聚脲工艺概述
工艺/案例

摘要:本文简要介绍了喷涂聚脲防水材料的发展简史、技术优势和材料性能,重点阐述了喷涂聚脲防水材料在高速铁路、隧道、水利工程、废水处理池、高档建筑屋面等领域的应用。应用结果表明喷涂聚脲防水材料具有优良的物理性能和施工性能,是目前国际上最先进的防水施工技术之一。

关键词:喷涂 聚脲 防水

1、概述

随着我国经济的迅速发展,公路、铁路、隧道、工业建筑等防水工程也随之越来越多。可靠的防水措施是保证能否长期使用的重要条件,而防水处理的质量又是衡量建筑工程整体质量的重要指标之一。 目前,喷涂聚脲弹性体(Spray Polyurea Elastomer 简称 SPUA)技术是国外自二十世纪九十年代以来,继高固体份涂料、水性涂料、辐射固化涂料、粉末涂料等低污染涂装技术之后,为适应环保需求而研发的一种新型无溶剂、无污染的绿色施工技术,在防腐、防 水、耐磨等工程中应用情景广阔。

2、聚脲化学

喷涂聚脲弹性体技术的发展经历了聚氨酯、聚氨酯脲和聚脲三个阶段。以上三种体系的 A 组份是基本相同的,均为芳香族或脂肪族的预聚物和半预聚物,区别在于 R 组份。

喷涂聚氨酯的 R 组份由端羟基树脂和端羟基扩链剂组成,并含有用于提高反应活性的催化剂;喷涂聚氨酯/脲的 R 组份既可以是端羟基树脂,也可以是端胺基树脂和胺扩链剂组成,一般含有用于提高反应活性的催化剂。而喷涂聚脲的 R 组份必须是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成,并且不含任何羟基成分和催化剂。

由于端氨基化合物与异氰酸酯组分的反应活性极高,无需任何催化剂,即可在室温或低温下瞬间完成反应,见图 1,从而有效地克服了聚氨酯和聚氨酯/脲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。

3、喷涂聚脲发展简史

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以及聚氨酯(脲)弹性体技术的是 Bayer、BASF、Futura 和 Uniroyal 等公司。十九世纪八十年代中期,美国Texaco 公司在化学家 Dudley J. Primeaux Ⅱ先生的带领下率先研发成功喷涂聚脲弹性体技术,并于 1989 年首次发表研究论文,引起轰动。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。由于研发喷涂聚脲弹性体配方和工艺的难度很大,澳大利亚及东南亚等国家基本上采取了全盘进口或者与美方合资建厂的做法。

在中国,海洋化工研究院于 1995 年开展喷涂弹性体技术的前期探索研究,并于 1997年引进了美国 Gusmer 公司最新设计制造的 H-3500 喷涂机。与澳大利亚等国家不同的是:海洋化工研究院依靠自己的科研实力,自力更生,于 1998 年 9 月研发成功具有自主知识产权的聚脲配方体系 。

1999 年是聚脲技术在我国投入商业应用的第一年,海洋化工研究院的聚脲弹性体相继在青岛海豚表演馆水池、上海沪东造船厂船舶地板和沈阳普利斯通公司护舷等项目成功应用。自 2000 年起,海洋化工研究院参加各类展览和会议,并发表了 40 多篇专业性 文章,大力宣传和推广聚脲技术。2007 年 3 月,海洋化工研究院将全套聚脲技术在青岛佳联化工新材料有限公司进行产业化。随后,江苏省化工研究所、烟台华特、湖南湘江、广州秀珀等公司纷纷投入到聚脲的研制中。美国 SPI 公司、美国纽科、韩国一山、美国宝莱、台湾环聚、美国联合涂料、美国顺缔等公司也陆续在国内销售聚脲。与此同时,美国 Huntsman 公司、德国 Bayer 公司、德国 BASF 公司、美国陶氏等化工巨头也在国内设立代理商,中国的聚脲市场呈现出百花齐放、欣欣向荣的大好局面。

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