聚脲介绍

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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”
第四章 聚脲材料性能
硬段:异氰酸酯、胺或醇扩链剂 软段:聚醚多元醇、氨基聚醚
硬段之间静电力很强,而且有大量的氢键,产生微相分离
SPUA的性能
力学性能
项目
S-101 S-102 重防 防水 腐 耐磨 (内)
S-103 S-202 S-402 工业 防滑 防腐 地坪 铺地 保温
2.对温度和水分不敏感,施工时受环境温度、湿 度影响小。
3.100%固含量,零VOC,对环境友好。 4.一次施工达到厚度,克服多层施工的弊病。 5.优异的物理性能,如拉伸强度、断裂伸长率高、
耐介质、耐磨、抗冲击等。 6.配方体系任意可调(弹性体/刚性体)。
技术特点
• 7.涂层致密、无接缝,形成皮肤式结构,防水、 防腐效果极佳。
聚脲与聚氨酯的主要区别:
优点:聚脲使用氨基聚醚,反应快,可低温固化 聚脲对水不敏感,可在高湿环境下施工 聚脲不使用催化剂,耐催化老化
缺点:价格高,性能调节小
喷涂聚脲分为: 芳香族聚脲 脂肪族聚脲 聚天门冬氨酸酯聚脲
芳香族聚脲
历史上曾将一类从植物胶中取得的具有芳香气味的物质称 为芳香族化合物。现在指分子中至少含有一个苯环,具有与开 链化合物或脂环烃不同的独特性质的一类化合物,A组分是芳 香族异氰酸酯,如MDI, LMDI等NCO直接与苯环相连 B组分含芳香胺扩链剂,如E-100,E-300,Unilink4200
2.将材料保护和喷涂技术有机地结合起来,大大提高工程质量和进度;
3.色彩艳丽,任意可调,将彻底改变我国钢结构“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,最大限度地减少了气候对施工进度的 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;
缺点:价格昂贵 弹性稍差 原料品种少
芳香族聚脲不但黄变,而且易粉化和失色;而脂肪族聚 脲长期使用不变色,物理性能保持率高。国外研究表明: 芳香族聚脲耐紫外光3800小时后性能保持率80%以上, 而脂肪族聚脲6000小时后性能保持率90%以上。
第三章 喷涂聚脲技术优点
技术特点
1.固化快,10秒凝胶,10分钟达到步行强度。 复杂曲面不流挂;停工期短,业主欢迎
mg/ 1.61km
50
60
80
110
物理性能
拉伸强度,MPa 邵氏硬度
断裂伸长率 撕裂强度,KN/m 100%模量,MPa 低温柔韧性/-40℃ 耐磨性/(750g/500r)/mg
O
右图是尿素的分子结构
聚脲被称为有机石头
H2N
C
NH2
异氰酸酯与水的化学反应
异氰酸酯与水反应先生 成不稳定的氨基甲酸, 氨基甲酸分解成胺和二 氧化碳。胺继续与异氰 酸酯反应生成脲键。
此反应是湿固化聚氨酯 涂料的基础,也是聚氨 酯材料易发泡的原因。
聚氨酯、聚脲化学反应
R NCO + H2O
RNH2 + CO2
• 8.与混凝土和钢等底材附着力好,不分层。 • 9.耐候性好,脂肪族体系户外可长期使用。 • 10.施工速度快,单机日施工1000m2以上。 • 11.投入使用后不需要维护,节省了昂贵的维
护费用。一次投资,终生受益。
关键设备要求
该技术对所需专业化设备的基本要求: 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
环保型施工技术比较
类别 项目
高固体份 涂料
水性涂料
UV涂料
粉末涂料
VOC含量 (g/L)
50~150
0~150
0
0
施工方法 常规
常规
新型
新型
防腐性能

一般
一般
优秀
适用底材 不限
不限 木材为主 金属
施工环境 0℃ 以上 5℃ 以上 厂房内 厂房内
一次成膜 厚度
<150μm <100μm
<50μm
<800μm
备注
辅助原料 未商业化 环氧固化剂 未商业化 主要原料 环氧固化剂
端氨基聚醚
二官能度的D 系列 三官能度的T系列
JEFFAMINE® D-2000
JEFFAMINE® T-5000
扩链剂
1.二乙基甲苯二胺(DETDA, E-100) 反应快
H5C2
CH3 NH2
NH2 C2H5
CH3 H2N H5C2
S-403 道具 保护
S-406 管道 防腐
S-502 卡车 衬里
S-601 柔性 防撞
凝胶时间/ s
10 10
8
45 15
拉 伸 强 度 19.1 10.0 11.8 11.0 22.0 /MPa
撕 裂 强 度 67 30 46 40 77 /kN/m
伸长率/% 200 350 250 350 35
分步说明:喷涂聚脲的主机--核心
以H-xp3为例
套的加热管道
可达88℃,承压240公斤, 专门配套,控制在主机上
专用聚脲喷枪
AP=Air-Purge/空气自清洁 MP=Mechanical-purge Spray Gun/机械自清洁喷枪
技术优点总结
1.涂层致密、连续、无接缝,防护性能十分突出;
氨基甲酸酯基团(氨酯键)
聚氨酯的化学反应属于氢转移的加成聚合反应。反 应在比较活泼的-N=C=O双键上进行,活泼氢化合物 中的氢原子转移到-NCO中的N原子上,余下的基团与 羰基C原子结合,生成氨基甲酸酯、脲基等化合物。
聚脲的化学反应原理
R NCO + R' NH2
O R NH C NH R'
脲键
硬度/邵尔A/D 80 ~ 80 ~ 80 ~ 80 ~ D60 90 90 90 90 ~70
3~5 15 3~5 10 23.0 25.0 18.0 17.0
79
91 85 78
40
50 10 350
D60 ~ D60~ 90 ~ 80 ~
70
70 95 90
基材的附着力
No 底材 处理方法 附着力
脂肪族聚脲
优点:突出的耐候性能. 缺点:物理性能稍差;耐高温和耐腐蚀差;价格贵
项目
保持率
拉伸强度
>95%
伸长率
100%
撕裂强度 硬度
>98% 100%
粉化

光泽保持率
>90%
检测标准:ASTM G-53,UVB-313,3000小时
聚天门冬氨酸酯聚脲
优点:1.固化速度可调至15分钟以上; 2.高拉伸强度、高光泽度、优异的耐磨性能; 3.优异的附着力(DTM, Direct to Metal); 4.优异的防腐性能及耐紫外光性能; 5.可以刷涂也可以常规高压无气喷涂机施工。
标准设备配置
1、DF主机1台,DF-7喷枪1把; 2、抽料泵2支,洗枪罐1个; 3、加热保温管15~30米; 4、10公斤、0.8立方米空压机1台; 5、10~15KW电源。
设备工作原理
A组分原料
混合双组分原料
B组分原料 A,B双组分原料于枪头混合室内经高压对撞混合后喷出
典型配置---提料泵/主机/加热软管/鞭管/喷枪
(纯)聚脲、聚氨酯(脲)主要区别在B组分
阶段 第 一 代
体系名称 喷涂 聚氨酯
A组分 MDI基 半预聚物
B组分 端羟基树脂 醇类扩链剂 催化剂
第 喷涂聚氨 MDI基 端羟基树脂 二 酯(脲) 半预聚物 二胺扩链剂

催化剂
第 喷涂(纯) MDI基 端氨基聚醚 三 聚脲 半预聚物 二胺扩链剂

主要优/缺点
SPUA 材料
0
新型 优秀 不限 不限
无限制
第一章 喷涂聚脲的定义(狭义讲)
喷涂(纯)聚脲涂料
喷涂(纯)聚脲(俗称纯聚脲)弹性涂料是一 种A、B 双组份、无溶剂、快速固化的弹性材 料;A 组份是由端氨基或端羟基化合物与异氰 酸酯反应制得的半预聚物;B 组分是由端氨基 树脂和端氨基扩链剂组成的混合物,并不得含 有任何羟基成分和催化剂,但允许含有少量颜 料及助剂;A、B 组分在专用喷涂设备的喷枪 内混合喷出,快速反应固化生成弹性体涂膜。
OCN
CH2
4, 4'-MDI
NCO
NCO
CH2
NCO
2, 4'-MDI
NCO
NCO
CH2
2, 2'-MDI
芳香族聚脲
在世界大量应用,优点:优异的物理性能;价格低. 缺点:在光照下黄变,易老化. 在紫外线下自氧化生成醌亚胺
OH OCN
OH
OC N
CH2
[O]
O
O
CH
NCO
OCN
一醌亚胺
HO NCO
B组份
B 组分是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成的混 合物,并不得含有任何羟基成分和催化剂,但允许含有 少量颜料及分散的助剂。
端氨基聚醚一览表
牌号
T-5000 T-3000 T-403 D-4000 D-2000 D-230
官能度
3 3 3 2 2 2
分子量
5000 3000 400 4000 2000 230
C
二醌亚胺
O NCO
脂肪族聚脲
开链烃及除芳香族化合物以外的环状烃类及其衍生物的 总称A组分是脂肪族异氰酸酯,如二环己基甲烷二异氰酸酯 HMDI,四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯 TMXDI等 B组分含脂肪胺扩链剂,如IPDA, CLEARLINK1000等
OCN
CH2
NH2
CNO
H3C H3C
CH3 CH2NH 2
破坏形式
/MPa
1
表面清洁 2.4
从底材脱开
钢 喷砂
9.8
涂层剥离,粘合剂破坏
涂底漆 13.8
涂层剥离,粘合剂破坏
2
表面清洁 1.4
从底材剥离
铝 喷砂
4.5
局部从底材剥离
涂底漆 5.2
局部从底材剥离
3
来自百度文库
表面清洁 2.2
混凝土破坏
混凝土 喷砂
1.4
从底材剥离
涂底漆 2.6
混凝土破坏
4
木材
表面清洁 1.7 涂底漆 3.5
常用的颜料有钛白、碳黑、中铬黄、酞青绿、酞青 蓝等。
分散剂大多是表面活性剂,根据在水中的离解度, 可分为离子型的和非离子型的。离子型的又可分为阳离 子型、阴离子型和两性的表面活性剂。其作用是防止颜 料沉降、浮色。
第二章 聚脲化学反应原理
聚氨酯的化学反应原理
R NCO + R' OH
O R NH C OR'
喷涂(半)聚脲涂料
喷涂聚氨酯(脲)(俗称半聚脲)弹性涂料是一 种A、B 双组份、无溶剂、快速固化的弹性材 料;A 组份是由端氨基或端羟基化合物与异氰 酸酯反应制得的半预聚物;B 组分是端羟基树 脂或端氨基树脂与端氨基扩链剂组成的混合物 ,在B 组分中可以含有用于提高反应活性的催 化剂,允许含有少量颜料及分散的助剂;A、B 组分在专用喷涂设备的喷枪内混合喷出,快速 反应固化生成弹性体涂膜。
木材破坏 木材破坏
SPUA的性能
耐磨性能: SPUA被称为“耐磨橡胶”,具有优异 的耐磨性能,是碳钢的10倍,环氧树脂的3~5倍。适 合于经常有人走、车辆活动的工业重载地坪,加之其良 好的伸长率,使用寿命比环氧更长,还可用于车辆底盘、 货车车斗等。
阿克隆 YW-201 YW-202 YW-401 YW-501 磨耗 耐磨保护 水利抗冲刷 地坪材料 柔性防撞
NH2 C2H5
扩链剂
2.二甲硫基甲苯二胺(DMTDA,E-300) 反应慢
SCH3
CH3
NH2 SCH3 NH2
H2N SCH3
CH3
NH2 SCH3
扩链剂
3. N,N’-二烷基甲基二胺(UNILINK®4200) 反应慢
H3C
C2H5 CH NH
C2H5
CH2
NH CH CH3
颜填料、助剂
聚脲弹性体探讨
目录
1Qiii
前沿
6 聚脲配套材料性能
2
喷涂聚脲的定义
7 聚脲常见问题
3
聚脲化学反应原理 8 聚脲应用实例
4
喷涂聚脲技术特点 9
5
聚脲材料性能
10
前言
喷涂聚脲弹性体技术(SPUA)
喷涂聚脲弹性体(Spray Polyurea Elastomer简称 SPUA)技术是国外近十年来,为适应环保需求而研制、 开发的一种新型无溶剂、无污染的绿色环保施工技术。该 材料具。 有力学强度高、耐磨、耐腐蚀、耐油、耐水、耐老 化、耐交变温度(压力)等突出性能;在施工方面具有施 工速度快、整体性能优异、环保性好等特点。现已针对不 同底材和应用要求开发出凝胶时间从几秒到几十分钟,由 弹性体至刚性材料的系列产品及配套底漆、层间粘合剂、 填充材料等,经大量工程应用表明:它能够很好地保护橡 胶、混凝土、玻璃钢、EPS泡沫、木材、钢、铝等材料, 施工工艺和材料配套成熟可靠,应用领域非常广泛,受到 用户好评。
优点:弹性好,耐磨性好,性 能可调节范围宽
缺点:对湿气敏感,配方难度 大,低温固化较慢
优点:性能可调节范围宽,固 化速度可调
缺点:对湿气较敏感,低温固 化速度稍慢
优点:固化快,对温度/湿气不 敏感
缺点:价格高,性能可调小。
A 组份
A 组份是由端羟基化合物与异氰酸酯反应制得的半预聚物
端羟基化合物: 一般是指聚醚多元醇 异氰酸酯组分:一般是指MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)或液化MDI 半预聚物:由过量的异氰酸酯与端羟基化合物反应制得的一种高 NCO(异氰酸根)含量的液体。
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