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强度不够涂料来凑!

浏览数:  发表时间:2019-09-13  

  有一种涂料,它能让杯子像石头那样承受成年人的重量,能让碟子承受榔头的敲打,能让气球被汽车碾过毫发无损,让玻璃屋被炸药洗礼不动如山

  一次性纸杯很脆弱,一捏就烂了。而经过喷涂,身高两米,体重接近100公斤的孙杨可以站到这个杯子上面。

  下面一个实验:选择最具冲击力的工具,来击打你们认为最脆弱的道具(已被喷涂):

  刚才的测试,除了巨大的压力之外,汽车缓慢碾过时,与气球表面的摩擦力也是相当大的考验。但是,他依旧不太满足……这副铁甲的极限到底在哪儿呢?

  没有喷涂的玻璃房完全碎了,之前放置的物品也荡然无存。同样的爆破,对涂了保护材料的玻璃屋再来一次。爆炸之后,外墙的痕迹明显,然而里面的东西却毫发无损。

  这样的结果,再一次刷新了我们的认知。神奇的材料,又一次展现了自己的“实力”,专治各种不服!

  这个涂料究竟是什么呢?它就是先前多用于军工,现在被开发为民用的聚脲涂料。

  聚脲是异氰酸酯组份和氨基化合物组份反应生成的一种弹性体物质,也叫聚脲弹性体。

  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。

  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。

  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。

  按照美国聚脲发展协会(PDA)的定义,喷涂聚氨酯、喷涂半聚脲和喷涂聚脲都是异氰酸酯组分(A 组分)与树脂组分(R 组分)反应生成的弹性体物质,他们的区别是:

  1)喷涂聚氨酯:A 组分是由端羟基化合物与异氰酸酯反应制得的预聚物和半预聚物;R 组分由端羟基树脂和端羟基扩链剂组成,R 组分中必须含有提高反应活性的催化剂。

  2)喷涂半聚脲:A 组分是由端氨基或端羟基化合物与异氰酸酯反应制得的预聚物和半预聚物;R 组分既可以是端羟基树脂,也可以是端氨基树脂和端氨基扩链剂组成,在R 组分中可以含有提高反应活性的催化剂。

  3)喷涂聚脲:A 组分是由端氨基或端羟基化合物与异氰酸酯反应制得的预聚物和半预聚物;R 组分必须由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成,R 组分中不得含有任何羟基组分和催化剂。

  1)聚脲学派:以美国PDA 为代表,力推“纯聚脲”。认为“纯聚脲”反应活性高,无发泡倾向,涂层质量高;不含催化剂,耐久性好;反应速度快,对温度和湿度不敏感,可在0 ℃以下及高湿度条件下施工,是性能完美的“万能涂料”。

  2)聚氨酯学派:以欧洲聚氨酯巨头为代表,他们更青睐聚氨酯,把半聚脲称之为改性聚氨酯。认为半聚脲和聚脲都是聚氨酯大家族的成员,是聚氨酯技术的一个分支,是聚氨酯技术的继承和发展。聚氨酯、半聚脲和聚脲各有其技术特点,各有其长处和不足,各有其应用领域,要取其所长、避其所短,促使三者共同发展。

  实际上,并不存在所谓的“100%纯聚脲”。在聚脲A 组分的异氰酸酯预聚体和半预聚物中,含有约40%的端羟基聚醚,尽管R 组分中全部是端氨基聚醚和端氨基扩链剂,在聚脲涂膜中也只有约80%的氨基成分,还有约20%的羟基成分,此外还有一定比例的助剂(它们不是氨基成分),故“纯聚脲”并不是100%氨基成分,也和半聚脲一样是氨基成分和羟基成分的混杂体,也是“hybrid”,只不过是氨基成分多一点而已。聚脲和半聚脲在化学成分上没有质的差别,只有量的差异;在技术性能上也各有优劣。

  1)喷涂聚氨酯:在A 组分预聚体和半预聚体中及R 组分中端羟基树脂和端羟基扩链剂含量的总和≥80%的体系,需加催化剂。

  2)喷涂半聚脲:在A 组分预聚体和半预聚体中及R 组分中,端氨基树脂和端氨基扩链剂含量的总和在20%~80%的体系,可根据需要酌情添加催化剂。

  3)喷涂聚脲:在A 组分预聚体和半预聚体中及R 组分中,端氨基树酯和端氨基扩链的含量总和≥80%的体系,不加催化剂。按照这样的定义,聚脲类涂料应包括半聚脲和聚脲两大类,它们有共性亦有个性,技术性能上各有优劣,各有应用领域。

  1)半聚脲性能可调,具有更好的适应性通过对半聚脲配方的合理设计,调节氨基和羟基成分的配比,可得到氨基成分在50%~80%的刚柔相济的高档半聚脲其技术性能完全可和聚脲比美;特别是在水泥基材防护领域,其性能略优于聚脲。聚脲并非性能完美的“万能涂料”,它在物理性能、耐久性、施工性和环保性上有其独特优势,但也有严重缺陷,如在耐高温性、耐强酸及溶剂腐蚀性、阻燃性、抗黄变性、防静电性等方面,故需要与高分子家族的其他成员取长补短,进行改性。聚脲类涂料中的异氰酸酯多官能团,决定了它可以用多种树脂(如聚酯、聚醚、环氧、有机硅、丙烯酸等)进行改性,以满足不同的使用要求。例如通过有机硅改性可提高耐热性和耐候性;酚醛树脂改性可提高耐热性、耐强酸及溶剂腐蚀性、阻燃性;聚硫橡胶改性可提高耐化学性及水蒸气透过性等。

  所谓“纯聚脲”的配方设计,只能在少数几种端氨基聚醚(D2000 和T5000)和端氨基扩链剂中(DETDA,DMTDA 及UMILINK4200)选取,调节的范围很有限,难于适应多样化要求。同样它也失去了改性的可能性,因为用于改性的树脂均不是氨基成分,改性之后就不是“纯聚脲”了。

  2)聚脲的价格较高,性能相当的聚脲比半聚脲价格高10%~20%,聚脲在性能价格比上失去了优势,而高的价格限制了聚脲的推广,而半聚脲则具有价格上的优势。

  3)半聚脲在凝胶时间的调节上更具可操作性。聚脲的高反应活性是优点也是不足,故聚脲的固化速度也不是越快越好。聚脲的凝胶时间在3~10 s之间,固化速度过快,带来许多负面效应,如对基材的浸润性差、粘结强度低,涂层收缩量大、固化应力大,易产生鼓泡和脱层,流平性差、表观质量差(表面呈橘皮状),节点及细部防护性差等。

  实践证明,聚脲的凝胶时间控制在10~20 s 之间较好,而对于表观质量要求高的工程,如高流平性、光洁度好的地坪,凝胶时间在1 min 以上才好。为了降低反应速度,在聚脲配方中采用了仲胺基聚醚和扩链剂,它们价格很贵,使得本来就已较高的聚脲价格进一步提高。而调整胺基和羟基的配比是调整反应速度的最基本、最快捷、最价廉的方法。适当降低胺基成分,从80%以上降至50%~80%之间,不但可调控固化速度,而且可调控材料的刚柔度处于最佳状态,可满足各个建设领域的多样性要求,这就是高档半聚脲的优势。

  1.它是满足食品药品监督管理局认证的食品级的材料,水杯双层喷了之后直接可以喝水。

  2、管道内外壁防腐: 聚脲产品适用于各种埋地管道、输送钢制管道的内外壁防腐保护。

  3、储罐及储罐围堰防腐:聚脲产品主要用于石油、石化、油田、化工等行业的化工设备及附属设施,大型化工储罐、原油罐、酸洗槽、电镀槽、炭化塔、盐水罐、蒸发池、舰船甲板及舱室地面、海上钻井平台、跨海大桥以及各类混凝土储罐。

  4. 建筑防水及保温:聚脲产品适用于建筑物的屋顶防水、高手论坛为什么因爱之名的一件事儿,,工业厂房、冷库隔汽层、水库、桥梁及跨海大桥、隧`道、地下工程以及发电厂冷`却塔、污水处理池、水族馆、游泳池内衬装饰等领域。

  5、工业地坪及运动场地:聚脲产品适用于各类工业地坪和体育工程,如车间地面、制药厂GMP车间、工厂车间树脂墙面及天花板、粮食仓库。运动场地如网球场、篮球场、羽毛球场、跑道面层防护等。

  6、主题公园与影视道具:聚脲产品适用于舞台、电影、道具制作;人造自然景观;柱子、拱顶等室内装饰材料;门窗装饰材料;建筑物外表面装饰材料;主题公园、游乐园、博物馆中的各种造型例如:玩具、建筑物、动画人物造型、动物、吉祥物以及各种观赏娱乐设施等;户外展览牌匾;路标;户外宣传;古建筑的保护等。

  7、皮卡车衬里等耐磨保护:聚脲产品可大范围用于皮卡、集装箱车、中型客车的衬里,能起到优良的耐磨、防腐、保护和装饰作用。此外还可用于水泥、砂浆处理设备衬里;振动筛设备衬里;浮选槽衬里;滚动回转筛、洗矿滚筒衬里;旋转分离器衬里;研磨设备衬里;水力分离器衬里等。

  8、浮力材料及海洋设施:聚脲产品用于制作或修补水上乐园的滑梯以及其它骑乘设施,还可用于护舷、浮萍、碰碰船、玻璃钢艇等设施的蒙皮,游艇、游船的内外喷涂,能起到很好的保护和缓冲作用。


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