淺談聚脲彈性涂料的應(yīng)用技術(shù).doc

淺談聚脲彈性涂料的應(yīng)用技術(shù)一、噴涂聚脲簡介 聚脲是由異氰酸酯類化合物為甲組分、胺類等化合物為乙組分，采用噴涂工藝使兩組分混合后發(fā)生反應(yīng)生成彈性體涂膜的防水涂料。通常包括底涂（基層處理劑）、噴涂聚脲防水涂料、脂肪族聚氨酯面層、搭接專用粘結(jié)劑（層間粘合劑）、涂層修補(bǔ)材料。噴涂聚脲的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范有HG/T3831-2006噴涂聚脲防護(hù)材料、GB/T23446-2009噴涂聚脲防水涂料和JGJ/T200-2010噴涂聚脲防水技術(shù)規(guī)程以及鐵道部京滬高速鐵路橋梁混凝土橋面噴涂聚脲防水層暫行技術(shù)條件等。這里須說明的是，聚脲中的甲組分可以是異氰酸酯單體、聚合體、衍生物、預(yù)聚物或半預(yù)聚物。預(yù)聚物和半預(yù)聚物是由端氨基或者端羥基化合物與異氰酸酯反應(yīng)制得。異氰酸酯可以是芳香族的也可以是脂肪族的。若聚脲中的乙組分是由端氨基樹脂和端氨基擴(kuò)鏈劑等組成的胺類化合物時，通常稱為噴涂（純）聚脲防水涂料；而乙組分是由端羥基樹脂和端氨基擴(kuò)鏈劑等組成的含有胺類的化合物時，通常稱為噴涂聚氨酯（脲）防水涂料，俗稱半聚脲。這兩種涂料在性能上有很大差別。 二、聚脲涂料體系發(fā)展階段（見下表） 第一階段：純聚氨酯體系 第二階段：聚氨酯-聚脲體系 第三階段：純聚脲/芳香族體系 第四階段：脂肪族/聚天冬防腐裝飾體系 第五階段：各種改性高性能防腐體系 階段 體系A(chǔ)組分R組分主要優(yōu)/缺點(diǎn) 第一代純聚氨酯MD基Eo封端多元醇、二醇擴(kuò)鏈劑、催化劑缺點(diǎn)：對濕氣敏感，極易發(fā)泡，力學(xué)性能較差 第二代聚氨酯-聚脲MD基Eo封端多元醇、芳香二胺擴(kuò)鏈劑、催化劑缺點(diǎn)：發(fā)泡、力學(xué)性能一般 第三代純聚脲MD基 M-TMXDI基 端氨酯聚醚、芳香二胺擴(kuò)鏈劑。端氨酯聚醚、脂肪二胺擴(kuò)鏈劑。優(yōu)點(diǎn)：對溫、濕度不夠敏感，力學(xué)性能好，耐老化性能突出。 三、聚脲的主要特點(diǎn) 1）快速固化，可在任意曲面、斜面及垂直面上噴涂成型，不產(chǎn)生流掛現(xiàn)象，約5秒鐘凝膠，1分鐘即可達(dá)到步行強(qiáng)度。 2）一般對濕氣、溫度不敏感，施工時不受環(huán)境溫度、濕度的影響。 3）100%固含量，不含任何揮發(fā)性有機(jī)物（VOC），無污染，對環(huán)境友好。 4）具有優(yōu)異的綜合力學(xué)性能，如抗張強(qiáng)度、伸長率、柔韌性、耐磨性、耐老化、防腐蝕等。 5）具有良好的熱穩(wěn)定性。能夠抵御晝夜、四季環(huán)境溫度變化對保護(hù)層造成的熱脹冷縮作用，涂層不會產(chǎn)生開裂和脫落現(xiàn)象。 6）可以像普通涂料一樣，加入各種顏、染料，制成不同顏色的制品。 7）涂層連續(xù)、致密，無接縫，無針孔，美觀實(shí)用。 8）良好的附著力，SPUA與金屬、砼、塑料及木基層都有良好的附著力。 9）施工效率高：使用成套設(shè)備，施工方便，效率極高；一次施工即可達(dá)到設(shè)計(jì)厚度要求，克服了以往多層施工的弊病。 四、聚脲的應(yīng)用領(lǐng)域 1、防水工程（隧道、高速鐵路橋梁、水利工程、污水處理池等）。 2、防腐工程（管道內(nèi)外壁、儲罐內(nèi)外壁等）。 3、耐磨工程（皮卡、軍用卡車、集裝箱車等）。 4、海洋工程（壩體、溢洪道、柱墩等）。 5、工業(yè)地坪（如車間地面、糧食倉庫）。 6、運(yùn)動場地（如網(wǎng)球場、籃球場、羽毛球場、跑道面層防護(hù)）。 7、影視道具。 8、軍事領(lǐng)域。 五、聚脲施工工藝 1、作業(yè)條件 1）基層應(yīng)清理干凈，驗(yàn)收合格。要求平整、光潔，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。不得有空鼓、起砂、開裂、脫皮等缺陷。 2）噴涂設(shè)備接電檢查。噴涂設(shè)備所需總電流為60A，現(xiàn)場接電要保證安全。 3）噴涂設(shè)備的調(diào)試。噴涂前應(yīng)將主機(jī)及附屬設(shè)備進(jìn)行調(diào)試。 4）噴涂作業(yè)面不應(yīng)有其它工種交叉，避免粉塵污染作業(yè)面。 5）嚴(yán)禁在已施工的防水層上行走。 2、主要施工機(jī)具 施工前應(yīng)先檢查機(jī)具的完好。 機(jī)械配備表 3、施工工藝流程 施工準(zhǔn)備 基層處理 基層質(zhì)檢 刷基層處理劑 處理劑質(zhì)檢合格 噴涂聚脲涂層 涂層質(zhì)量檢查 涂層缺陷修補(bǔ) 再次檢查質(zhì)量 驗(yàn)收 4、基面要求 1）在噴涂聚脲施工涂料施工前，應(yīng)將管道、設(shè)備座或其它預(yù)埋件等安裝牢固并作好防水的密封處理。 2）混凝土基面拋丸（圖1）噴砂處理，基層表面達(dá)到粗糙而均勻程度，完全去除浮漿和起砂。 1、拋丸處理 3）細(xì)部可采用角磨機(jī)或高壓水槍清除基面的浮漿起皮等。 4）基面拋丸噴砂處理后，檢查基層，發(fā)現(xiàn)有無拋丸噴砂過深部位、基層凹凸不平部位、孔洞和裂縫等現(xiàn)象，如果有則采用環(huán)氧樹脂膩?zhàn)雍窬酆衔锼嗌皾{填抹平。等抹平材料固化后再打磨平。 5）噴涂聚脲防水涂料要求基層含水率不應(yīng)大于7%。當(dāng)基層實(shí)測含水率小于7%時應(yīng)采用干燥基層處理劑；當(dāng)含水率大于7%時應(yīng)采用潮濕基層處理劑。 5、基層處理劑 1)底涂主要是封閉混泥土表面毛細(xì)孔，減少聚脲涂層噴涂后出現(xiàn)針孔現(xiàn)象；提高聚脲涂層與混泥土底材的附著力。 2)底涂采用粘度低，滲透強(qiáng)的產(chǎn)品（如丙烯酸、環(huán)氧樹脂、聚氨酯），可采用刷涂或噴涂的方法（圖2）。 3)根據(jù)基材種類和含水率情況選用不同底涂劑。在干燥的基礎(chǔ)上噴涂12道配套封閉底漆，底漆固化并干燥后再進(jìn)行噴涂施工（一般干燥24小時） 4)配套不好的底涂會導(dǎo)致噴涂聚脲分層或鼓泡、針眼等。 2、底涂處理 6、噴涂設(shè)備： 1)采用專用噴涂設(shè)備進(jìn)行噴涂施工。設(shè)備應(yīng)包括物料輸送、計(jì)量、混合、噴射和清潔功能。 2)噴涂操作人員應(yīng)由專業(yè)培訓(xùn)合格人員管理和操作。 3)設(shè)備應(yīng)用參數(shù)調(diào)節(jié)合適。 4)正常的設(shè)備維修保養(yǎng)。 7、噴涂施工 1)甲組分與乙組分混合比例為1:1（體積比）。為保證涂膜厚度均一性，宜分2-4遍噴涂成型達(dá)設(shè)計(jì)厚度。 2)參考用量：每毫米厚的涂料使用量約1.2kg/。 3)施工時遇下雨停工，補(bǔ)噴、補(bǔ)修搭接界面時應(yīng)涂刷層間粘合劑。 4)噴涂前檢查A、B組分物料是否正常，使用前將B料進(jìn)行充分?jǐn)嚢杈鶆颉?5)嚴(yán)格添加任何稀釋劑，嚴(yán)格混淆A、B料進(jìn)入噴涂系統(tǒng)。 6)噴涂作業(yè)時，應(yīng)手持噴涂施工（圖3），噴槍宜垂直于待噴涂基層，距離約60mm，移動速度均勻。噴涂先細(xì)部后大面，先上后下，縱橫噴涂，直到噴涂厚度100%達(dá)到設(shè)計(jì)要求。 7）施工時一般分3-4遍縱橫交叉連續(xù)噴涂至所需厚度。每遍的噴涂厚度不要太厚，可以通過噴槍、混合室、噴嘴的不同組合或通過控制噴槍的移動速度來控制。噴涂厚度均勻一致。 8）噴涂過程要及時清理基層上的雜物，發(fā)現(xiàn)缺陷及時修補(bǔ)。 9)噴涂過程中發(fā)現(xiàn)有異常情況應(yīng)立即停止作業(yè)，檢查并排除故障后才能施工。 3、噴涂施工 6、涂層的補(bǔ)修： 1)發(fā)現(xiàn)涂層有漏涂、鼓泡、針眼或損傷部位應(yīng)及時進(jìn)行修補(bǔ)。 2)徹底清除鼓泡、破損或粘結(jié)不牢的涂層，并將其擴(kuò)大1倍左右周圍清理干凈。 3)涂基層處理劑和層間粘合劑，等干燥后再進(jìn)行噴涂修補(bǔ)聚脲。 4)厚度不足處應(yīng)進(jìn)行二次噴涂，二次與一次間采用層間粘合劑涂刷，再噴涂聚脲涂層。 4、噴涂效果 六、存在問題及解決辦法 1、原材料質(zhì)量的品質(zhì)問題。目前原材料供應(yīng)市場魚龍混雜，一方面給用戶提供了購買 方便，另一方面因?yàn)楦鞣N產(chǎn)品良莠不齊，容易造成工程質(zhì)量存在較大的波動。噴涂純聚脲涂膜理化性能優(yōu)異，但價位較高，目前我國市場接受能力、經(jīng)濟(jì)消費(fèi)水平較低，為降低成本，一般都用聚脲雜合體，而北美地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，用的基本都是純聚脲。雜合體性能差別大，應(yīng)注意材料的選擇。 2、缺乏基本的聚脲噴涂技術(shù)。噴涂聚脲的成膜速度非常快，如果操作不當(dāng)，噴涂掌握不準(zhǔn)等則易造成涂層厚薄不均、表觀不平整、色差大等問題。若施工經(jīng)驗(yàn)缺乏，選擇基層處理劑不當(dāng)，基層未達(dá)到施工要求時，極易造成聚脲涂層起泡、針眼、分層、粘結(jié)不牢等現(xiàn)象。 3、底涂處理不當(dāng)。噴涂聚脲彈性體反應(yīng)速度很快，這是它最大的優(yōu)點(diǎn)，但也帶來負(fù)面的影響，即對底材的浸潤時間短，附著力差，因此選擇一種配套性好的底涂是至關(guān)重要的。雖然底涂用量很少，但如選擇不當(dāng)，會帶來災(zāi)難性的后果，而這種后果遠(yuǎn)大于其它類型的涂層缺陷（如鼓泡、針孔、局部發(fā)粘等）。同時，噴涂聚脲彈性體對底涂的選擇性很強(qiáng)，市售的一般底涂與聚脲彈性體的附著較差。因此施工者在選擇配套底涂時，一定要進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，以免鑄成大錯。底涂施工完成之后，一定要嚴(yán)格根據(jù)原材料廠商的要求控制施工間隔，如施工間隔過長，也會導(dǎo)致附著力的喪失。基層濕度太大（大于 90%），底材表面可能會形成一層薄薄的水膜，這對聚脲本身的物理性能不會產(chǎn)生多大的影響，但對聚脲與底材的附著性會有不良影響，容易使聚脲與基層脫層、空鼓、微泡。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，聚脲工程的失敗大約 80%與底材表面處理不當(dāng)有關(guān)。 對于金屬底材，噴涂前表面處理的方法很多，如酸洗磷化、機(jī)械打磨、噴砂拋丸等，而噴砂拋丸是最常用的。噴砂后鋼材表面清潔度有保證，噴砂后表面粗糙度有保證。底材具有一定的表面粗糙度，不僅可大幅度增加聚脲與底材接觸的表面積，還為附著提供了合適的表面狀態(tài)，有利于聚脲與底材之間的粘接和涂層厚度分布的均勻一致。對于鋼材基面，噴砂除銹外，還應(yīng)注意噴砂前把油污和可溶性鹽類等污染物去除。一般施工者認(rèn)為噴砂可以把它們清除，但實(shí)際上噴砂只是把一部分污染物深深嵌入鋼材的表面，形成更加隱蔽、危險性更大的污染。對于混凝土底材，注意混凝土強(qiáng)度要符合規(guī)范要求。否則極易出現(xiàn)涂層與基材脫殼現(xiàn)象。那類表面光潔性、硬度、強(qiáng)度均很好的混凝土或水泥砂漿表面，為了增加粗糙度保證附著力，宜采用拋丸或打磨，然后清除灰塵，薄涂一道封閉底漆。 4、成品的被破壞。噴涂聚脲涂層完工后其他工種在后續(xù)施工時應(yīng)保證不破壞已做好的涂層。聚脲凝膠速度及表干都很快，但并不代表聚脲噴涂完畢后就達(dá)到應(yīng)有的力學(xué)強(qiáng)度。原因之一，由于聚脲反應(yīng)速度很快并釋放出大量的熱，導(dǎo)致涂層在交聯(lián)初期產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，而內(nèi)應(yīng)力的釋放通常需要一定時間，因此材料的物理性能不會很快達(dá)到最高值。原因之二，從化學(xué)原理上來講，聚脲反應(yīng)是逐步加成反應(yīng)，這不同于自由基聚合，分子量是逐步增長的，只有分子量達(dá)到一定數(shù)值時，才能在宏觀上表現(xiàn)出一定的力學(xué)強(qiáng)度。這與實(shí)際噴涂狀況是完全一致的：聚脲在最初的幾個小時內(nèi)呈現(xiàn)的是一種乳皮狀狀態(tài)，強(qiáng)度不高。因此，聚脲施工完畢后，至少要在24小時