喷涂聚脲弹性体技术及其应用.doc

喷涂聚脲弹性体技术及其应用介绍了喷涂聚脲弹性体的发展过程、原料、施工设备及产品性能．阐述了该技术在我国防水保温工程中的应用前景。喷涂聚脲弹性体(SprayPolyureaElastomer，以下简称SPUA)技术是一种新型绿色环保施工技术，因SPUA固含量100％、无挥发性有机化合物，只要正确使用该技术，无论是施工期间还是材料投入使用后，涂层均不产生有害物质和刺激性气体，对环境保护极为有益，属新型环境友好型材料。因此，该技术一问世就得到了迅速的发展。1发展简史喷涂聚氨酯(聚脲)弹性体技术的发展经历了三个阶段(见表1)。在第一、第二代体系中，为了提高反应活性，必须加入催化剂；第三代体系则完全不同，它使用了端氨基聚醚和胺扩链剂作为活泼氢组分(以下简称R组分)，与异氰酸酯组分(以下简称A组分)的反应活性极高．从而有效地克服SPU(包括SPU／SPUA)弹性体在施工过程中．因环境温度和湿度的影响而发泡、造成材料性能急剧下降的致命缺点。2关键技术喷涂聚脲弹性体技术的关键主要有两方面：①端氨基聚醚、液态胺扩链剂与异氰酸酯的反应原理及其工业化；②喷涂所需要的专业化设备。2．1原料2．1．1端氨基聚醚Texaco(即现在的Huntsman)公司在世界上率先开发成功了端氨基聚氧化丙烯醚，为喷涂聚脲弹性体技术的研究和开发奠定了“软件”基础。该产品(商品牌号为JEFFAMINER)有二个系列(见表2)：即三官能度的T系列和二官能度的D系列。2．1．2液态胺扩链剂SPUA材料中常用的液态胺类扩链剂见表3。在R组分中．最常用的液态胺扩链剂是二乙基甲苯二胺(diethyholuenediamine，英文缩写DETDA)。DETDA是一种芳香族伯胺．其化学活性非常高，与A组分的反应速度极快，习惯上称之为“快体系”(fast—system)．该体系因凝胶时间非常短，可实现在垂直壁、天花板上喷涂．不产生流挂；在平面上喷涂，可人为制造防滑粒子．很适合于一些要求尽快投人使用的场合，如停车场、隧道、游泳池、网球场、大型娱乐场所等。对于一些外观要求十分平整、光亮，或者需要在SPUA材料表面铺撤防滑粒料(如金刚砂、橡胶粒、石英砂等)的场合，可选用不含DETDA的“慢体系”(slow—system)，该体系中的胺扩链剂使用化学活性较低的仲胺或位阻型伯胺，以降低反应速度．延长凝胶时间，保证有足够的时间使喷涂材料流平，铺撤防滑粒料.。在SPUA技术中，A组分又称为半预聚体(quasi—prepolymer)，它由MDI或MDI的改性物与聚合物二元或三元醇反应制得；R组分又称为色浆，它是由JEFFAMINER系列聚醚、液态胺类扩链剂、颜料、填料和助剂等组成。因此，可根据用户的需要，通过调整A、R组分中软、硬段的比例．制得不同弹性、抗张强度及硬度的SPUA材料。表4是一个典型硬质SPUA材料的配方。2.2设备在SPUA技术中，A、R组分的化学活性极高，反应速度非常快．如果没有适当的混合及成型设备，这一反应是不可控制的。RIM技术的不断发展，供料、混合、注射、模塑等环节的不断完善，为喷涂弹性体技术的研究和开发奠定了“硬件”基础。对喷涂所需要的专业化设备的基本要求有：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。根据这些要求并结合聚氨酯，聚脲RIM技术的设备工作原理，国外厂家陆续开发出用于SPUA技术的物料输送、计量设备以及用于喷涂的混合、雾化和清洗设备。我们认为美国Gusmer公司生产的H系列主机和GX一7系列喷枪是本技术开发应用中较为合适的机型之一。3材料性能3．1力学性能SPUA材料具有优异的综合力学性能，见表5。3.2耐介质性SPUA材料的耐介质性能十分突出，除二甲基甲酰胺、二氯甲烷、氢氟酸、浓硫酸、浓硝酸、浓磷酸等强溶解、强腐蚀介质外，它可耐受绝大部分腐蚀介质的长期浸泡。3．3低温韧性SPUA材料不仅具有在很宽范围内调节硬度的能力，而且能在高硬度情况下保持优异的低温韧性。其中尤以脂肪族异氰酸酯(如m—TMXDI)与JEFFAMINER聚醚及JEFFAMINER低分子二元胺扩链剂(如D一230、T一403)制备的纯脂肪族SPUA材料的性能最为突出：芳香族SPUA材料的低温韧性也不错，但比脂肪族的要逊色一些，见表6。3．4户外耐老化性能由于不含催化剂，SPUA材料表现出优异的耐老化性能。虽然在芳香族SPUA中．会出现泛黄和褪色．但绝无粉化和开裂现象出现。表7是芳香族SPUA材料经过50℃、3871h人工加速老化实验前后的性能变化。脂肪族SPUA材料的耐老化性能则更胜一筹。3．5附着力SPUA材料与金属、混凝土、塑料及木材等多种底材都有良好的附着力，通过适当的配方筛选，可以得到附着力强度超过SPUA自身强度的体系。当