聚脲技术及其应用

聚脲技术及其应用

一、什么是聚脲技术?

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。又端氨基聚醚、液态胺扩链剂、颜料、填料以及助剂组成色浆（R祖分），另一组分则有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。

同时现代生活质量的提高，尤其是我国城市化的进程加快，人们对运动设施需求量越来大，要求也越来越高，在科技高速发展的现代社会与市场经济的发展中，应用于运动场地的材料也会越来越多，在运功场地的地面铺设中，SPUA成为了主流，SPUA技术是继高固体分

涂料、水性涂料、光固化（ＵＶ）涂料、粉末涂料等之后研制的一种新型无溶剂、无污染的喷涂技术，是喷涂工业技术的一次革新，该技

术可广泛应用于石油化工、防水工程、道具制作、车间地坪、体育设施工程等领域，其优异的物理力学性能及适用性能将给建设、机械、化工矿山等行业带来全新的发展，尤其是出色的防滑，耐磨性能，能有效地防止运动员滑倒或摔伤，提高运动成绩，且外观非常均匀，美观实用。作为一种绿色与高科技含量的喷涂聚脲弹性体，必将在我国运动设施建设中呈现出十分广阔的应用前景。为提高体育设施的科技含量，更好的服务于人们对体育运动和健身活动。

二、关于喷涂聚氨酯、聚氨酯（脲）、聚脲的定义（美国聚脲发展协会（Polyurea Development Association，简称PDA））

早期对喷涂聚氨酯、聚氨酯（脲）、聚脲的定义比较含混，即：将R组份中端氨基树脂和端氨基扩链剂含量在80%以上的体系，称为聚脲；将R组份中端羟基树脂和端羟基扩链剂含量在80%以上的体系，称为聚氨酯；介于两者之间的称为聚氨酯（脲）或混合体。

SPUA技术的发展，德国、美国发源地，最早开发喷涂聚氨酯（SPU）以及聚氨酯/聚脲弹性体技术的是Bayer、BASF、Futura和Uniroyal 公司。20世纪80年代中期，Austin在实验室，研发成功SPUA技术。20世纪90年代，美国率先开发并投入商业应用，显示出其优异的综合性能，经过不断的总结和提高。目前，北美地区已逐步淘汰SPU/SPUA 体系，正全面推广SPUA体系，澳大利亚、日本和韩国在九十年代分别引进该技术，并相继投入商业应用。由于研发APUA配方和工艺的难度比较大，澳大利亚及东南亚一般采用从设备到原料全盘进口、或

合资建厂的办法。我国海洋化工研究院在1995年首先开展APUA技术的前期探索研究工作，随后几年国内厂家开始购置设备，进行产品设计和开发具有自主知识产权的APUA配方体系，并已推出适合我国国情中、低价位水平为SPUA（Ａ）系列化产品和具有自主知识产权的关键原材料Ａ621系列端氨基聚醚，2003年1月通过了国家经贸委组织有关专家的技术鉴定，达到国际先进水平, 为我国“喷涂聚脲弹性体技术”的大规模推广和普及提供了可靠的保证，并在青岛、上海、大连等工程中成功应用。

随着喷涂聚脲弹性体技术的发展，其定义也越来越清晰。根据最近美国"聚脲发展协会"对喷涂聚氨酯、聚氨酯（脲）、聚脲的定义是：喷涂聚氨酯：是由异氰酸酯组份（简称A组份）与树脂组份（简称R组份）反应生成的一种弹性体物质。异氰酸酯既可以是芳香族的，也可以是脂肪族的。其中的A组份可以是单体、聚合体、异氰酸酯的衍生物、预聚物和半预聚物；预聚物和半预聚物是由端羟基化合物与异氰酸酯反应制得。其中的R组份必须是由端羟基树脂（例如：二元醇、三元醇、多羟基聚合物多元醇等）和端羟基（芳香族或脂肪族）扩链剂组成，在端羟基树脂中，必须含有用于提高反应活性的催化剂。

喷涂聚氨酯（脲）：也叫混合体（hybrid），它是由异氰酸酯组份（简称A组份）与树脂组份（简称R组份）反应生成的一种弹性体物质。异氰酸酯既可以是芳香族的，也可以是脂肪族的。其中的A组份可以是单体、聚合体、异氰酸酯的衍生物、预聚物和半预聚物；预聚物和半预聚物是由端氨基或者端羟基化合物与异氰酸酯反应制得。

其中的R组份既可以是端羟基树脂，也可以是端胺基树脂；扩链剂组成，在树脂组份中，可以含有用于提高反应活性的催化剂。

喷涂聚脲：是由异氰酸酯组份（简称A组份）与氨基化合物组份（简称R组份）反应生成的一种弹性体物质。异氰酸酯既可以是芳香族的，也可以是脂肪族的。其中的A组份可以是单体、聚合体、异氰酸酯的衍生物、预聚物和半预聚物。预聚物和半预聚物是由端氨基或者端羟基化合物与异氰酸酯反应制得。其中的R组份必须是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成，在端氨基树脂中，不得含有任何羟基成分和催化剂，但可以含有便于颜料分散的助剂。

三、聚脲产品的性能及优点

SPUA材料的主要原料是由异氰酸酯组份（简称A组份）与氨基化合物组份（简称R组份）反应生成的一种弹性体物质。其中的R组份必须是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成，在端氨基树脂中，不得含有任何羟基成分和催化剂，但可以含有便于颜料分散的助剂。根据喷涂聚氨酯（脲）弹性体技术所用材料的组成和特性的不同，该领域的喷涂技术从聚氨酯（PU）、聚氨酯/聚脲（PU/PUA）、纯聚脲（PUA）到现在的喷涂3个阶段。SPUA技术是在聚氨酯反应注射成型（RI）技术的基础上发展起来的，结合了聚脲树脂的反应特性和RIM技术的快速混合、快速成型的特点，可以进行施工现场各类大面积形状复杂的表面涂层处理。采用这种工艺技术，基于聚脲树脂的反应特点，通过调整反应体系中材料的配比得到不同性能和不同固化时间涂层，不