喷涂聚脲弹性体技术(Spraying Polyurea,SPUA)是美国Texaco化学公司于1991年开发的,它是在聚氨酯反应注射成型(RIM)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,不同柔性、韧性到硬度较大的各类耐冲击磨损涂层,其固化时间可以调节,从几秒到很长时间。SPUA喷涂的聚脲弹性体涂层的主要性能特点如下:
一、不含催化剂,可以实现所需要的快速固化时间;可在任意曲面、斜面及垂直面上喷涂成型,不产生流挂现象,可在5s左右达到凝胶(一般在30~50s左右),1min即可达到步行强度,对水分和湿气不敏感,施工时不受环境温度、湿度的影响,可以在潮湿环境和界面上固化而不影响其性能,在0℃左右施工不影响其施用性。
二、100%的高固含量,无任何溶剂和影响强度的助剂,无污染,对环境影响小,是真正的不含有机挥发物(Volatile Organic Conten)的绿色产品。
三、具有非常优异的柔韧性、耐磨性、高黏接性能及本体拉伸强度等物理力学性能。对钢材、铝、混凝土、沥青等底材有着非常良好的黏接强度,自身的耐老化性能也十分突出。
四、优良的耐高 、低温性能,在-25℃~150℃温度范围内能具有良好的热稳定性能,可以长期使用。
五、可以根据配方调节,得到从软橡胶(邵A硬度30)到硬质弹性体(邵D硬度65)的不同性能的材料。
六、可以加入各种颜料制成不同颜色制品;可掺入其它填料如短玻璃丝纤维等对材料进行增强。
七、采用专用施工设备,施工效率高。
聚脲弹性体材料的物理力学性能
这种喷涂聚脲弹性体材料有着非常优越的物理力学性能,分别见表1、表2和表3所示。其中用UVB-313灯进行抗紫外线连 续耐老化试验,试验温度为50℃,试验时间为3871h。
表1 聚脲弹性体的综合物理力学性能
物理力学性能 |
性能指标 |
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物理力学性能 |
性能指标 |
拉伸强度/MPa |
10.0~27.5 |
|
与钢板的黏接(喷砂处理/MPa |
>13.7 |
邵尔硬度 |
30A~65D |
与铝的黏接/MPa |
>13.7 |
撕裂强度/(kN·m-1) |
43.9~105.4 |
耐磨性能(阿克隆法)/mg |
≤45 |
伸长率(%) |
420~1000 |
冲击强度/(kg·cm) |
≥50 |
与混凝土黏接/MPa |
>2.8 |
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表2 聚脲弹性体的低温物理力学性能(-20℃) |
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表3 聚脲弹性体涂层的耐老化性能 |
物理力学性能 |
性能指标 |
拉伸强度/MPa |
>10 |
撕裂强度/(kN·m-1) |
43.9~105.4 |
伸长率(%) |
100~500 |
|
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物理力学性能 |
老化前 |
性能指标 |
拉伸强度/MPa |
13.5 |
13.5 |
撕裂强度/(kN·m-1) |
76.4 |
84.4 |
伸长率(%) |
137 |
110 |
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聚脲耐介质性能 |
聚脲材料的耐介质性十分突出,可耐绝大部分腐蚀介质的长期浸泡。 |
介质名称 |
浸泡结果 |
介质名称 |
浸泡结果 |
醋酸(10%) |
良好 |
硝酸铵 |
良好 |
盐酸(20%) |
良好 |
汽油 |
良好 |
硫酸(20%) |
良好 |
柴油 |
良好 |
硫酸(50%) |
轻微变色 |
煤油 |
良好 |
柠檬酸 |
良好 |
矿物油 |
良好 |
磷酸(10%) |
良好 |
液压油 |
良好 |
氢氧化钠(50%) |
良好 |
防冻液(50%乙醇) |
良好 |
氢氧化钾(10%) |
良好 |
二甲苯 |
良好、轻微变色 |
氢氧化钾(20%) |
良好、轻微变色 |
正己烷 |
良好 |
氨水(25%) |
良好 |
异丙醇 |
良好 |
次氯酸 |
良好 |
饱和盐水 |
良好 |
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聚脲附着力(MPa) |
聚脲材料与金属、混凝土、塑料及木材等多种底材都有良好的附着力,通过适当的配方筛选,可以得到附着力强度超过聚脲自身强度的体系。从表中可以看出:有些底材已被拉坏。这说明聚脲材料与底材的附着力是很好的。 |
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芳香族 |
脂肪族 |
混凝土(纯材料) |
2.8★ |
2.8★ |
混凝土(带底漆) |
6.8★ |
6.9● |
钢(喷砂至Sa2.5级) |
>13.7 |
8.6● |
铝 |
>13.7 |
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胶合板 |
1.7● |
1.7● | |