喷涂聚脲弹性体技术在管道防腐蚀领域中的应用
聚脲在各领域的应用
聚脲是一种新兴的聚氨酯弹性体，由于其优良的耐磨性、抗冲击性、抗化学腐蚀性、防水性等特性，在各个领域中都有广泛的应用。
以下是一些主要领域的应用描述：1. 地下管道：聚脲可以用来制造防水管道、储罐、衬里等。
在制作过程中，只需在管道或储罐表面喷涂一层聚脲材料，即可实现出色的防水效果。
这种特性使得聚脲在地下管道领域的应用越来越广泛。
2. 海洋工程：由于聚脲的防腐性能出色，因此在海洋工程中得到广泛应用。
它可以用于制造防腐衬里、防腐涂层、水下结构防水等。
此外，聚脲还可以用于海底管道、水下设备等维护维修中，提高设备的耐久性和安全性。
3. 化工防腐：聚脲材料具有优异的耐磨性、抗腐蚀性、抗老化性等特点，因此在化工领域中得到广泛应用。
它可以用于制造化工设备、储罐、管道等，提供长期稳定的防腐保护。
4. 环保领域：聚脲材料具有良好的生物相容性和降解性，因此在环保领域得到应用。
它可以用于制造环保设备、污水处理设施、垃圾填埋场防护等，减少环境污染。
5. 汽车工业：聚脲材料具有出色的耐磨性、抗冲击性、耐高温性能，因此在汽车工业中得到应用。
它可以用于制造汽车零部件、发动机部件、刹车系统等，提高汽车的安全性和耐久性。
6. 建筑领域：聚脲材料具有优异的耐磨性、抗冲击性、抗老化性等特点，因此在建筑领域得到广泛应用。
它可以用于防水工程、防腐工程、装饰装修等领域，提供长期稳定的保护。
7. 电子电气：电子电气产品对材料有严格的要求，而聚脲材料具有高阻燃性、低挥发性等特性，适用于电子电气产品的生产。
同时聚脲材料的绝缘性能优良，在绝缘漆的制备上也能发挥出色的性能。
除此之外，聚脲材料还广泛应用于能源、农业、纺织等领域，显示出广泛的应用前景。
同时需要注意的是，不同领域的具体应用环境可能存在差异，因此在实际应用中需要根据具体情况选择合适的聚脲产品和技术。
防腐蚀技术方案.
防腐蚀、绝热施工方案大全一、喷涂聚脲防腐施工喷涂聚脲弹性体（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。
一、材料特点1.不含催化剂，快速固化，可在任意曲面、斜面及垂直面上喷涂成型，不产生流挂现象，5 秒钟凝胶，1分钟即可达到步行强度。
2.对湿气、温度不敏感，施工时不受环境温度、湿度的影响。
（可在冰上施工；在-28℃下施工；可在冰柜中固化。
3.双组分,100%固含量，不含任何挥发性有机物（VOC），对环境友好。
4.可按1:1体积比进行喷涂或浇注，一次施工的厚度范围可以从数百微米到数厘米，克服了以往多次施工的弊病。
5.优异的理化性能，如抗张强度、伸长率、柔韧性、耐磨性、耐老化、防腐蚀等。
6.具有良好的热稳定性，可在120℃下长期使用，可承受350℃的短时热冲击。
7.可以像普通涂料一样，加入各种颜、染料，制成不同颜色的制品。
8.配方体系任意可调，手感从软橡皮到硬弹性体。
原形再现性好，涂层连续、致密，无接缝、无针孔，美观实用。
天冬聚脲弹性防腐涂料的开发和性能研究
天冬聚脲弹性防腐涂料的开发和性能研究摘要：聚天门冬氨酸树脂具有良好的热稳定性和耐碱性，其应用范围广泛。
随着国内对该产品需求增加以及国外市场开拓顺利推进，我国将成为全球最大的聚天门冬氨基酸生产基地，相关企业有望受益于行业发展机遇。
性能各异的聚天门冬氨酸脂聚脲涂料产品，应用于弹性良好基材和腐蚀环境。
关键词：天东聚脲；弹性；防腐涂料防腐的基本原理，主要是通过在涂膜中添加增塑剂、抗氧剂等助剂，提高涂层的抗腐蚀性能；避免对基材的接触而造成腐蚀，并能防止微生物滋生。
目前，国外已经有了成熟的防腐工艺，如美国、英国、法国等国都已开始工业化；日本、德国也已有工业规模使用。
中国的防腐技术起步较晚，但近几年才逐渐兴起。
与发达国家相比，中国的防腐工程还处在初级阶段，尚未形成完整的工业体系。
传统刚性涂料无法满足其长期或者瞬时形变的工程而不适合用于复杂结构及高污染工况下工作。
因此，新型柔性涂料被越来越多地引入到涂装领域，以适应不同场合的需要。
聚天门冬氨酸脂树脂涂料作为一种高性能水性粉末涂料，具有优良的力学性能、耐有机溶剂性、抗水解性、耐腐蚀性、耐磨性等特性，广泛应用于建筑装饰、汽车制造、船舶建造等方面，可有效降低环境污染。
1实验材料聚天门冬氨酸脂树脂，由聚天门冬酰胺酯（C6H12O5）经聚合得到，分子量为3200Da-40000dtex;2制备方法(1)采用气相法或液相法进行改性处理,(2)加入适量的交联剂,(3)将所得乳液用超声波清洗后再烘干制得。
2.1反应条件:(1)水含量大于80%;(2)温度高于70℃;(3)p H值小于7。
2.2影响因素:（1）加入乳化剂时，要控制好用量，否则会出现乳化现象，甚至产生分层。
（2）加入交联剂时，不能过多过少，否则容易引起胶膜结合力下降。
2.3产品特点：聚天门冬酸脂类涂料属低挥发性溶剂型固体漆，无毒无味，耐碱性强，成膜速度快，附着力高，施工简便，适用于作室内外装修材料和各种金属构件表面的保护涂层。
新型聚脲弹性涂料的制备及其性能研究
新型聚脲弹性涂料的制备及其性能研究摘要：甲苯二异氰酸酯型的聚脲固化剂，在进行生产的过程当中，它的主要原料是甲苯二异氰酸酯，三羟甲基丙烷以及聚合物二醇。
使用该固化剂能够制备聚天门冬氨酸酯聚脲弹性涂料，当然它在实际制作的过程当中也需要与胺组分聚天门冬氨酸酯作为原料产生一系列的反应之后形成相关的产品，在这个过程当中它的断裂声啦率以及组氨分类总量用量等多项指标都会对最终产品的性能产生直接影响。
本次课题主要针对新型聚脲弹性涂料的相关性能进行探讨，对多个相关影响因素进行探讨之后研制出性能比较好并且适合施工期的产品。
本次课题在研究的过程当中，使用实验分析的方法针对它的制备过程进行了分析，并且获得了最佳配方，其中自制固化剂的W是9%，平均官能度是2.2，F420与F520的物质量比是4:1，异氰酸根指数是1.05，最后制作成的弹性涂料，拉伸强度是8.1Np，断裂伸长率是218%，施工期是90分钟，表现出的防腐性能以及防水性能相对较强。
关键词：预聚体型固化剂；聚脲；力学性能；弹性涂料在最近这几年，我国高铁工程的发展速度相对较快，各个地区都进行了工程的建设工作，在实际建设期间使用的原材料类型相对较多，本次课题分析的喷涂聚脲弹性体具有比较好的防腐性能以及防水性能，目前被广泛地应用在钢结构以及混凝土表面的防水防腐工作当中。
国内高铁工程会优先选择该产品作为防水材料，而且在最近这几年聚脲技术的研究以及应用得到了快速的发展和突破，快速喷涂型的制药固化产品使用性能相对较高，固化时间非常短，一般情况下在5秒左右就可以固化成型。
他优越的性能使得聚脲技术在大型工程中的应用范围在不断的推广，整体的施工效率也得到大幅度的提高，但是因为在小规模的涂装工作当中使用专业的大型喷涂设备，其成本投入相对较大，再加上凝胶速度太快，使得实际施工操作期间不能使用普通的喷枪喷涂方法或者刷涂的方法，这也导致了它的使用过程受到了比较大的限制。
它过快的反应对图层的附着性能也会产生比较大的影响。
(完整版)喷涂聚脲施工方案
聚脲弹性体喷涂防腐工程施工方案工程量：聚脲预计1300m2。
一、工程编制依据：1、《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923-88；2、《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》HG223-91；3、《建筑防腐蚀工程施工及验收规范》GB50212-2002；4、《钢结构、管道涂装技术规程》YB/T-9256-96；二、施工准备：1、施工组织准备：1.1开工前结合工程特点，进行全员培训，从理论到实践进行全员考核，合格者方可上岗工作。
1.2组织专业施工队，以施工队长为主体，由质量检查员、安全检查员、工作技术人员、材料员组成管理层，应少而精。
1.3对施工人员执行作业责任制，基本固定施工作业区，按工艺要求明确作业责任，坚持每日作业质量检查，不合格者当日返修完工。
2、施工机具准备：2.1机械设备应单独设置在工作棚内，有防雨防潮设施，要保证供电、供水方便。
2.2按照施工机具的需求计划在工程开工前，从公司范围调遣施工机具进场，须租赁的要提前预约并保证使用前3天进入施工现场。
所有进场机具，在进场前要进行彻底的检查、调试，确保其工作性能和安全性能。
2.3各类设施和机械、供电等应符合安全标准，并分别设有明显安全标志。
2.4配备足够的中间检查、最终检查的各种检测仪器和工具，仪器应便于携带、计量准确、经济耐用。
3、施工材料准备：3.1开工前7日内完成材料的订购，在订购前，我方将要求业主代表对材料的生产过程、检测手段、检测方法进行考察，在确定材料的性能满足设计要求时，签定订购合同。
3.2根据本工程要求的工期，我方拟采取“集中定货、一次性进场”的方法进行采购。
材料到场后，我方将要求相关单位进行现场检验，检查材料的规格、数量、检验报告、合格证。
并对有疑问的指标进行复检。
三、主要施工方法：（一）喷砂除锈：3.3面处理的方法：采用干式喷砂除锈，为了减轻环境污染，为操作人员创造一个粉尘相对少的环境，磨料采用石英砂。
预处理：需防腐蚀处理的表面焊缝上的焊瘤、焊渣、飞溅物均应打磨掉。
喷涂聚脲弹性体在混凝土防腐工程中的应用
种非常先进、 高效 的防腐蚀措施 ， 已经为大批 中国
用户所青睐。因此我们决定选用喷涂聚脲弹性体对 浓密池 进行 防腐 。
表 １ 几 种常用的表面 防腐材 料性 能
１ 工 程 概 况
德 兴硫化 铜 厂是 江西 铜 业股 份有 限公 司与加 拿
大百泰环保科技有限公司共 同出资组建的江铜百泰
一
不含溶 剂 、 固化速 度 快 、 工 速 度 快 捷 、 施 防腐 防水 性
能好、 耐温度范围宽 、 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。２０ ０ ７年 ， 江西省江铜 百泰环 保公 司环保 科 技有 限公 司 （ 德 兴） 硫化铜厂 （ 以下简称德兴硫化铜厂） 的浓密池防 腐工程 中我们应用了此技术 ， 取得 了良好的效果。
的粗糙 、 橘皮 现象 也 明显 消失 。
３ 混凝 土的底 层处理
混凝土底层处理的好坏对喷涂聚脲弹性体的最 终效果有 直接 的影 响 ， 处理好 了还 可 以大大节 省 底层
喷涂 聚脲的用量 。在施 工 中我们采用 了以下 措施 ：
４ ６ 修 补 ． 聚 脲 材 料本 身 的 力学 性 能 十分 优 良， 正常 使 用
时， 一般 不 会 损 坏 。一 旦 出现 意 外 损 坏 （ 重 物 砸 如
落、 撞击 等） 可用 Ｓ Ｕ ２２ ， Ｐ Ａ一 ０Ｓ修补料进行局部修 补 。具体步骤如下 ： １ 打磨待修补的表面 ， （） 打磨的 边缘要 比待修补的表面向外扩展 １０ ｍ ２ 施工 ５ ｍ 。（ ） 层间粘合剂。（ ） 已打磨的部位施工修补料 。要 ３在
业
工
程
２０ №１ ０７
４ ３ 喷 涂 时间 ．
聚脲为化工防腐蚀实现历久弥新
ｃ ｒ ｓｏ ｓ ｃ ｕ ｅ ｙ Ｂ —ａ ｄ Ｃ 一 Ｔ ｅ ｃ ｓ ｆｔ ｐ ｃ ｌｐ ｔ ｃ ｒｏ ｉ ｎ ｉ ｉ ｔ ｄ ｃ ｄ ａ ｄ ｃ ｒｏ ｉｎ ｃ ｕ ｅ ｎ ｏ ｎ ｅ ｍｅ ｓ ｒ ｓａ ｅ ｏｒ ｉｎ ｉ ａ ｓ ｄ ｂ ｒ ｎ Ｉ ． ｈ ａ ｅ ｏ ｉ ａ ｉ ｏ ｒ ｓｏ ｓ ｎｒ ｕ ｅ ｎ ｏ ｒ ｓｏ ａ ｓ ｓ ａ ｄ ｃ ｕ ｔｒ ａ ｕ ｅ ｒ ｏ ｙ ｏ ｓｕ ｉ ｄ ｔｄｅ ． Ｋｅ ｗｏ ｄ ： ｔｉ ｌｓ ｔｅ ，ｐ ｔｃ ｒ ｓｏ ｙ ｒ ｓ ｓ ｎ ｅ ｓｓｅ ｌ ｉ ｏｒ ｉｎ，Ｂ 一，Ｃ 一，ｐ ｏｅ ｔ ｎ ａ ｏ ｒ Ｉ ｒ ｔｃ ｏ ｉ
管 道 ，０ ８４ （ ）５ ２０ ，５ ６ ：３—５ ８
加强新设备制作与 旧设备维修贴补， 焊接质量 的检测与 第三 方监 理 、Ｔ Ｐ Ａ装 置不少 不 锈钢设 备 发
生焊 接缺 陷而 产生 点蚀 ， 由于 焊 接 质 量 引起 ， 是 要
３ 林玉珍 ， 杨德钧 ． 腐蚀和腐蚀控制原理［ ． Ｍ］ 北京 ： 国石化 出 中
第 ６期
余存 烨 ． Ｔ Ｐ Ａ装 置不锈钢点腐蚀综述
护 ，０ １ １ （ ） ８—１ ２０ ，８ １ ： ２
・ ７・
点腐蚀的部位 ， 建议提高该部位温度在露点 以上 ，
则 可避免 产生 局部 腐蚀 。
２ 余存烨 ． 醋酸的腐蚀及其结构材料 选用探 讨 ［ ］ Ｊ ．化工设备 与
Ａｂｓｒ ｔ ｔ ａｃ ：Ｔｈ ｔｃ ｒｏ ｉｎ ｏ ｔｉ ｌｓ ｔ ｅｓ ｉ ＴＡ ｎｔｉ Ｏ ｌｌ Ｉ ｃ ｒｏ ｉ ｎ ｆｒ ，ｗｈ ｃ ｈｒ ａｅ ｓ ｔｅ ｓ ｆ ｐ ｒ ｔｏ ｅ ｐｉ ｏｒ ｓｏ ｆｓａ ｎ ｅ ｓ ｓｅ ｌ ｎ Ｐ ｕ ｉ ｓａ Ｃ ｎｎ Ｏ１ ｏ ｒ ｓｏ ｏｍ ｉ ｈ ｔ ｅ ｔ ｎ ｈ ａｅ ｏ ｅ ａ ｎ． Ｔｈ ｉ ｉ ｅｐｔ
聚脲防腐工艺
聚脲防腐工艺
聚脲防腐工艺是一种新型的防腐涂料工艺，它以聚脲树脂为主要成分，通过加入多种助剂和填料制成高性能防腐涂料。
这种防腐工艺具有以下特点：
1. 耐腐蚀性能好：聚脲防腐涂料具有优异的耐腐蚀性能，能够有效地防止钢结构、管道、储罐等设备的腐蚀和损坏。
2. 耐候性能好：聚脲防腐涂料具有优异的耐候性能，能够在恶劣的气候条件下长期保持其防腐性能。
3. 附着力强：聚脲防腐涂料与金属表面具有较强的附着力，不易脱落。
4. 快速固化：聚脲防腐涂料具有快速固化的特点，能够在常温下迅速固化成膜，提高施工效率。
5. 环保无毒：聚脲防腐涂料无毒环保，符合相关环保法规和标准要求。
聚脲防腐工艺的施工步骤主要包括表面处理、底漆涂装、中涂涂装和面漆涂装等步骤。
表面处理是关键步骤之一，需要将金属表面进行除锈、打磨、清洗等处理，确保表面干净、光滑、无油污和杂质。
底漆涂装可以提高涂层的附着力和耐腐蚀性能，中涂涂装和面漆涂装则可以提高涂层的厚度和耐腐蚀性能。
需要注意的是，在使用聚脲防腐涂料时，应遵循相关的施工规范和安全注意事项，避免产生安全风险。
同时，应定期检查和维护防腐涂层，及时发现并解决潜在的防腐问题，以延长金属设备的使用寿命。
PHC管桩接头防腐处理新技术及应用
PHC管桩钢接头防腐处理新技术刘健[摘要]介绍喷涂聚脲涂料性能特点[关键词]曹娥江大闸 PHC管桩接头防腐处理新技术应用1 前言按设计要求，曹娥江大闸基础试验工程PHC管桩钢接头采用喷涂聚脲材料进行防腐。
基于该工程的特点：接头长期埋于潮湿地基下，需防止水和盐分等引起的锈蚀；管桩在焊接后需尽快进行防腐施工、打入地下，因此不但要求材料有较高的长期防腐蚀性能，而且能够快速固化、产生较高的初始强度。
因此项目部委托南京水利科学研究院瑞迪高新技术公司从事防水堵漏材料、防腐材料的生产和施工，该公司选用目前国际上最先进的高级喷涂聚脲涂料做为曹娥江大闸管桩钢接头的防腐涂层，因为它是固化最快的高性能双组分涂料，符合环保要求，交联密度高，耐热摩擦，耐腐蚀性能优异；而一般的双组分和单组分涂料不但固化速度相对较慢，而且含毒性溶剂，有些单组分防腐涂料不耐热。
2 喷涂聚脲涂料性能特点·100％固含量，不含有机溶剂和高挥发性物质，符合环保要求。
·防腐性能优异，特别适合于刚性基材如钢材的防锈、防腐蚀。
耐20％硫酸溶液和20％浓度的碱溶液，耐汽油等、耐低极性溶剂。
·涂层无接缝，美观实用。
可厚涂至数毫米，一次施工即可达到厚度要求。
·固化快，数十秒内凝胶。
可在不规则基材、垂直面及顶面连续喷涂而不产生流挂现象，一般数分钟后可在喷涂聚脲表面行走。
·聚脲反应体系对环境湿度和温度不敏感，在施工时不受环境湿度的影响。
可在寒冷环境下施工，适应性强。
只是在低温环境达到最高强度所需的时间稍长。
·附着力高。
通过对基材适当的清洁处理，在钢、铝、混凝土等各类常见底材上具有优良的附着力。
·耐候性好，耐冷热冲击、耐雨雪风霜。
聚脲涂层可在－50～150℃下长期使用。
南京瑞迪高新技术公司的PUU-1喷涂聚脲材料，A组分为透明至半透明粘稠液体，B组分为带色的浆料。
使用时间配合比(体积)1∶1。
其常规物理性能：不粘时间≤45s拉伸强度≥10MPa断裂伸长率 30%～200%撕裂强度 30～90N/mm邵A硬度≥90对钢的附着力≥5MPa低温柔性(－30℃) 弯折无裂纹阿克隆磨耗≤150mg该双组分涂料固化速度非常快，需专用的高压喷涂主机和自清洁喷枪，目前该类设备主要来自美国GUSMER公司、GRACO公司。
管道外防腐层的国内外现状与发展趋势
管道外防腐层的国内外现状与发展趋势一发展简史20世纪80年代初,德国曼内斯曼公司推出了该公司研究所与巴斯夫化学工业公司共同研制的3层结构聚烯烃防腐涂层(MAPEC结构),该防腐层集中了熔结环氧粉末(FBE)和挤压聚烯烃涂层的性能优势,克服了两种涂层单独使用时性能上的不足。
它首先在欧洲广泛应用，深受用户好评，是使用最多的管线涂层体系。
在北美，有关学者指出，熔结环氧涂层在近期内将继续占有主导地位，但是会举荐与改进的挤压聚烯烃涂层体系和多涂层体系（环氧粉末-挤压聚烯烃体系）分享管线防腐市场。
中国石油天然气集团公司于1994年夏决定引进3PE涂敷作业和涂敷技术，用于即将开工的陕京输气管道和库鄯输油管道的外防腐涂层。
同年12月，由中石油基建局、管道局、四川石油设计院、西北管到指挥部专家联合组团赴美国、意大利、土耳其等国考察3PE涂敷作业线。
1995年5月，由辽河油建一公司负责招标从加拿大根劳公司引进了我国第一条3PE涂敷作业线。
1996年初投入正常生产。
1996年意大利索克萨姆公司与哈尔滨塑料六厂合资建设的朔州防腐厂经改造于5月投入正常生产。
西北管道指挥部与港商合资从荷兰引进的3PE涂敷作业线，于1996年在宝鸡亚东防腐公司建成投产，至此，3PE防腐在中国得到关注和应用。
从涩宁兰管道建设开始，通过招标，加之3PE防腐材料全部国产化，3PE防腐的预制价格大幅下降，从此开始了国内3PE防腐广泛应用的时代，迄今已有20000KM 埋地钢管外防腐采用3PE防腐涂层。
目前国内已有数十条3PE涂敷作业线，具有加工Φ25-2800mm钢管3PE涂层的能力，加工方式既有缠绕式，也有圆模包覆式。
缠绕式分上缠绕和下缠绕；圆模包覆式中，负压包覆已在一些作业线上使用，较好地解决了焊缝两侧的空洞问题。
随着3PE涂层在国内大规模的推广使用，与之配套的补口材料也迅速发展。
从采用3PE防腐初期的陕京管道、库鄯管道进口国外辐射教练聚乙烯热缩带，发展到西气东输工程和陕京二线工程以及国产辐射交联三层结构、辐射交联热缩套、热缩带为主，国外进口为辅局面。
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密度 克／立方厘米
阶段 第一代
异氰酸酯指数 图 2. 喷涂材料的密度随体系 NCO 指数的变化
表 2 喷涂聚氨酯/聚脲弹性体技术的发展历程
体系
异氰酸酯 组份
树脂组份
主要优、缺点
SPU
MDI 基
EO 封端多元醇、 优点：价廉
二醇扩链剂、催 缺点：对水敏感，极易发泡；
化剂
力学性能差等。
第二代 SPU/SPUA MDI 基
况下，无论是北方寒冷季节还是南方梅雨季节，都可正常施工。
四、应用领域
SPUA 材料以其独特的组成和反应原理，在工程应用中显示出优越性。目前在通用的
高固体份涂料、水性涂料、光固化涂料、粉末涂料等环保型涂料中，有的施工一道后，
良好
汽油
良好
硫酸（20%）
良好
柴油
良好
磷酸（10%）
良好
煤油
良好
柠檬酸
良好
矿物油
良好
乳酸
良好、轻微变色
液压油
良好
氢氧化钠（20%）
良好、
防冻液（50%乙醇）
良好
氢氧化钠（50%） 良好、轻微变色
二甲苯
良好、轻微变色
氢氧化钾（20%） 良好、轻微变色
异丙醇
良好
氨水（20%）
程中，必须加以充分考虑。对于一些对附着力有特殊要求的场合，最好通过调整配方，
降低反应速度，确保涂层有足够的“抓底”时间。表 7 列出了 SPUA 与几种材料的附着力
数据（拉开法），从中可以看出：有些底材已被拉坏，这说明 SPUA 材料与底材的附着力
５
是很好的。
表 7 SPUA 材料的附着力(MPa)
1. 力学性能：SPUA 材料具有优异的综合力学性能，见表 3。 表 3 SPUA 材料的力学性能
项
目
指
标
拉伸强度（MPa）
最高达 27.5
硬度（Shore）
A30--D65
伸长率（%）
最高达 1000
撕裂强度（KN/m）
43.9— 105.4
100%伸长模量（MPa）
3.4— 13.7
2. 耐介质性 SPUA 材料的耐介质性能十分突出，除二甲基甲酰胺、二氯甲烷、氢氟酸、浓硫酸、
喷涂聚脲弹性体技术在管道防腐蚀领域中的应用
黄微波 陈酒姜 王宝柱 刘东晖 刘培礼 （海洋化工研究院 青岛 266071）
摘
要
“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、光固化涂料、粉末涂料等低（无）污染涂装技术之后，
EO 封端多元醇、 优点：价格适中
芳 香 二 胺 扩 链 缺点：发泡、力学性能一般。 剂、催化剂
３
第三代 S P U A
MDI 基
端氨基聚醚、芳 优点：对温、湿度不敏感，力 香二胺扩链剂。 学性能好，耐老化性能突出。
m-TMXDI 基
端氨基聚醚、脂 缺点：价高 肪二胺扩链剂。
图 2 是相对湿度在 85%条件下，SPU 和 SPUA 材料密度随体系 NCO 指数的变化情况，从 中可以看出：SPUA 材料对环境温、湿度有很强的容忍度，很受户外施工人员的欢迎。 三、 材料性能
浓硝酸、浓磷酸等强溶解、强腐蚀介质外，它可耐受绝大部分腐蚀介质的长期浸泡（见
表 4）；腐蚀实验结果表明：钢板表面喷涂一道 SPUA 材料（厚度 0.3～0.4mm）的耐盐雾 时间高达 5000 小时以上。
表 4 SPUA 材料的耐介质性能
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（10%）
表 5 SPUA 材料的低温韧性
材质
脂肪族 芳香族 脂肪族 芳香族
项目
(25℃)
(-20℃)
拉伸强度(MPa)
8.9
12.3
11.4
14.1
伸长率(%)
420
180
350
130
撕裂强度(KN/m)
43.9
67.7
105
102
硬度(Shore)
35
51
---
---
4. 户外耐老化性能
由于不含催化剂，SPUA 材料表现出优异的耐老化性能。虽然在芳香族 SPUA 中，会
（1.5～2.0mm 厚）仅需 30 分钟，施工效率非常高。特别适合于海洋钢结构、化工贮罐、
埋地钢结构、道路路面、建筑屋面、运动场地、车间地面、地下工程、游泳池等大型工
程施工，以及工期要求紧的工程或抢修工程的使用。
6.4 对环境条件要求较低。
SPUA 材料对水分、湿气不敏感，施工不受环境温度、湿度的影响。在基层干燥的情
76.4
84.4
5. 附着力
SPUA 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 SPUA 自身强度的体系。当然，由于 SPUA 材料的反应
速度极快，对底材的润湿能力差，诸如①底材表面处理，②SPUA 的配方组成，③SPUA
的反应速度，④材料的使用环境等因素都会影响其附着力。因此，在配方研究和施工过
良好
饱和盐水
良好
４
3. 低温韧性 SPUA 材料不仅具有在很宽范围内(从邵 A30 到邵 D65)调节硬度的能力，而且能在高
硬度情况下保持优异的低温韧性。其中尤以脂肪族 SPUA 材料的性能最为突出，芳香族 SPUA 材料的低温韧性也不错，但比脂肪族的要逊色一些，见表 5。
曾有人做过一个有趣的实验：分别在钢、混凝土、沥青表面喷涂脂肪族 SPUA 材料， 将－196℃的液氮距涂层 30.5 厘米处，喷射到样品表面达 30 秒，未见涂层任何破坏；当 喷射距离减小至 10.2 厘米时，钢和混凝土表面的涂层出现轻微裂纹，而沥青表面的涂层 却完好无损。另将涂有 SPUA 材料的混凝土样品从 1.8 米高处自由落下，混凝土自身被震 裂，但 SPUA 材料毫无损坏，并将混凝土的碎块牢牢地聚集在一起。
２
Ｒ－ＮＣＯ ＋ Ｒ＇－ＯＨ ｃａｔａｌｙｓｔ ＲＨＮＣＯＯＲ＇
聚氨酯反应
Ｒ －Ｎ Ｃ Ｏ ＋ Ｒ ＇－Ｎ Ｈ ２
ＲＮＨＣＯＮＨＲ＇
聚脲反应
图 1 聚氨酯、聚脲化学反应原理
１ ０．９ ０．８ ０．７ ０．６ ０．５
０．９５
１．００
１．０５
１．１０
１．１５
聚氨酯 聚脲
１．２０ １．２５
（或无）污染涂装及喷涂聚氨酯技术相比(见表 1)。 表 1. 环保型施工技术之比较
类别
高固体份 水性涂料 UV 涂料 粉末涂料 SPUA 材料 涂料
项目
VOC 含量 50～150 0～150
0
0
0
(g/L)
施工方法 常规
常规
新型
新型
新型
防腐性能
好
一般
一般
优秀
优秀
适用底材 不限
不限 木材为主 金属
不限
施工环境 不限 0℃以上 厂房内 厂房内
不限
一次成膜 <150μm <100μm <50μm <800μm 厚度
无限制
SPUA 技术具有以下优点： 1． 不含催化剂，快速固化，可在任意曲面、斜面及垂直面上喷涂成型，不产生流挂 现象，5 秒钟凝胶，1 分钟即可达到步行强度。
１
2． 对水分、湿气不敏感，施工时不受环境温度、湿度的影响。 3． 双组分，100%固含量，对环境友好；可以 1:1 体积比进行喷涂或浇注，一次施工 达到厚度要求，克服了以往多层施工的弊病。 4． 优异的物理性能，如抗张强度、柔韧性、耐磨性等。 5． 具有良好的热稳定性，可在 150℃下长期使用，可承受 350℃的短时热冲击。 6． 可加入各种颜、填料，制成不同颜色的制品。 7． 配方体系任意可调，手感从软橡皮（邵 A30）到硬弹性体（邵 D65）。 8． 使用成套喷涂、浇注设备，施工方便，效率高。 可以这样讲：SPUA 技术是一种新型“万能”（国外称之为 versatile）涂装技术，它 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，便得到了迅猛的发 展。 一． 发展简史 喷涂聚氨酯/聚脲弹性体技术是在反应注射成型（Reaction Injection Molding 英文缩写 RIM）技术的基础上，于七十年代中后期发展起来的。德国、美国是喷涂弹性体技术的发 源地，最早开发喷涂聚氨酯（简称 SPU）以及聚氨酯/聚脲(简称 SPU/SPUA)弹性体技术的 是 Bayer、BASF、Futura 和 Uniroyal 公司。进入八十年代中期，Texaco（即现在的 Huntsman） 公司在化学家 Dudley J. Primeaux Ⅱ先生的带领下，在其 Austin 的实验室，率先研发成功 喷涂聚脲弹性体（SPUA）技术，并于 1989 年首次发表研究论文，引起轰动[1]。1991 年 该技术在北美地区投入商业应用，立即显示出其优异的综合性能，受到用户欢迎；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[2～6]。澳大利亚、日本和韩国分别于 1993、 1995 和 1997 年引进该技术，并相继投入 商业应用。由于研发 SPUA 技术配方和工艺的难度很大，澳大利亚及东南亚国家基本上 采取了从设备到原料全盘进口、或者与美方合资建厂的做法。 与澳大利亚及东南亚国家做法不同的是： 在我国，海洋化工研究院于 1997 年只引 进了关键的喷涂设备，靠自己的力量研发出具有自主知识产权的 SPUA 技术配方和施工 工艺。目前，已成功推出 SPUA-102 防水耐磨涂料、SPUA-202 防滑铺地材料、SPUA-301 阻燃装饰涂料、SPUA-403 道具保护材料、SPUA-502 耐磨衬里材料、SPUA-601 柔性防撞 材料六大系列产品，自 1999 年以来，已在青岛、北京、上海、广州、大连、沈阳等地区 成功应用[8～14]，受到用户很高的评价，认为是：传统涂装技术的革命性飞跃。 二、化学原理 正如聚氨酯/聚脲 RIM 技术的发展经历了①纯聚氨酯（PU）、②聚氨酯/聚脲 （PU/PUA）、③纯聚脲（PUA）三个阶段一样，喷涂聚氨酯（聚脲）弹性体技术也经历 三个阶段（见表 2）。在体系①②中，为了提高反应活性，必须加入催化剂；体系③则完 全不同，它使用了端氨基聚醚和胺扩链剂作为活泼氢组分（以下简称 R 组分），与异氰酸 酯组分（以下简称 A 组分）的反应活性极高，无需任何催化剂，即可在室温（甚至 0℃以 下）瞬间完成反应（见图 1），从而有效地克服 SPU（包括 SPU/SPUA）弹性体在施工过 程中，因环境温度和湿度的影响而发泡、造成材料性能急剧下降的致命缺点。