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聚脲弹性体探讨目录Qiii前沿1聚脲化学反应原理23聚脲材料性能4聚脲配套材料性能5聚脲常见问题678910喷涂聚脲的定义聚脲应用实例喷涂聚脲技术特点前言喷涂聚脲弹性体技术（SPUA）喷涂聚脲弹性体（SprayPolyureaElastomer简称SPUA）技术是国外近十年来，为适应环保需求而研制、开发的一种新型无溶剂、无污染的绿色环保施工技术。该材料具有力学强度高、耐磨、耐腐蚀、耐油、耐水、耐老化、耐交变温度（压力）等突出性能；在施工方面具有施工速度快、整体性能优异、环保性好等特点。现已针对不同底材和应用要求开发出凝胶时间从几秒到几十分钟，由弹性体至刚性材料的系列产品及配套底漆、层间粘合剂、填充材料等，经大量工程应用表明：它能够很好地保护橡胶、混凝土、玻璃钢、EPS泡沫、木材、钢、铝等材料，施工工艺和材料配套成熟可靠，应用领域非常广泛，受到用户好评。。环保型施工技术比较类别项目高固体份涂料水性涂料UV涂料粉末涂料SPUA材料VOC含量（g/L）50～1500～150000施工方法常规常规新型新型新型防腐性能好一般一般优秀优秀适用底材不限不限木材为主金属不限施工环境0℃以上5℃以上厂房内厂房内不限一次成膜厚度150μm100μm50μm800μm无限制第一章喷涂聚脲的定义(狭义讲）喷涂（纯）聚脲(俗称纯聚脲)弹性涂料是一种A、B双组份、无溶剂、快速固化的弹性材料；A组份是由端氨基或端羟基化合物与异氰酸酯反应制得的半预聚物；B组分是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成的混合物，并不得含有任何羟基成分和催化剂，但允许含有少量颜料及助剂；A、B组分在专用喷涂设备的喷枪内混合喷出，快速反应固化生成弹性体涂膜。喷涂（纯）聚脲涂料喷涂聚氨酯(脲)(俗称半聚脲)弹性涂料是一种A、B双组份、无溶剂、快速固化的弹性材料；A组份是由端氨基或端羟基化合物与异氰酸酯反应制得的半预聚物；B组分是端羟基树脂或端氨基树脂与端氨基扩链剂组成的混合物，在B组分中可以含有用于提高反应活性的催化剂，允许含有少量颜料及分散的助剂；A、B组分在专用喷涂设备的喷枪内混合喷出，快速反应固化生成弹性体涂膜。喷涂（半）聚脲涂料(纯)聚脲、聚氨酯（脲）主要区别在B组分阶段体系名称A组分B组分主要优/缺点第一代喷涂聚氨酯MDI基半预聚物端羟基树脂醇类扩链剂催化剂优点：弹性好，耐磨性好，性能可调节范围宽缺点：对湿气敏感，配方难度大，低温固化较慢第二代喷涂聚氨酯（脲）MDI基半预聚物端羟基树脂二胺扩链剂催化剂优点：性能可调节范围宽，固化速度可调缺点：对湿气较敏感，低温固化速度稍慢第三代喷涂(纯)聚脲MDI基半预聚物端氨基聚醚二胺扩链剂优点：固化快，对温度/湿气不敏感缺点：价格高，性能可调小。A组份是由端羟基化合物与异氰酸酯反应制得的半预聚物端羟基化合物:一般是指聚醚多元醇异氰酸酯组分：一般是指MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）或液化MDI半预聚物：由过量的异氰酸酯与端羟基化合物反应制得的一种高NCO（异氰酸根）含量的液体。A组份B组份B组分是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成的混合物，并不得含有任何羟基成分和催化剂，但允许含有少量颜料及分散的助剂。端氨基聚醚一览表牌号官能度分子量备注T-5000T-3000T-403D-4000D-2000D-2303332225000300040040002000230辅助原料未商业化环氧固化剂未商业化主要原料环氧固化剂端氨基聚醚二官能度的D系列三官能度的T系列JEFFAMINE®D-2000JEFFAMINE®T-5000扩链剂１．二乙基甲苯二胺（DETDA,E-100）反应快H5C2NH2C2H5NH2CH3CH3C2H5H5C2NH2NH2扩链剂２．二甲硫基甲苯二胺（DMTDA，E-300)反应慢CH3NH2NH2SCH3SCH3NH2NH2CH3SCH3SCH3扩链剂3．N,N’-二烷基甲基二胺(UNILINK®4200)反应慢CH2NHCHNHCHCH3CH3C2H5C2H5颜填料、助剂常用的颜料有钛白、碳黑、中铬黄、酞青绿、酞青蓝等。分散剂大多是表面活性剂，根据在水中的离解度，可分为离子型的和非离子型的。离子型的又可分为阳离子型、阴离子型和两性的表面活性剂。其作用是防止颜料沉降、浮色。第二章聚脲化学反应原理聚氨酯的化学反应原理RNCO+R'OHRNHCOR'O氨基甲酸酯基团(氨酯键)聚氨酯的化学反应属于氢转移的加成聚合反应。反应在比较活泼的－N＝C＝O双键上进行，活泼氢化合物中的氢原子转移到－NCO中的N原子上，余下的基团与羰基C原子结合，生成氨基甲酸酯、脲基等化合物。聚脲的化学反应原理RNCO+RNHCNHOR'R'NH2脲键右图是尿素的分子结构聚脲被称为有机石头NH2CNH2O异氰酸酯与水的化学反应异氰酸酯与水反应先生成不稳定的氨基甲酸，氨基甲酸分解成胺和二氧化碳。胺继续与异氰酸酯反应生成脲键。此反应是湿固化聚氨酯涂料的基础，也是聚氨酯材料易发泡的原因。RNCO+H2ORNH2+CO2聚氨酯、聚脲化学反应聚脲与聚氨酯的主要区别:优点：聚脲使用氨基聚醚，反应快，可低温固化聚脲对水不敏感，可在高湿环境下施工聚脲不使用催化剂，耐催化老化缺点：价格高，性能调节小喷涂聚脲分为：芳香族聚脲脂肪族聚脲聚天门冬氨酸酯聚脲芳香族聚脲历史上曾将一类从植物胶中取得的具有芳香气味的物质称为芳香族化合物。现在指分子中至少含有一个苯环，具有与开链化合物或脂环烃不同的独特性质的一类化合物,Ａ组分是芳香族异氰酸酯，如MDI,LMDI等NCO直接与苯环相连B组分含芳香胺扩链剂，如E-100,E-300,Unilink4200NOCCH2NCOCH2NCONCOCH2NCONCO4,4'-MDI2,4'-MDI2,2'-MDI芳香族聚脲在世界大量应用，优点：优异的物理性能；价格低.缺点：在光照下黄变，易老化.在紫外线下自氧化生成醌亚胺OCNOHCH2NHCOO[O]OCNOHCHNCOOOCNONCOOC一醌亚胺二醌亚胺OCNCH2CNO脂肪族聚脲开链烃及除芳香族化合物以外的环状烃类及其衍生物的总称Ａ组分是脂肪族异氰酸酯，如二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI,四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯TMXDI等B组分含脂肪胺扩链剂，如IPDA,CLEARLINK1000等CH3CH3CH3CH2NH2NH2脂肪族聚脲优点：突出的耐候性能.缺点：物理性能稍差；耐高温和耐腐蚀差；价格贵项目保持率拉伸强度＞95%伸长率100%撕裂强度＞98%硬度100%粉化无光泽保持率＞90%检测标准：ASTMG-53，UVB-313，3000小时聚天门冬氨酸酯聚脲优点：1．固化速度可调至15分钟以上；2．高拉伸强度、高光泽度、优异的耐磨性能；3．优异的附着力(DTM,DirecttoMetal)；4．优异的防腐性能及耐紫外光性能；5．可以刷涂也可以常规高压无气喷涂机施工。缺点：价格昂贵弹性稍差原料品种少芳香族聚脲不但黄变，而且易粉化和失色；而脂肪族聚脲长期使用不变色，物理性能保持率高。国外研究表明：芳香族聚脲耐紫外光3800小时后性能保持率80%以上，而脂肪族聚脲6000小时后性能保持率90%以上。第三章喷涂聚脲技术优点技术特点1.固化快，10秒凝胶，10分钟达到步行强度。复杂曲面不流挂；停工期短，业主欢迎2.对温度和水分不敏感，施工时受环境温度、湿度影响小。3.100%固含量，零VOC,对环境友好。4.一次施工达到厚度，克服多层施工的弊病。5.优异的物理性能，如拉伸强度、断裂伸长率高、耐介质、耐磨、抗冲击等。6.配方体系任意可调（弹性体/刚性体）。技术特点•7.涂层致密、无接缝，形成皮肤式结构，防水、防腐效果极佳。•8.与混凝土和钢等底材附着力好，不分层。•9.耐候性好，脂肪族体系户外可长期使用。•10.施工速度快，单机日施工1000m2以上。•11.投入使用后不需要维护，节省了昂贵的维护费用。一次投资，终生受益。关键设备要求该技术对所需专业化设备的基本要求：1.平稳的物料输送系统2.精确的物料计量系统3.均匀的物料混合系统4.良好的物料雾化系统5.方便的物料清洗系统标准设备配置1、DF主机1台，DF-7喷枪1把；2、抽料泵2支，洗枪罐1个；3、加热保温管15～30米；4、10公斤、0.8立方米空压机1台；5、10～15KW电源。设备工作原理A，B双组分原料于枪头混合室内经高压对撞混合后喷出A组分原料B组分原料混合双组分原料典型配置---提料泵/主机/加热软管/鞭管/喷枪分步说明:喷涂聚脲的主机--核心以H-xp3为例套的加热管道可达88℃,承压240公斤,专门配套，控制在主机上专用聚脲喷枪AP=Air-Purge/空气自清洁MP=Mechanical-purgeSprayGun/机械自清洁喷枪技术优点总结1.涂层致密、连续、无接缝，防护性能十分突出；2.将材料保护和喷涂技术有机地结合起来，大大提高工程质量和进度；3.色彩艳丽，任意可调，将彻底改变我国钢结构“流黄水”的面貌；4.施工速度快，一台设备需3～4人操作，每天可施工1000平方米以上，是传统工艺的15～20倍，最大限度地减少了气候对施工进度的影响；5.材料柔韧性好、强度高、抗腐蚀、耐老化，户外使用可达10～20年；6.在施工和使用中，均无毒、无污染，被誉为“绿色材料、绿色技术”第四章聚脲材料性能硬段：异氰酸酯、胺或醇扩链剂软段：聚醚多元醇、氨基聚醚硬段之间静电力很强，而且有大量的氢键，产生微相分离SPUA的性能项目S-101重防腐（内）S-102防水耐磨S-103工业地坪S-202防滑铺地S-402防腐保温S-403道具保护S-406管道防腐S-502卡车衬里S-601柔性防撞凝胶时间/s1010845153～5153～510拉伸强度/MPa19.110.011.811.022.023.025.018.017.0撕裂强度/kN/m673046407779918578伸长率/%20035025035035405010350硬度/邵尔A/D80～9080～9080～9080～90D60～70D60～70D60～7090～9580～90力学性能基材的附着力No底材处理方法附着力/MPa破坏形式1钢表面清洁喷砂涂底漆2.49.813.8从底材脱开涂层剥离，粘合剂破坏涂层剥离，粘合剂破坏2铝表面清洁喷砂涂底漆1.44.55.2从底材剥离局部从底材剥离局部从底材剥离3混凝土表面清洁喷砂涂底漆2.21.42.6混凝土破坏从底材剥离混凝土破坏4木材表面清洁涂底漆1.73.5木材破坏木材破坏SPUA的性能耐磨性能:SPUA被称为“耐磨橡胶”，具有优异的耐磨性能，是碳钢的10倍，环氧树脂的3～5倍。适合于经常有人走、车辆活动的工业重载地坪，加之其良好的伸长率，使用寿命比环氧更长，还可用于车辆底盘、货车车斗等。阿克隆磨耗YW-201耐磨保护YW-202水利抗冲刷YW-401地坪材料YW-501柔性防撞mg/1.61km506080110拉伸强度，MPa最高可达28邵氏硬度A30-D65断裂伸长率最高可达1000%撕裂强度，KN/m43-105100%模量，MPa3.44-13.8低温柔韧性/-40℃无裂纹耐磨性/(750g/500r)/mg≤40物理性能SPUA-103屋面防水材料3000h人工紫外加速老化试验试样拉伸强度/MPa伸长率/%撕裂强度/(Kn/m)1300h变化对比样3000h对比样3000h对比样3000h1＃淡黄9.210.538532353.566.9色差变小、轻失光58降到2、轻粉化2＃中灰9.214.436638053.041.9色差变小、轻失光42降到1、重粉化3＃紫色11.812.243443157.163.8色差大、重失光74降到3、中粉化4＃橘红11.516.438235344.856.3色差小、失光轻40降到1.5、粉化轻微5＃天蓝11.116.754058760.677.0色差大、有失光、粉化中等耐老化性能项目老化前老化后拉伸强度，MPa18.716.2断裂伸长率，%522480撕裂强度，KN/m8480硬度，邵A90