喷涂聚脲弹性体技术在管道防腐蚀领域中的应用

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1、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”（SprayPolyureaElastomer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，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，在我国研发成功后，以其优异的综合性能和先进的施工工艺，引起了国内材料界和工程界的极大关注。本文从发展简史、化学原理、材料性能、应用领域等方面，较系统、全面地介绍该技术的

2、发展过程，并重点介绍了SPUA技术在管道上的施工工艺及应用前景。关键词:喷涂、聚脲、聚氨酯、弹性体、防腐蚀前言喷涂聚脲弹性体（SprayPolyureaElastomer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（或无）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，与传统的低（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50～1500～15

3、0000(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无限制厚度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。12．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

4、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（Reac

5、tionInjectionMolding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DudleyJ.PrimeauxⅡ先生的带领下，在其Austin的实验室，率先研发成功[1]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。199

6、1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[2～6]系。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S

7、PUA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[8～14]成功应用，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

8、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