聚脲是由
异氰酸酯组份与
氨基化合物组份反应生成的一种
弹性体物质。分为纯聚脲和半聚脲,他们的性能都是不一样的,聚脲的最基本的特性就是
防腐、防水、耐磨等。
材料介绍
由
异氰酸酯组分与
氨基化合物反应生成的一类化合物。异氰酸酯组分可以是单体、
聚合物、异氰酸酯的衍生物、
预聚物和半预聚物。
聚脲是
碳酸的
聚酰胺,与
聚碳酸酯是碳酸的聚酯相当。脲基团极性大,可以形成更多的氢键,因此聚脲的熔点比相应的聚酰胺要高,韧性也大,适于
纺织纤维。
合成聚脲最好的方法是参照
聚氨酯的合成方法,即二元胺与
二异氰酸酯反应。反应放热,可以采用
溶液聚合法或界面聚合法散除。因为是逐步
加成反应,不存在
副反应,聚合过程比较简单。例如
2,4-甲苯二异氰酸酯与4,4'-二氨基
联苯醚制得的聚脲熔点高达320℃。
聚亚壬基脲是
代表性的聚脲高分子。由壬
二胺与
尿素缩合制备 ,其性质与聚酰胺(如
耐纶6)相似 ,可以
熔融纺丝,
熔融温度230℃~235℃,密度较小(1.066克/厘米3),具有良好的
耐热性、染色性和耐腐蚀性,
纤维抗拉强度0.0441~0.0539牛顿/旦,伸长率23%,适宜制造渔网和针织品。
聚脲用途极为广泛。其
应用领域分布为:混凝土防护占60%,卡车耐磨衬里占15%,
钢结构防腐占10%,
屋面防水占10%,其他占5%。
聚脲技术做为防护技术,主要用于防水、防腐、防冲磨和表面装饰四大领域。例如聚脲在
管道防腐领城的应用,管道防腐也是聚脲技术进入最早、
工程应用最大的领域。在其他领域的应用还包括
钢结构防腐(特别是码头
钢桩防腐),弹性防撞材料(海上浮标,护弦),
核电站防护,国防军工(坦克底盘、
防弹头盔),泳池设施等。
产品特点
·不含催化剂,快速固化,可在任意曲面、
斜面及垂直上
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。
· 对湿气、温度不敏感,施工时不受
环境温度、湿度的影响(可在-28℃下施工;可在冰面上喷涂固化)。
· 双组分,100%
固含量,不含任何
挥发性有机物(
VOC),对环境友好,无污染施工,卫生施工无害使用。
·
热喷涂或浇注,一次施工厚度范围可从数百微米到数厘米,克服了以往多次施工的弊病。
· 优异的理化性能,极高的抗张抗
冲击强度、柔韧性、
耐磨性、防湿滑、耐老化、防腐蚀。
· 具有良好的
热稳定性,可在120℃下长期使用,可承受350℃的短时
热冲击。
· 原形
再现性好,涂层连续、致密,无接缝,无
针孔,美观实用耐久。
· 使用成套设备施工,效率极高;一次施工即可达到设计厚度要求,设备配有多种切换模式,既可喷涂,也可浇挂。并可通过施工工艺控制达到防滑效果。
· 具有良好的
粘结力,可在钢材、木材、混凝土等任何底材上喷涂成型。
喷涂聚脲
弹性体(Spray Polyurea Elastomer,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、
辐射固化涂料、
粉末涂料等低(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,它是在
反应注射成型(RIM)技术的基础上发展起来的,其主要原料是美国Texaco/Huntsman公司首先开发的端氨基聚
氧化丙烯醚(
端氨基聚醚),商品牌号为Jeffamine。由端氨基聚醚、液态胺扩链剂、颜料、填料以及助剂组成色浆(R祖分),另一组分则由
异氰酸酯与
低聚物二元醇或三元醇反应制得(A组分)。A组分与R组分通过美国Gusmer生产的H系列主机和GX-7系列喷枪进行喷涂或浇注聚脲弹性体。该工艺属
快速反应喷涂体系,原料体系不含溶剂、
固化速度快、工艺简单,可很方便的在立面、曲面上喷涂十几毫米厚的涂层而不
流挂。SPUA技术全面突破了传统环保型涂装技术的局限。因此,使得该技术一问世,便得到迅猛的发展。
SPUA技术是一种新型的“万能”涂装技术,被誉为二十世纪末期涂料、涂装技术领域最伟大的发现。它将新技术、新材料和新工艺结合起来,是传统施工技术的一次革命性飞跃。在
北美等
发达国家的应用已有十几年的历史,
市场需求十分强劲。
聚脲是由半预聚体、
端氨基聚醚、胺扩链剂等原料现场喷涂而成。它
疏水性极强,对
环境湿度不敏感,甚至可以在水(或者冰)上喷涂成膜,在极端恶劣的
环境条件下可正常施工,表现特别突出。聚脲的出现,完全打破了传统的防腐和防护观念,为材料保护行业树立了一个更高的标准。聚脲涂层柔韧有余、刚性十足、色彩丰富,它致密、连续、无接缝,完全隔绝空气中水分和氧气的渗入,防腐和防护性能无与伦比。它同时具有耐磨、防水、抗冲击、抗疲劳、耐老化、耐高温、耐
核辐射等多种功能,因此应用领域十分广泛,难怪每天都有工程师SPUA材料神奇的新用途。
聚脲技术将为中国未来的大型基础设施的建设,如化工防护、管道防腐、海洋防腐、
隧道防水、大坝维护、桥梁防护、
基础加固、屋面种植、道具制作、
护舷制造等,提供一种最先进的超重防腐、防水、耐磨和
装饰材料以及最方便、快捷的施工。
施工技术
性能指标
-聚脲典型物理指标-
湿 态 干 态
重量固含量 100% 抗张强度 4219Psi(29.3mpa)(平均)
V.O.C. 0 100%模量 1280Psi(8.9mpa)±100
凝胶 大约5分钟 300%模量 2137Psi(14.9)±100
触干时间 大约50-80秒钟
撕裂强度 612PLI(平均)
完全凝结 24小时
耐磨强度 1千克,1000转,CS-17轮 损失19.1毫克
1千克,1000转,H-22轮 损失50毫克
复涂时限 0-12小时 火焰蔓延率 20
密耳时 5
拉伸强度/MPa ≥4
-聚脲耐介质性能-
聚脲材料的耐介质性十分突出,
可耐绝大部分
腐蚀介质的长期浸泡,下表为聚脲在不同腐蚀介质中的浸泡结果。
技术优点
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,大大提高工程的质量和进度;
3、色彩艳丽,任意可调,将彻底改变
中国钢结构“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,最大限度地减少了天气对
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”。
技术特点
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,不产生流淌现象,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;
4.一次施工达到厚度要求,克服了以往多层施工的弊病;
5.优异的
物理性能,如
抗张强度、柔韧性、耐老化、耐介质、耐磨性等;
6.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;
7.可加入各种颜、填料,制成不同颜色的制品;
8.配方体系任意可调,手感从
软橡皮(邵A30)到硬弹性体(邵D65);
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。
SPUA材料和其他涂料性能指标的对比:
聚脲扩展
2010年10月22日,三座色彩鲜明,具有耐腐蚀、无污染、免维护等
绿色环保概念的新型聚脲
灯桩,分别在
防城港20万吨级码头和化工码头同时安装完成。这是广西首批采用高强
复合材料建造的灯桩。
新灯桩直径1米,
灯高15.9米,地面高度6.7米,
设计寿命在15年以上,抗风能力达50米/秒(14级)。新型聚脲灯桩的建成,让进出港口的船舶更畅通、更便捷、更安全,同时也提高了我市航标的科技含量。
据了解,聚脲灯桩性能优越,具有足够的抗张性、柔韧性、耐磨性,可以承受大锤的全力打击,即便桩身发生明显胀缩开裂、变形,聚脲材料依然能够完整覆护整个构件。聚脲灯桩还具有结构简单、重量轻、便于运输安装、视觉效果好、稳定可靠、易于监控管理、综合成本低等特点,尤其适合在海况复杂、运输困难的岛礁、山峰、码头等地安装使用。