聚脲类材料的优劣

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1、聚脲类材料的优劣孔祥明叶林标来自：中国防水技术网聚脲是由异氰酸酯组分与氨基化合物组分反应生成的一种弹性体物质，被视为继高固体分涂料、水性涂料、光固化涂料、粉末涂料之后的一种新型无溶剂涂料，主要用于防渗、防水、防腐、耐磨等领域。与传统涂料相比，具有优异的物理力学性能，适用于机械、石油化工、矿山、防水、防腐工程、道具制作、车间地坪、体育设施工程等领域，是目前国内外最受关注的涂料之一，具有广阔的应用前景。1聚脲材料概述1.1聚脲是什么？聚氨酯、聚氨酯/聚脲、聚脲都是由异氰酸酯组分（简称A组分）和树脂组分（简称B组分）反应生成的弹性体物质。早期

2、人们对于这三者的定义比较含混，即将B组分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；将B组分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；介于两者之间的称为聚氨酯/聚脲或称半聚脲。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"对聚脲的定义是：喷涂聚脲：是由异氰酸酯组分（简称A组分）与氨基化合物组分（简称B组分）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组分可以是单体、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

3、者端羟基化合物与异氰酸酯反应制得。其中的B组分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。喷涂聚氨酯和喷涂聚氨酯/聚脲与喷涂聚脲的区别在于：对于喷涂聚氨酯，其中的B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；而对于喷涂聚氨酯/聚脲，其中的B组分既可以是端羟基树脂，也可以是端氨基树脂；扩链剂在树脂组分中，可以含有用于提高反应活性的催化剂。正由于喷涂聚脲B组分的

4、端氨基化合物与异氰酸酯组分的反应活性极高，无需任何催化剂，即可在室温或低温下瞬间完成反应，从而有效地克服了聚氨酯在施工过程中，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缺点，因而逐渐替代了喷涂聚氨酯和喷涂聚氨酯/聚脲，成为目前研究的热点。1.2聚脲的发展历程喷涂聚氨酯/聚脲弹性体材料是在反应注射成型（RIM）技术的基础上，于20世纪70年代中后期发展起来的。主要经历了纯聚氨酯（PU）、聚氨酯（PU）/聚脲（PUA）、纯聚脲（PUA）三个阶段，并都有各自的优缺点，见表1。在国外，德国是最早开发喷涂聚氨酯及聚氨酯／聚脲弹性体技术的

5、国家。80年代中期，化学家DudleyJ．PrimeauxⅡ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。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，目前，北美地区正全面推广SPUA体系。在亚洲，日本、韩国也于1995年和1997年先后引进该技术，并投入商业应用。在欧洲，聚脲涂料市场近几年才开始发展，它主要应用于建筑工程、近海工程和密封材料等领域。表1喷涂聚氨酯/聚脲材料的发展简史阶段体系异氰酸酯组分树脂组分主要优缺点第一代聚氨酯MDI基EO封端多元醇、二醇扩链剂、催化剂优

6、点：价廉缺点：对水敏感,极易发泡;力学性能差等第二代聚氨酯/聚脲MDI基EO封端多元醇、芳香二胺扩链剂、催化剂优点：价格适中缺点：发泡、力学性能一般第三代聚脲MDI基m-TMXDI基端氨基聚醚、芳香二胺扩链剂优点：对温、湿度不敏感,力学性能好,耐老化性能好缺点：价高在南美洲地区（尤其是巴西），也已经引进聚脲技术。为了更好地推动SPUA技术在世界各地的蓬勃发展，及时交流信息，实现资源共享，2000年美国成立了“聚脲发展协会（PolyureaDevelopmentAssociation简称PDA）”。总部设在密苏里州的堪萨斯城。聚脲由A、B

7、双组分组成，分为芳香族聚脲、常规脂肪族聚脲和新型脂肪族——聚天门冬氨酸酯脂肪族3大类。芳香族聚脲是最早开发使用并且也是用量最大的品种。80年代后期，DudleyJ．PrimeauxⅡ等人开始了芳香族SPUA技术的研究。在芳香族A组分中，软段是羟基聚醚，硬段是反应活性很高的DI；B组分主要由端氨基聚醚和液体胺类扩链剂（例如：DMTDA）组成。由于芳香族聚脲存在户外使用时易泛黄和褪色,反应速度过快,通常凝胶时间（3-5）s,对底材的润湿能力弱，附着力差，适用期过短，凝胶时间短，必须采用专用设备施工，给施工增加了难度等一系列问题。90年代初期

8、，国外开始研制开发第二代产品——脂肪族聚脲。在脂肪族A料中，软段是端氨基聚醚，硬段是脂肪族异氰酸酯；B组分主要由不同分子量的端氨基聚醚和脂肪胺类扩链剂组成。DudleyJ.PrimeauxU曾经系统地研究过