗，聚脲塗層的噴塗應在底漆施工后3～168小時內進行，如果間隔超過168小時，在噴塗聚脲塗層前一天應重新施工一道底漆，然後再施工聚脲層。在噴塗之前，應用乾燥的高壓空氣吹掉表面的浮塵。

噴塗前應考慮周圍環境情況，用塑料薄膜將周圍可能被污染的物品遮蔽，做好周圍環境的保護工作。

技術指標

隨著聚脲彈性體塗料的不斷發展，為了規範聚脲發展市場，我國於2006年建立了《HG/T3831－2006噴塗聚脲防護材料》化工行業標準，2009年建立了《GB/T23446－2009噴塗聚脲防水塗料》國家標準，《噴塗聚脲防水工程技術規範》標準正在建立過程中。

標準及相關技術規程的制定

2008年9月，具有里程碑意義的中國《噴塗聚脲防水塗料》國家標準歷經4次工作會議，經過來自全國32個單位、38名代表以及12名標準審查專家的熱烈討論和認真審查，形成了我國(也是世界上)第一部聚脲防水塗料標準的報批稿。標準規定了噴塗聚脲防水塗料的術語和定義、分類和標記、一般要求、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標誌、包裝、運輸與貯存。標準將適用於建設工程、基礎設施防水用噴塗聚脲塗料。該標準在對聚脲科學定義的同時，結合我國國情，將聚氨酯(脲)(又稱半聚脲)也納入標準控制範圍。但該標準沒有對“半聚脲”的設計使用及應用範圍(特別是戶外/野外施工)作出限制，因此設計單位、總包商以及業主出於價格方面的考慮，可能將更多地設計、採用半聚脲體系，這就對施工提出了更高的要求，特別是在底材處理、現場噴塗操作、質量保證體系等方面。