聚脲
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１．２ 工艺简述
１．２．１ Ａ 组分的制备
将一定量的多异氰酸酯投入装有搅拌器、温度计、加料口和氮气入口的反应釜中，加 热至 ５０～６０℃，待其完全熔融后，加入干燥提纯过的聚醚多元醇，在 ７０～８０℃保温反应 ３～ ４ 小时，用电位滴定法测试 ＮＣＯ％稳定后出料、过滤、密闭包装储存。
１．２．２ Ｒ 组分的制备
以下实验都是在 Ａ 组分与 Ｒ 组分的体积比为 １：１，当量比（异氰酸酯指数）为 １．０５ 的 情况下完成。
１．２．５ 底材情况
制样均为在刷有脱模剂的玻璃板上直接喷涂制得。表观状态均为在未经任何处理的 ＥＰＳ 板材上连续喷涂六道后观察得出。
２ 结果与讨论
聚脲是由多异氰酸酯、聚醚多元醇、端氨基聚醚和扩链剂组成的嵌段聚合物。其硬段 是由 Ａ 组分中的多异氰酸酯和 Ｒ 组分中的扩链剂组成，软段则来自 Ａ 组分中的聚醚多元醇 和 Ｒ 组分中的端氨基聚醚。通过调节软／硬段的相对含量可以获得不同硬度、性能各异的 弹性体。由于本研究要制得硬度在邵 Ｄ６５ 左右的聚脲弹性体，因此必须在配方中引入大量 的硬段。通过增大原料的官能度，适当增大体系的交联度，同样可以获得较高硬度的材料。 材料的韧性与硬度的情况正好相反，一般韧性随着材料硬度的提高而下降，在满足硬度指 标的前提下，尽可能地提高制品的韧性，是本研究的重点也是难点。
将脱水后的颜填料、分散助剂以及适量的氨基聚醚在封闭式砂磨机上研磨。将研磨好 的浆料投入反应釜中，补足配方中的其它成份，混合均匀后出料，过滤后待用。
１．２．３ 喷涂设备
实验所用的喷涂设备是从美国 Ｇｕｓｍｅｒ 公司引进的 Ｈ－３５００ 主机和 ＧＸ－８ 喷枪，以及相 应附属设备。
１．２．４ 配方设计原则
50
45.5
47.2
10
9.1
9.4
JEFFAMINE® T-5000
DETDA
DMTDA JEFFAMINE®D-230 JEFFAMINE®D-403 凝胶时间/秒 不粘时间/分 弯曲模量/MPa 弯曲强度/MPa 表面硬度/邵 D 悬臂梁冲击强度/m/kg/cm 表面外观状态
20 20
10 26 1340 42.7 65 634 光滑
２．２ 活泼氢组分的选择
本文以 ＭＤＩ－１００、ＰＡＰＩ 与 ＥＰ－３３０Ｎ 聚醚的半预聚体为例，通过改变扩链剂的种类，调 节体系中软硬段的相对含量，对弹性体性能的影响结果见表 ３。
表 ３ 不同扩链剂对弹性体性能的影响
配方 A 组分
R 组分 JEFFAMINE®D-2000
1
2
3
MDI/PAPI/EP-330N NCO%=18
在半预聚体配方中，聚醚多元醇的类型也对弹性体的性能有一定的影响。表 ２ 是采用 不同官能度、分子量的聚醚多元醇对弹性体性能的影响
表 ２．聚醚多元醇对弹性体性能的影响
配方
1
2
3
A 组分 MDI-100 PAPI Diol2000 ARCOL5613 EP330N NCO%
R 组分
凝胶时间/秒 不粘时间/分 弯曲模量/MPa 弯曲强度/MPa
２．３ 阻燃研究
由于 ＥＰＳ、ＰＵＦ 等属于易燃品，为满足制品使用、储存要求，所以喷涂聚脲保护层必须 满足阻燃要求。以下实验是。结合喷涂聚脲配方的特点，以下实验分别在 Ａ、Ｒ 组分中加 入等体积的阻燃剂，将其复配后的阻燃效果。实验结果如表 ４ 所示：
表 ４ 不同的阻燃剂复配后对 ＳＰＵＡ 体系阻燃性能的影响
关键词 聚脲，聚氨酯，弹性体，防护，聚氨酯泡沫，聚苯乙烯泡沫，喷涂成型
在剧院等娱乐行业，泡沫材料被用来制造不同的形状的舞台道具已经有很多年的历史 了，其中大多采用的是聚苯乙烯泡沫（ＥＰＳ）、聚氨酯泡沫（ＰＵＦ）等。它们重量轻、手工 或计算机雕刻加工方便易行，是一种理想的舞台道具材料，但是使用泡沫的一个较大缺陷 是：表面耐久性较差，在道具数量多、体积大，以及作为室外展览时，存在着诸如撞击、 磨损等许多导致损坏的隐患，也因此带来了大量的经济损失。为解决这一问题，需要把精 心加工过的泡沫道具外表面用一种耐冲击性、耐磨性、耐候性以及施工性能俱佳的轻质材 料保护起来。
系。②在相同的条件下，弹性体硬度随异氰酸酯官能度的提高而提高，而韧性则在一定范 围内也有一定的提高。③另外，由于 ＰＡＰＩ 里面含有较多高官能度的低聚物异氰酸酯，相 对降低了反应活性，所以其凝胶时间比 Ｉｓｏｎａｔｅ？１４３Ｌ 体系相对延长，但是单独使用 ＰＡＰＩ 的体系，不粘时间较短，说明反应放热过于集中，容易把 ＥＰＳ 等泡沫底材灼烧变形，所以 选用 ＭＤＩ－１００ 与 ＰＡＰＩ 的混合体系，这对于缓解集中放热、增进对泡沫底材的浸润性有一 定的帮助。
图１． ＳＰＵＡ－４０３喷涂聚脲弹性体在道具、雕塑、标本中的应用示意图
在屋顶保温工程材料中，聚氨酯泡沫的保护材料，不外乎分为两大类： （１）无溶剂双
组分聚氨酯（脲）弹性体；（２）水性或油性涂料。后者对于快速形成一层２ｍｍ甚至更厚的保 护层来说是很困难的，所以我们相继开发出了ＳＰＵＡ系列弹性体材料，并已成功应用。借鉴 屋顶工程中的经验，结合ＥＰＳ本身的特点，我们研制成功了ＳＰＵＡ－４０３聚脲弹性体体系［１～６］， 并已在道具、雕塑、标本中取得了应用，如图１所示。研究表明：通过调整配方，可以制 得硬度高、韧性佳的高强度阻燃型聚脲弹性体材料，进一步拓展了喷涂聚脲的应用范围。
光滑
４５ １０ ２２．７ ２２．８ １１ ２５ １５６０ ４２ ７５ ４５１
光滑
５０ １０ ２０ ２０ １２ ２５ １１８０ ３３．２ ６５ ６００
光滑
从上述指标来分析：①弯曲强度、表面硬度等随着 ＮＣＯ％含量的升高而上升，这是由于 体系的硬段含量相对升高的原因；相反地，冲击强度（韧性）则随着软段（橡胶相）含量 的减少而下降。因此在满足硬度等力学指标的前提下，应选择较低 ＮＣＯ％含量的半预聚体体
本文介绍了最新研制的 ＳＰＵＡ－４０３ 喷涂聚脲材料，讨论了影响硬度、韧性等力学性能 和阻燃性能的因素，并介绍了其性能和应用领域。
１ 实验部分
１．１ 主要原料
聚醚二元醇 ＤＩＯＬ２０００，羟值 ５６ｍｇＫＯＨ／ｇ，山东东大化学工业（集团）公司。 聚醚三元醇 ＡＲＣＯＬ５６１３，羟值 ５６ｍｇＫＯＨ／ｇ，美国阿科化学公司 聚醚三元醇 ＥＰ－３３０Ｎ，羟值 ３３ｍｇＫＯＨ／ｇ，山东东大化学工业（集团）公司。 ＭＤＩ－１００，当量 １２５，４，４－ＭＤＩ≥９９％，官能度 ｆｎ 为 ２，烟台合成革厂。 液化 ＭＤＩ，Ｉｓｏｎａｔｅ？１４３Ｌ，当量 １４３，官能度 ｆｎ 为 ２．２，美国 ＤＯＷ 化学公司。 ＰＡＰＩ，当量 １３８，官能度 ｆｎ 为 ２．７，美国 ＤＯＷ 化学公司。 端氨基聚醚 ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ？ Ｔ－５０００、Ｄ－２０００，分子量 Ｍｎ 分别为 ５０００、２０００，官能度 ｆｎ 分别为 ３、２，美国 Ｈｕｎｔｓｍａｎ 公司 端氨基聚醚 ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ？ Ｔ－４０３、Ｄ－２３０，美国 Ｈｕｎｔｓｍａｎ 公司。 二乙基甲苯二胺（ＤＥＴＤＡ），ＥＴＨＡＣＵＲＥ？１００ 和二甲硫基甲苯二胺（ＤＭＴＤＡ）ＥＴＨＡＣＵＲＥ？３００， 美国 ＡｌｂｅｍａｒｌｅＴＭ 公司。 液体溴系阻燃剂 １、３（外购），液体磷系阻燃剂 ２、４（外购）
复配阻燃剂种类 阻燃剂体积比 阻燃剂总用量／％ 氧指数（ＯＩ）
阻燃剂 １＋阻燃剂 ２
１：１
２５
２８
阻燃剂 ３＋阻燃剂 ４
１：１
２５
２６
阻燃剂 １＋阻燃剂 ４
１：１
２５
２５
阻燃剂 ３＋阻燃剂 ２
１：１
２５
２７
在此，我们选择阻燃剂 １ 和阻燃剂 ２，并测试了其物理性能，以及在 Ａ、Ｒ 组分中的储 存稳定性进行了研究，完全可满足使用要求。
ＳＰＵＡ－４０３ 聚脲弹性体材料不仅具有硬度高、表面光滑、附着力好、无毒、无污染、耐 磨、与装饰性面漆配套性好、生产效率高、完全反映泡沫材料的实际形状等特点，而且柔 韧性，尤其是低温冲击韧性较佳。在应用中保持了聚脲弹性体技术无溶剂、对湿气不敏感 等优点，可以通过专门的设备直接喷涂在 ＥＰＳ、ＰＵＦ 等上面，瞬间即可产生一层厚的弹性 保护层，有效地防止了泡沫材料在受冲撞后开裂、变形。通常这种弹性体材料一次能喷涂 的厚度是没有限制的。一般在该应用中，聚脲弹性涂层的厚度应在 １．５～６ｍｍ 之间不等， 在某些特殊场合可以根据实际需要进行加厚。
４０ １０ ２５ ２５ ３ ３０ １４００ ４０ ７０ ５２７
桔皮状
４０ １０ ２５ ２５ ８ ２５ １３６０ ３８ ７１ ５７８
光滑
４０ １０ ２５ ２５ ３ ３０ １４３０ ４０ ７１ ５３２
桔皮状
４０ １０ ２５ ２５ １０ １５ １５００ ４１ ７２ ５０３
２．１ 半预聚体配方的选择
在本研究中，采用 ＭＤＩ－１００ 与 Ｉｓｏｎａｔｅ？１４３Ｌ、ＰＡＰＩ 等混合使用，适当增大交联度，同 时也使得半预聚体在常温保持均匀透明的状态。由表 １ 可以看出多异氰酸酯对弹性体性能 的影响。
表 １．多异氰酸酯及 ＮＣＯ％含量对弹性体性能的影响
配方
A 组分
MDI-100 Isonate®143L Pຫໍສະໝຸດ BaiduPI Diol2000 NCO%
49.4
49.4
47.9
19.7
19.7
19.1
45.7
45.7
48
18
18
18
JEFFAMINE®D-2000/ JEFFAMINE® T-5000/DETDA/DMTDA
12
13
10
25
25
26
1180
1210
1340
33.2
36.7
42.7
表面硬度/邵 D
65
64
65
悬 臂 梁 冲 击 强 度 600
1
2
3
4
5
6
58.5
58.4
53.9
49.4
23.4
89.7
23.3
87
21.6
19.7
32.4
33.3
25.3
39.6
45.7
22
20
20
20
22
18
Ｒ 组分 ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ？Ｄ－２０００ ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ？ Ｔ－５０００ ＤＥＴＤＡ ＤＭＴＤＡ 凝胶时间／秒 不粘时间／分 弯曲模量／ＭＰａ 弯曲强度／ＭＰａ 表面硬度／邵 Ｄ 悬臂梁冲击强度 ／ｍ／ｋｇ／ｃｍ 表面外观状态
23.5 22.6
2 8 1032 30.2 60 750 桔皮状
18.9 24.3
10 30 1200 35.7 63 712 光滑
从表 ３ 可以看出：采用 ＤＥＴＤＡ、ＤＭＴＤＡ 等扩链剂，硬段含量相对增加，分子中的极性 基团增多形成更多的二级交联（氢键），二级交联增强了分子间作用力，从而使弹性体的 硬度、弯曲强度等有所提高，但柔韧性随之下降。相反采用 Ｔ－４０３、Ｄ－２３０ 作扩链剂，降 低了硬度，但是柔韧性有一定的提高，主要是该类扩链剂内不含芳环的原因。但是制品的 外观受到了一定的影响。采用芳香族与脂肪族扩链剂混用，得到了较好的结果。
602
634
/m/kg/cm 表面外观状态
光滑
光滑
光滑
由表 ２ 可以看出，①采用不同官能度及分子量的聚醚多元醇对材料的硬度影响不太明 显，原因是：硬度随着聚醚多元醇分子量的提高而降低，随着官能度的提高而上升；②随 着聚醚多元醇分子量的提高，相对提高了醚键的数目，进而提高了聚脲链段的柔顺性，因 此韧性有一定的提高；③随着聚醚多元醇的官能度的提高，体系的交联度相对上升，弯曲 强度、弯曲模量也随之有一定程度的提高。因此，在保证硬度指标的前提下，应尽量采用 高分子量、较高官能度的聚醚多元醇来合成半预聚体。
ＳＰＵＡ－４０３ 喷涂聚脲材料的研制 及其在泡沫材料保护中的应用
徐德喜 王宝柱 黄微波 陈酒姜 杨宇润 刘东晖 刘培礼
（海洋化工研究院 青岛 ２６６０７１）
摘要 以 ＭＤＩ 及其改性物、聚醚多元醇、氨基聚醚等为原料，研制了一种泡沫防护用喷涂聚脲弹性体 ＳＰＵＡ－４０３。讨论了 ＮＣＯ％含量，多异氰酸酯、聚醚多元醇、扩链剂的类型等对该弹性体力学性能的影响。 同时介绍了 ＳＰＵＡ－４０３ 喷涂聚脲材料的性能及其在聚苯乙烯、聚氨酯等泡沫材料防护中的应用。
１．２．１ Ａ 组分的制备
将一定量的多异氰酸酯投入装有搅拌器、温度计、加料口和氮气入口的反应釜中，加 热至 ５０～６０℃，待其完全熔融后，加入干燥提纯过的聚醚多元醇，在 ７０～８０℃保温反应 ３～ ４ 小时，用电位滴定法测试 ＮＣＯ％稳定后出料、过滤、密闭包装储存。
１．２．２ Ｒ 组分的制备
以下实验都是在 Ａ 组分与 Ｒ 组分的体积比为 １：１，当量比（异氰酸酯指数）为 １．０５ 的 情况下完成。
１．２．５ 底材情况
制样均为在刷有脱模剂的玻璃板上直接喷涂制得。表观状态均为在未经任何处理的 ＥＰＳ 板材上连续喷涂六道后观察得出。
２ 结果与讨论
聚脲是由多异氰酸酯、聚醚多元醇、端氨基聚醚和扩链剂组成的嵌段聚合物。其硬段 是由 Ａ 组分中的多异氰酸酯和 Ｒ 组分中的扩链剂组成，软段则来自 Ａ 组分中的聚醚多元醇 和 Ｒ 组分中的端氨基聚醚。通过调节软／硬段的相对含量可以获得不同硬度、性能各异的 弹性体。由于本研究要制得硬度在邵 Ｄ６５ 左右的聚脲弹性体，因此必须在配方中引入大量 的硬段。通过增大原料的官能度，适当增大体系的交联度，同样可以获得较高硬度的材料。 材料的韧性与硬度的情况正好相反，一般韧性随着材料硬度的提高而下降，在满足硬度指 标的前提下，尽可能地提高制品的韧性，是本研究的重点也是难点。
将脱水后的颜填料、分散助剂以及适量的氨基聚醚在封闭式砂磨机上研磨。将研磨好 的浆料投入反应釜中，补足配方中的其它成份，混合均匀后出料，过滤后待用。
１．２．３ 喷涂设备
实验所用的喷涂设备是从美国 Ｇｕｓｍｅｒ 公司引进的 Ｈ－３５００ 主机和 ＧＸ－８ 喷枪，以及相 应附属设备。
１．２．４ 配方设计原则
50
45.5
47.2
10
9.1
9.4
JEFFAMINE® T-5000
DETDA
DMTDA JEFFAMINE®D-230 JEFFAMINE®D-403 凝胶时间/秒 不粘时间/分 弯曲模量/MPa 弯曲强度/MPa 表面硬度/邵 D 悬臂梁冲击强度/m/kg/cm 表面外观状态
20 20
10 26 1340 42.7 65 634 光滑
２．２ 活泼氢组分的选择
本文以 ＭＤＩ－１００、ＰＡＰＩ 与 ＥＰ－３３０Ｎ 聚醚的半预聚体为例，通过改变扩链剂的种类，调 节体系中软硬段的相对含量，对弹性体性能的影响结果见表 ３。
表 ３ 不同扩链剂对弹性体性能的影响
配方 A 组分
R 组分 JEFFAMINE®D-2000
1
2
3
MDI/PAPI/EP-330N NCO%=18
在半预聚体配方中，聚醚多元醇的类型也对弹性体的性能有一定的影响。表 ２ 是采用 不同官能度、分子量的聚醚多元醇对弹性体性能的影响
表 ２．聚醚多元醇对弹性体性能的影响
配方
1
2
3
A 组分 MDI-100 PAPI Diol2000 ARCOL5613 EP330N NCO%
R 组分
凝胶时间/秒 不粘时间/分 弯曲模量/MPa 弯曲强度/MPa
２．３ 阻燃研究
由于 ＥＰＳ、ＰＵＦ 等属于易燃品，为满足制品使用、储存要求，所以喷涂聚脲保护层必须 满足阻燃要求。以下实验是。结合喷涂聚脲配方的特点，以下实验分别在 Ａ、Ｒ 组分中加 入等体积的阻燃剂，将其复配后的阻燃效果。实验结果如表 ４ 所示：
表 ４ 不同的阻燃剂复配后对 ＳＰＵＡ 体系阻燃性能的影响
关键词 聚脲，聚氨酯，弹性体，防护，聚氨酯泡沫，聚苯乙烯泡沫，喷涂成型
在剧院等娱乐行业，泡沫材料被用来制造不同的形状的舞台道具已经有很多年的历史 了，其中大多采用的是聚苯乙烯泡沫（ＥＰＳ）、聚氨酯泡沫（ＰＵＦ）等。它们重量轻、手工 或计算机雕刻加工方便易行，是一种理想的舞台道具材料，但是使用泡沫的一个较大缺陷 是：表面耐久性较差，在道具数量多、体积大，以及作为室外展览时，存在着诸如撞击、 磨损等许多导致损坏的隐患，也因此带来了大量的经济损失。为解决这一问题，需要把精 心加工过的泡沫道具外表面用一种耐冲击性、耐磨性、耐候性以及施工性能俱佳的轻质材 料保护起来。
系。②在相同的条件下，弹性体硬度随异氰酸酯官能度的提高而提高，而韧性则在一定范 围内也有一定的提高。③另外，由于 ＰＡＰＩ 里面含有较多高官能度的低聚物异氰酸酯，相 对降低了反应活性，所以其凝胶时间比 Ｉｓｏｎａｔｅ？１４３Ｌ 体系相对延长，但是单独使用 ＰＡＰＩ 的体系，不粘时间较短，说明反应放热过于集中，容易把 ＥＰＳ 等泡沫底材灼烧变形，所以 选用 ＭＤＩ－１００ 与 ＰＡＰＩ 的混合体系，这对于缓解集中放热、增进对泡沫底材的浸润性有一 定的帮助。
图１． ＳＰＵＡ－４０３喷涂聚脲弹性体在道具、雕塑、标本中的应用示意图
在屋顶保温工程材料中，聚氨酯泡沫的保护材料，不外乎分为两大类： （１）无溶剂双
组分聚氨酯（脲）弹性体；（２）水性或油性涂料。后者对于快速形成一层２ｍｍ甚至更厚的保 护层来说是很困难的，所以我们相继开发出了ＳＰＵＡ系列弹性体材料，并已成功应用。借鉴 屋顶工程中的经验，结合ＥＰＳ本身的特点，我们研制成功了ＳＰＵＡ－４０３聚脲弹性体体系［１～６］， 并已在道具、雕塑、标本中取得了应用，如图１所示。研究表明：通过调整配方，可以制 得硬度高、韧性佳的高强度阻燃型聚脲弹性体材料，进一步拓展了喷涂聚脲的应用范围。
光滑
４５ １０ ２２．７ ２２．８ １１ ２５ １５６０ ４２ ７５ ４５１
光滑
５０ １０ ２０ ２０ １２ ２５ １１８０ ３３．２ ６５ ６００
光滑
从上述指标来分析：①弯曲强度、表面硬度等随着 ＮＣＯ％含量的升高而上升，这是由于 体系的硬段含量相对升高的原因；相反地，冲击强度（韧性）则随着软段（橡胶相）含量 的减少而下降。因此在满足硬度等力学指标的前提下，应选择较低 ＮＣＯ％含量的半预聚体体
本文介绍了最新研制的 ＳＰＵＡ－４０３ 喷涂聚脲材料，讨论了影响硬度、韧性等力学性能 和阻燃性能的因素，并介绍了其性能和应用领域。
１ 实验部分
１．１ 主要原料
聚醚二元醇 ＤＩＯＬ２０００，羟值 ５６ｍｇＫＯＨ／ｇ，山东东大化学工业（集团）公司。 聚醚三元醇 ＡＲＣＯＬ５６１３，羟值 ５６ｍｇＫＯＨ／ｇ，美国阿科化学公司 聚醚三元醇 ＥＰ－３３０Ｎ，羟值 ３３ｍｇＫＯＨ／ｇ，山东东大化学工业（集团）公司。 ＭＤＩ－１００，当量 １２５，４，４－ＭＤＩ≥９９％，官能度 ｆｎ 为 ２，烟台合成革厂。 液化 ＭＤＩ，Ｉｓｏｎａｔｅ？１４３Ｌ，当量 １４３，官能度 ｆｎ 为 ２．２，美国 ＤＯＷ 化学公司。 ＰＡＰＩ，当量 １３８，官能度 ｆｎ 为 ２．７，美国 ＤＯＷ 化学公司。 端氨基聚醚 ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ？ Ｔ－５０００、Ｄ－２０００，分子量 Ｍｎ 分别为 ５０００、２０００，官能度 ｆｎ 分别为 ３、２，美国 Ｈｕｎｔｓｍａｎ 公司 端氨基聚醚 ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ？ Ｔ－４０３、Ｄ－２３０，美国 Ｈｕｎｔｓｍａｎ 公司。 二乙基甲苯二胺（ＤＥＴＤＡ），ＥＴＨＡＣＵＲＥ？１００ 和二甲硫基甲苯二胺（ＤＭＴＤＡ）ＥＴＨＡＣＵＲＥ？３００， 美国 ＡｌｂｅｍａｒｌｅＴＭ 公司。 液体溴系阻燃剂 １、３（外购），液体磷系阻燃剂 ２、４（外购）
复配阻燃剂种类 阻燃剂体积比 阻燃剂总用量／％ 氧指数（ＯＩ）
阻燃剂 １＋阻燃剂 ２
１：１
２５
２８
阻燃剂 ３＋阻燃剂 ４
１：１
２５
２６
阻燃剂 １＋阻燃剂 ４
１：１
２５
２５
阻燃剂 ３＋阻燃剂 ２
１：１
２５
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在此，我们选择阻燃剂 １ 和阻燃剂 ２，并测试了其物理性能，以及在 Ａ、Ｒ 组分中的储 存稳定性进行了研究，完全可满足使用要求。
ＳＰＵＡ－４０３ 聚脲弹性体材料不仅具有硬度高、表面光滑、附着力好、无毒、无污染、耐 磨、与装饰性面漆配套性好、生产效率高、完全反映泡沫材料的实际形状等特点，而且柔 韧性，尤其是低温冲击韧性较佳。在应用中保持了聚脲弹性体技术无溶剂、对湿气不敏感 等优点，可以通过专门的设备直接喷涂在 ＥＰＳ、ＰＵＦ 等上面，瞬间即可产生一层厚的弹性 保护层，有效地防止了泡沫材料在受冲撞后开裂、变形。通常这种弹性体材料一次能喷涂 的厚度是没有限制的。一般在该应用中，聚脲弹性涂层的厚度应在 １．５～６ｍｍ 之间不等， 在某些特殊场合可以根据实际需要进行加厚。
４０ １０ ２５ ２５ ３ ３０ １４００ ４０ ７０ ５２７
桔皮状
４０ １０ ２５ ２５ ８ ２５ １３６０ ３８ ７１ ５７８
光滑
４０ １０ ２５ ２５ ３ ３０ １４３０ ４０ ７１ ５３２
桔皮状
４０ １０ ２５ ２５ １０ １５ １５００ ４１ ７２ ５０３
２．１ 半预聚体配方的选择
在本研究中，采用 ＭＤＩ－１００ 与 Ｉｓｏｎａｔｅ？１４３Ｌ、ＰＡＰＩ 等混合使用，适当增大交联度，同 时也使得半预聚体在常温保持均匀透明的状态。由表 １ 可以看出多异氰酸酯对弹性体性能 的影响。
表 １．多异氰酸酯及 ＮＣＯ％含量对弹性体性能的影响
配方
A 组分
MDI-100 Isonate®143L Pຫໍສະໝຸດ BaiduPI Diol2000 NCO%
49.4
49.4
47.9
19.7
19.7
19.1
45.7
45.7
48
18
18
18
JEFFAMINE®D-2000/ JEFFAMINE® T-5000/DETDA/DMTDA
12
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25
25
26
1180
1210
1340
33.2
36.7
42.7
表面硬度/邵 D
65
64
65
悬 臂 梁 冲 击 强 度 600
1
2
3
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6
58.5
58.4
53.9
49.4
23.4
89.7
23.3
87
21.6
19.7
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33.3
25.3
39.6
45.7
22
20
20
20
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18
Ｒ 组分 ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ？Ｄ－２０００ ＪＥＦＦＡＭＩＮＥ？ Ｔ－５０００ ＤＥＴＤＡ ＤＭＴＤＡ 凝胶时间／秒 不粘时间／分 弯曲模量／ＭＰａ 弯曲强度／ＭＰａ 表面硬度／邵 Ｄ 悬臂梁冲击强度 ／ｍ／ｋｇ／ｃｍ 表面外观状态
23.5 22.6
2 8 1032 30.2 60 750 桔皮状
18.9 24.3
10 30 1200 35.7 63 712 光滑
从表 ３ 可以看出：采用 ＤＥＴＤＡ、ＤＭＴＤＡ 等扩链剂，硬段含量相对增加，分子中的极性 基团增多形成更多的二级交联（氢键），二级交联增强了分子间作用力，从而使弹性体的 硬度、弯曲强度等有所提高，但柔韧性随之下降。相反采用 Ｔ－４０３、Ｄ－２３０ 作扩链剂，降 低了硬度，但是柔韧性有一定的提高，主要是该类扩链剂内不含芳环的原因。但是制品的 外观受到了一定的影响。采用芳香族与脂肪族扩链剂混用，得到了较好的结果。
602
634
/m/kg/cm 表面外观状态
光滑
光滑
光滑
由表 ２ 可以看出，①采用不同官能度及分子量的聚醚多元醇对材料的硬度影响不太明 显，原因是：硬度随着聚醚多元醇分子量的提高而降低，随着官能度的提高而上升；②随 着聚醚多元醇分子量的提高，相对提高了醚键的数目，进而提高了聚脲链段的柔顺性，因 此韧性有一定的提高；③随着聚醚多元醇的官能度的提高，体系的交联度相对上升，弯曲 强度、弯曲模量也随之有一定程度的提高。因此，在保证硬度指标的前提下，应尽量采用 高分子量、较高官能度的聚醚多元醇来合成半预聚体。
ＳＰＵＡ－４０３ 喷涂聚脲材料的研制 及其在泡沫材料保护中的应用
徐德喜 王宝柱 黄微波 陈酒姜 杨宇润 刘东晖 刘培礼
（海洋化工研究院 青岛 ２６６０７１）
摘要 以 ＭＤＩ 及其改性物、聚醚多元醇、氨基聚醚等为原料，研制了一种泡沫防护用喷涂聚脲弹性体 ＳＰＵＡ－４０３。讨论了 ＮＣＯ％含量，多异氰酸酯、聚醚多元醇、扩链剂的类型等对该弹性体力学性能的影响。 同时介绍了 ＳＰＵＡ－４０３ 喷涂聚脲材料的性能及其在聚苯乙烯、聚氨酯等泡沫材料防护中的应用。