喷涂聚脲弹性体技术及其在屋面节能绿化工程中的应用.doc

喷涂聚脲弹性体技术及其在屋面节能绿化工程中的应用黄微波陈酒姜卢敏吕平杨林（海洋化工研究院青岛266071）（青岛理工大学266033）摘要：“喷涂聚脲弹性体”（SprayPolyureaElastomer以下简称SPUA）技术在我国研发成功后，以其优异的综合性能和先进的施工工艺，引起了国内材料界和工程界的极大关注。本文从发展简史、化学原理、关键技术、材料性能、应用领域等方面，较系统、全面地介绍该技术的发展过程，重点论述了该技术在我国未来屋面节能绿化工程中的应用前景。前言喷涂聚脲弹性体（SprayPolyureaElastomer以下简称SPUA）技术是国外近十年来，继高固体份涂料、水性涂料、光固化涂料、粉末涂料等低（或无）污染涂装技术之后，为适应环保需求而研制、开发的一种新型无溶剂、无污染的绿色施工技术，与传统的低（或无）污染涂装及喷涂聚氨酯技术相比(见表1)，SPUA技术具有以下优点：1.不含催化剂，快速固化，可在任意曲面、斜面及垂直面上喷涂成型，不产生流挂现象，5秒钟凝胶，1分钟即可达到步行强度。2.对水分、湿气不敏感，施工时不受环境温度、湿度的影响。3.双组分，100%固含量，对环境友好；一次施工达到厚度要求，克服了以往多层施工的弊病。4.优异的物理性能，如抗张强度、柔韧性、耐老化性、耐磨性等。5.具有良好的热稳定性，可在150℃下长期使用，可承受350℃的短时热冲击。6.可加入各种颜、填料，像涂料一样制成不同颜色的制品。7.配方体系任意可调，手感从软橡皮（邵A30）到硬弹性体（邵D65）。8.可引入短切玻璃纤维对材料进行增强。9.使用成套喷涂、浇注设备，施工方便，效率高。10．设备配有多种切换模式，既可喷涂，也可浇注。可以这样讲：SPUA技术是一种新型“万能”（国外称之为versatile）涂装技术，它全面突破了传统环保型涂装技术的局限性。因此，使得该技术一问世，便得到了迅猛的发展。表1.环保型施工技术之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不限0℃以上厂房内厂房内不限一次成膜厚度<150μm<100μm<50μm<800μm无限制一、发展简史喷涂聚氨酯/聚脲弹性体技术是在反应注射成型（ReactionInjectionMolding英文缩写RIM）技术的基础上，于七十年代中后期发展起来的，该技术继承了RIM技术的撞击混合原理，却突破了RIM必须使用模具的局限性，将瞬间固化、快速反应的特点扩展到一个全新的领域，极大地丰富了聚氨酯技术的应用范围。德国、美国是喷涂弹性体技术的发源地，最早开发喷涂聚氨酯（简称SPU）以及聚氨酯/聚脲(简称SPU/SPUA)弹性体技术的是Bayer、BASF、Futura和Uniroyal公司。进入八十年代中期，Texaco（即现在的Huntsman）公司在化学家DudleyJ.Primeaux先生的带领下，在其Austin的实验室，率先研发成功喷涂聚脲弹性体（SPUA）技术，并于1989年首次发表研究论文，引起轰动[1]。1991年该技术在北美地区投入商业应用，立即显示出其优异的综合性能，受到用户欢迎；经过不断的总结和提高，目前，北美地区已逐步淘汰SPU/SPUA体系，正全面推广SPUA体系[2～6]。澳大利亚、日本和韩国分别于1993、1995和1997年引进该技术，并相继投入商业应用。由于研发SPUA技术配方和工艺的难度很大，澳大利亚及东南亚国家基本上采取了从设备到原料全盘进口、或者与美方合资建厂的做法。与澳大利亚及东南亚国家不同的是：在我国，海洋化工研究院于1997年只引进了关键的喷涂设备，靠自己的力量研发出具有自主知识产权的材料配方和施工工艺。现已成功推出SPUA-102防水耐磨涂料、SPUA-202防滑铺地材料、SPUA-301阻燃装饰涂料、SPUA-403道具保护材料、SPUA-502耐磨衬里材料、SPUA-601柔性防撞材料六大系列产品（见表2）。自1999年以来，已在青岛、北京、上海、广州、大连、沈阳、无锡等地区成功应用[8～14]，受到用户很高的评价，认为是：传统涂装技术的革命性飞跃。表2SPUA系列喷涂聚脲材料的主要性能指标项目SPUA-102SPUA-202SPUA-301SPUA-403*SPUA-501SPUA-601凝胶时间，秒104527101015拉伸强度,MPa13.211.08.5---14.88.0断裂伸长率,%275300200---300300撕裂强度,KN/m453930---5529硬度，邵A85～9080～8582～8765，邵D90～9560～65氧指数------2928----