關(guān)于噴涂聚脲彈性體幾點(diǎn)技術(shù)問(wèn)題的探討 噴涂聚脲彈性體自1985年

1、關(guān)于噴涂聚脲彈性體幾點(diǎn)技術(shù)問(wèn)題的探討噴涂聚脲彈性體自1985年誕生以來(lái)，獲得了巨大的商業(yè)應(yīng)用。但是由于部分原材料廠商、施工商及設(shè)備代理商對(duì)聚脲一些技術(shù)問(wèn)題理解上的缺失，致使部分工程失敗，給客戶(hù)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)損失的同時(shí)，也對(duì)聚脲在某些行業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生了負(fù)面的影響。筆者根據(jù)十幾年來(lái)從事噴涂聚脲研究工作的經(jīng)驗(yàn)，就當(dāng)前我國(guó)聚脲工程中若干技術(shù)問(wèn)題，分述如下，拋磚引玉，希望業(yè)界行家不吝賜教。1 關(guān)于表面處理?yè)?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(duì)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。而噴砂迄今為止仍是最佳的選擇！原因有二：其一，噴砂后鋼材表面清潔度有保證（

2、Sa2.5）；其二，噴砂后表面粗糙度有保證（Rz 40-75µm）。而涂裝前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幾何形狀，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；剛噴砂后的鋼材，表面能增大，處于活化態(tài)，3小時(shí)之內(nèi)噴涂配套底漆，是涂料分子與金屬表面極性基團(tuán)之間相互吸引與粘接的最佳時(shí)期。涂裝前表面處理除了噴砂除銹外，還應(yīng)包括噴砂前除油和除去可溶性鹽等污染物。而一般施工者認(rèn)為噴砂可以把它們清除，但實(shí)際上噴砂只是把大部分的污染物深深嵌入鋼材的表面，形成更加隱蔽、危險(xiǎn)性更大的污染。對(duì)于混凝土底材，就本人所見(jiàn)，混凝土基材強(qiáng)度普遍不高

3、，可能是商品混凝土行業(yè)惡性競(jìng)爭(zhēng)所致，這種底材如處理不當(dāng)，極易出現(xiàn)涂層與基材脫殼現(xiàn)象。處理的主要目的是除去表面浮塵和雜物以利封閉底漆滲透，而且要采用表干慢、滲透時(shí)間長(zhǎng)的底漆，讓其充分滲進(jìn)底材、反應(yīng)固化后錨固底材，底漆滲得越多，工程質(zhì)量越有保障。 對(duì)于表面光滑、硬度、強(qiáng)度均很好的混凝土或水泥地面（包括高標(biāo)號(hào)混凝土、水磨石、大理石等），本身強(qiáng)度很高，關(guān)鍵是如何增加粗糙度保證附著力，因此地面一定要拋丸或打磨，然后清除灰塵，薄涂一道封閉底漆。2 關(guān)于底漆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(lái)負(fù)面的影響，即對(duì)底材的浸潤(rùn)時(shí)間短，附著力差，因此選擇一種配套性好的底漆是至關(guān)重要的。雖然底漆用量很

4、少，但如選擇不當(dāng)，會(huì)帶來(lái)災(zāi)難性的后果，而這種后果遠(yuǎn)大于其它類(lèi)型的涂層缺陷（如鼓泡、針孔、局部發(fā)粘等）。同時(shí)，噴涂聚脲彈性體對(duì)底漆的選擇性很強(qiáng)，市售的一般底漆（如環(huán)氧富鋅、無(wú)機(jī)富鋅、聚氨酯底漆、醇酸等）與聚脲彈性體的附著較差。因此施工者在選擇配套底漆時(shí)，一定要進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，以免鑄成大錯(cuò)。底漆在施工完之后，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(guò)長(zhǎng)，也會(huì)導(dǎo)致附著力的喪失。3 關(guān)于施工溫度及濕度大量文獻(xiàn)介紹噴涂聚脲彈性體施工時(shí)不受施工溫度、濕度的影響，這是相當(dāng)片面的。相對(duì)于其它普通涂料，聚脲受施工溫度、濕度的影響較小，但并不代表溫度、濕度不對(duì)其產(chǎn)生負(fù)面影響。3.1 溫度的影響化學(xué)反應(yīng)

5、速度及反應(yīng)程度受溫度的影響很大，根據(jù)阿侖尼烏斯公式：其中k為反應(yīng)速率常數(shù)，T為反應(yīng)溫度，E為反應(yīng)活化能，A為表觀頻率因子，R為摩爾氣體常數(shù) 一般化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)溫度每升高10K時(shí)，反應(yīng)速度大約增大24倍，而聚脲也不例外。同時(shí)，聚脲反應(yīng)過(guò)程是一個(gè)玻璃化溫度逐步升高的過(guò)程，當(dāng)其玻璃化溫度接近固化溫度（通常是室溫）時(shí)，鏈段被凍結(jié)，反應(yīng)速度變得異常緩慢，甚至停止。因此，低溫固化聚脲的物理強(qiáng)度通常較高溫固化的低2030%（試驗(yàn)室測(cè)定）。3.2 濕度的影響如果濕度很大（如大于90%），底材表面會(huì)形成一層薄薄的水膜，這可能對(duì)聚脲本身的物理性能不會(huì)產(chǎn)生多大的影響，但對(duì)聚脲與底材的附著會(huì)產(chǎn)生致命的影響。如Prime

6、aux said “While polyurea system may show insensitivity to moisture, that does not mean they can be applied over a wet substrate. The polyurea will react over water, but the applied system will not bond to the substrate in that area.”濕度很大時(shí)，噴涂聚脲彈性體容易形成微泡。聚氨酯或聚脲涂層發(fā)泡存在兩種機(jī)理1）異氰酸酯與水反應(yīng)，生成CO2，這屬于化學(xué)發(fā)泡；2）水份在噴

7、涂過(guò)程中被裹進(jìn)涂層中，而聚氨酯或聚脲的化學(xué)反應(yīng)是一個(gè)放熱反應(yīng)，水遇熱汽化、膨脹，這屬于物理發(fā)泡。由于胺基聚醚或胺基擴(kuò)鏈劑反應(yīng)速度很快，一般不會(huì)產(chǎn)生化學(xué)發(fā)泡，但物理發(fā)泡是難以避免的。據(jù)筆者測(cè)試，在高濕度下施工的聚脲涂層較干燥狀態(tài)下施工的涂層密度下降10%左右，物理強(qiáng)度下降20%左右。4、關(guān)于聚脲的后固化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)到較好的力學(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(shí)間，因此材料的物理性能不會(huì)很快達(dá)到最高值。原因之二，從化學(xué)原理上來(lái)講，聚脲反應(yīng)是逐步加成反應(yīng)，這不同于自由基聚合，

8、分子量是逐步增長(zhǎng)的，只有分子量達(dá)到一定數(shù)值，才能宏觀表現(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(gè)小時(shí)內(nèi)呈現(xiàn)的是一種乳酪狀狀態(tài)，沒(méi)有什么強(qiáng)度。Primeaux Said：“One has to be very careful there though because polyurea system may set and give an initial cure very quickly that will allow this return to service very quickly, but not develop ultimate elastomer physi