2016-05-23 08:45:59
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什么是噴涂聚脲彈性體？
聚脲彈性體是由異氰酸酯與氨基聚醚及氨基擴鏈劑反應生成的一種具有脲基重復結構單元的聚合物。在國外，噴涂聚脲材料被稱為可常溫施工的液體防水卷材。該材料100％固含量、固化速度快 、對溫度／濕度不敏感、物理強度高等特點。因此自1985年誕生以來，在防水領域獲得了巨大的商業應用。20世紀末我國也開始將該產品應用于各類地坪、建筑防水、地鐵車站防水等工程中。
一、．噴涂聚脲材料應用于防水工程的優點
噴涂聚脲材料是國外近10年來繼高固體份涂料、水性涂料、輻射固化涂料、粉末涂料等低(無)污染涂裝技術之后為適應環保需求而研制開發的一種新型無溶劑、無污染的綠色施工技術。
噴涂聚脲材料被國外稱之為液體防水卷材。與傳統的防水材料相比具有以下優點：
1)100％同含景，無揮發性有機物，符合環保要求；
2)不含催化劑，快速固化，可在曲面、斜面及垂直面上噴涂成型，不產生流掛現象，對于凹凸、拐角、邊角具有很強的保持性；
3)快速卻可控的同化速度保證了T程能夠快速的重新投入使用：
4)對水氣、濕氣不敏感，施=【=不受環境濕度、溫度的影響；
5)可進行噴涂或澆注，一次施工的厚度可從數百微米到數厘米，克服了以往多次施工的諸多不便，縮短了施工周期；
6)優異的物理性能，如抗拉強度、撕裂強度、延伸率、耐磨性、耐刺穿、耐磕破、防濕滑等。高伸長率使其具有很強的裂縫彌合能力，對混凝土開裂的防護性非常優異；
7)優異的防腐性能，可耐大部分腐蝕介質，酸、堿、鹽、海水、氯離子等的長期浸泡；
8)整體無縫、組織致密、堅韌，可用于迎水面防水，亦可應用于背水面防水：
9)對各種底材附著力高且持久，不會因為冷熱交替出現脫落現象。
二、噴涂聚脲施工質量控制
1、底材處理
聚脲產品有著非常快的反應速度和同化速度，因此表面處理對于能否成功應用聚脲具有很大的影響。據不完全統計，聚脲工程的失敗大約80％與底材表面處理不當有關。
(1)金屬底材的處理
對于金屬底材，噴涂前表面處理的方法很多，如酸洗磷化、機械打磨、噴砂拋丸等。而噴砂迄今為止仍是最佳的選擇。原因有二：其一，噴砂后鋼材表面清潔度有保證(>Sa2．5)；其二，噴砂后表面粗糙度有保證(Rz 40．751am)。而且涂裝前底材具有一定的表面粗糙度不僅可大幅度增加聚脲與底材接觸的表面積，還為附著提供了合適的表面幾何形狀，有利于聚脲與底材之間的粘接和涂層厚度分布的均勻一致；剛噴砂后的鋼材，表面能增大，處于活化態，3小時之內噴涂配套底漆，是涂料分子與金屬表面極性基團之問相互吸引與粘接的最佳時期。涂裝前表面處理除了噴砂除銹外，還應包括噴砂前除油和除去可溶性鹽等污染物。而一般施工者認為噴砂可以把它們清除，但實際上噴砂只是把大部分的污染物深深嵌入鋼材的表面，形成更加隱蔽、危險性更大的污染。
(2)混凝土底材的處理
混凝土底材的情況十分復雜，是最難施工的底材之一，它多孔、透氣、透水并且表面強度低。這種多孔性會使很多污染物滲透進來，如果這些污染物沒有清理掉，就會對聚脲工程造成極大的破壞。表面強度低，呈現出一個脆弱的粘合界面。這些問題會潛在地造成聚脲體系與底材分層或起泡。所以，混凝土上層的浮漿以及混凝土上的污染物必須要清理掉，混凝土表面的凹陷一定要預先填平。處理的主要目的是除去表面浮塵和雜物以利封閉底漆滲透。
混凝士基材的處理，首先要拋丸或打磨，增加粗糙度，保證附著力。然后修補表面的孔洞和裂縫。
最后清除灰塵，施工一道封閉底漆。混凝土基材要采用表干慢、滲透時間長的底漆，讓其充分滲進底材、反應固化后錨固底材。底漆滲得越多，工程質量越有保障。另一個對混凝土非常重要的要考慮的是，潮氣透過混凝土的散發以及滲透壓，這會潛在地造成所用涂層的分層和起泡。
有許多的標準可以用來檢測混凝十表面的處理情況。一個比較常用的標準是：SSPC．SPl3“混凝土表面處理”。該標準引用了混凝七表面處理方面的其他的標準和檢測方法。
2、噴涂設備及噴槍
聚脲體系是由兩個化學活性極高的組分組成，混合后快速反應造成粘度迅速增大，如果沒有適當的輸送、計量、霧化和清洗設備，這一反應將是無法控制的，所以噴涂聚脲工藝需要有專業的噴涂，這一點完全不同于以往的普通涂料施工。噴涂設備是噴涂聚脲技術的的基礎，也是噴涂技術推廣應用的難點。對噴涂設備的基本要求是1)能夠產生高壓；2)能夠對原料預熱；3)設備的供料能力要大于噴槍的輸出量。實際噴涂的配置對材料的物理性能產生重要影響。表3、4為聚脲的物理性能與工作壓力和工作溫度的關系。
3、原料的攪拌及預熱
噴涂聚脲體系的R組分通常是加入顏料的。加入顏料的主要作用是用來增加聚脲產品的裝飾性、耐紫外線性能、物理性能等。但是由于顏料的密度、界面狀態與純樹脂均存在差異，經過一段時間后都有沉積到底部的趨勢。即使加工時使用高剪切分散技術，仍難避免這種情況。在噴涂之前，沒有攪拌原料，顏料將沉積。而噴涂設備仍然按1：1的體積比進行計量。毋庸質疑，在輸送高顏料部分時將有一部分反應性的樹脂被顏料所取代，出現比例失調。這將帶來一系列的問題：發泡、鼓泡、霧化效果差、涂層顏色不均勻、涂層物理性能差等。
4、噴涂環境的控制
大量文獻介紹噴涂聚脲彈性體施工時不受施工溫度、濕度的影響，這是相當片面的。相對于聚氨酯類的涂料，由于胺基聚醚與異氰酸酯反應速度很快，體系中不存在催化劑，因此聚脲受施工溫度、濕度的影響較小，但并不代表溫度、濕度不對其產生負面影響。
(1)溫度對聚脲性能的影響
化學反應速度及反應程度受溫度的影響很大，一般化學反應，當溫度每升高lO℃時，反應速度大約增大2"4倍，聚脲也不例外。同時，聚脲反應過程是一個玻璃化溫度逐步升高的過程，當其玻璃化溫度接近固化溫度(通常是室溫)時，鏈段被凍結，反應速度變得異常緩慢，甚至停止。因此，低溫固化聚脲的物理強度通常較高溫固化的低10---20％。
(2)濕度對聚脲性能的影響
如果濕度很大(如大于90％)，底材表面會形成一層薄薄的水膜。這可能對聚脲本身的物理性能不會產生太大的影響，但對附著力會產生致命的影響。濕度很大時，噴涂聚脲彈性體容易形成微泡。
聚氨酯或聚脲涂層發泡存在兩種機理1)異氰酸酯與水反應，生成C02，這屬于化學發泡；2)水分在噴涂過程中被裹進涂層中，而聚氨酯或聚脲的化學反應是一個放熱反應，水遇熱汽化、膨脹，這屬于物理發泡。由于胺基聚醚或胺基擴鏈劑反應速度很快，一般不會產生化學發泡，但物理發泡是難以避免的。在高濕度下施工的聚脲涂層較干燥狀態下施工的涂層密度下降10％左右，物理強度下降20％左右。
(3)聚脲的后固化對其性能的影響
噴涂聚脲是一種瞬問反應、快速同化的新涂層體系，但這并不代表聚脲噴涂完畢后就達到較好的力學強度。原因之一，由于聚脲反應速度很快并釋放出大_!阜=的熱，導致涂層在交聯初期產生較大的內廊力，而內應力的釋放通常需要一定時間，因此材料的物理性能／1i會很快達到最高值。原因之二，從化學原理上來講，聚脲反應是逐步加成反應，這不同于自由基聚合，分子量是逐步增長的，只有分了量達到一定數值，才能宏觀表現出一定的力學強度。這與實際噴涂狀況是完全一致的：聚脲在最初的幾個小時內呈現的是一種乳酪狀狀態，沒有什么強度。因此，聚脲施T完畢后至少要在24小時到48小時甚至更長的時間之后才能投入使用，否則很容易造成前期損壞。
(4)聚脲的收縮率
聚脲產品是一種熱同性材料，所有的熱同性材料在周化時都有收縮現象。熱收縮率與所選擇的聚脲配方體系和操作條件是有點接關系的。大多數工業應用的聚脲體系的收縮率都在0．5％左右，而配方設計不當的聚脲體系收縮率高達5％，這對于實際應用是完全不可接受的。聚脲的收縮大多出現在最初的24小時內，然而有些在72小時后也有進一步的收縮，這主要取決于工藝和施‘T設備。一般固化速度在3～10秒的聚脲體系，具有較高的拉伸強度和較低的伸長率(100～300％)，并且具有較高的收縮率。而凝膠速度在15～45秒的噴涂體系中收縮率相對較低，且其伸長率都大于400％。聚脲的線性收縮率也受施工條件的影響。快速同化聚脲體系在施rT過程中需要加熱，如果施工過程中不加熱，或者加熱溫度達不到要求，雖然它能夠固化，但是會導致產品具有比較大的收縮率。在許多情況下，收縮產生的力量可能大于聚脲產品初始的拉伸強度，并且在纖維底材上的產品會發生斷裂。
(5)聚脲涂層的厚度
首先，聚脲不是一個薄涂層施工技術，由于100％同含量，粘度低，所采用的樹脂分予囂較小，成膜能力差，噴涂必須達到一定的厚度才能形成連續的涂膜，從實踐經驗來看，聚脲涂層總體厚度不能低于0．8mm。同時，每道聚脲施T的厚度也不要太薄，聚脲反應是放熱反應，涂層需要集中放熱來加強同化，這樣才能達到很好的力學強度。對于防水T程來說我們一般推薦噴涂厚度為l一2 mm比較適宜，這樣既節約了成_=串=又達到了很好的防水效果。
美國PDA協會曾做過一個調查．噴涂聚脲材料中的60％應用于混凝七保護，5％應用于屋面防水工程中。而混凝土保護工程中大部分應用是混凝十防水，包括高速公路防水、隧道防水、建筑防水、儲水池應用等，也包括一些含有腐蝕介質的混凝土底材的防水應用，如廢水處理池等。由于聚脲具有優異的彈性，因此非常適合于作為底材如混凝土的防護材料。因為混凝土材料容易脆裂，而聚脲具有非常好的裂縫延伸性。曾經一個實驗對其延伸性做了檢測。將涂有SPUA材料的樣品從1．8米高處自由落下，砼自身被震裂，但SPUA材料毫無損傷，并將砼的碎塊牢牢地聚集在一起。由于SPUA材料自身優異的柔韌性和力學強度，即使在混凝土開裂的情況下，聚脲材料不但自身不會斷裂，而且還能將混凝土材料緊緊“抓住”，起到防水和保護作用。