发布于:2004-02-09 14:28:09
来自:施工技术/市政工程施工
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喷涂聚脲弹性体技术及在水利工程中的应用
一 、 喷涂聚脲弹性体
喷涂聚脲弹性体(Spray Polyurea Elastomer 简称SPUA)技术是国外近十年来,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。聚脲材料能够在众多领域推广使用,与其优异的施工性能密不可分。它彻底改变了传统喷涂工艺中普遍存在的溶剂污染、厚度薄、流挂、固化时间长等缺点,。它将瞬间固化、高速反应的特点扩展到一个全新的领域,极大地丰富了聚氨酯的应用范围,拓宽了人们对喷涂技术的应用领域。
二、聚脲材料的特性
聚脲喷涂组合为A、R双组分,A组分为MDI基异氰酸酯半预聚体,R组分为端氨基聚醚、液态胺类扩链剂、颜填料和助剂。配合比组成为:A/R=1:1,其中A:半预聚体;R:氨基聚醚、胺扩。
聚脲材料的特性如下:
(1) 无毒性:100%固含量,不含有机挥发物,符合环保要求,适合在密闭、狭小的空间施工。
(2) 优异的综合力学性能:拉伸强度最高可达27.5MPa,伸长率最高可达1000%,撕裂强度为43.9~105.4kN/m。可根据不同应用场合的需求,在很宽范围内对硬度进行调节,从邵A30(软橡皮)到邵D65(硬弹性体)。
(3) 良好的不透水性:0.3MPa压力下2h不透水,材料无任何变化。
(4) 抗湿滑性好:潮湿状态下的摩擦系数不降低,有良好的抗湿滑性能。
(5) 低温柔性好:在—30℃下对折不产生裂纹,其拉伸强度、撕裂强度和剪切强度在低温下均有一定程度的提高,而伸长率则稍有下降。
(6) 快速固化:反应速度极快,5s凝胶,1min即可达到步行强度,并可进行后续施工,使工效率大大提高。而且由于快速固化,解决了以往喷涂工艺中易产生的流挂现象,可在任意曲面、斜面及垂直面上喷涂成型,涂层表面平整、光滑,对基材形成良好的保护和装饰作用。
(7) 施工效率高:采用成套喷涂、浇注设备,可连续操作,喷涂100m2的面积,仅需30min。一次喷涂施工厚度可达2mm左右,克服了以往多层施工的弊病。
(8) 对环境条件要求较低:对水分、湿气不敏感,施工不受环境温度、湿度的影响。基层干燥的情况下,在北方风沙季节及南方梅雨季节仍可正常施工;此外,还可以在—28℃的寒冷环境下施工,且Ih固化,确保在我国北方地区冬季的正常施工。
(9) 耐腐蚀性:由于不含催化剂,分子结构稳定,所以聚脲表现出优异的耐水、耐化学腐蚀及耐老化等性能,在水、酸、碱、油等价质中长期浸泡,性能不降低。
(10) 聚脲材料与多种底材,如混凝土、砂浆、钢材、沥青、塑料、铝及木材等,都有很好的附着力。
(11) 聚脲材料可以连续喷涂而不会因反应热过于集中而导致鼓泡、焦化等现象,可在150℃下长期使用,并可承受350℃短时热冲击。
(12) 材料性能可调,可加入各种颜、填料,制成不同颜色和形状的制品,并可引入短切玻璃纤维对材料进行增强。
(13) 具有较高的防冲耐磨能力,其抗冲磨能力可达C40混凝土的10倍。
(14) 具有较高的抗盐雾腐蚀、抗冻性好等优点。
三、 聚脲材料的性能
1、力学性能
聚脲材料具有优异的综合力学性能,其力学性能见表 1 。
表 1 聚脲材料的力学性能
项目 拉伸强度(MPa) 硬度(Shore) 伸长率(%) 撕裂强度(kN/m) 100%伸长模量(MPa)
性能 最高27.5 A30~D65 最高1000 43.9~105.4 3.4~13.7
2、耐腐蚀性
聚脲材料的耐浸蚀性能十分突出,除二甲基甲胺、二氯甲烷、氢氟酸、浓硫酸、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。其耐腐蚀性见表 2。
表 2 聚脲材料的耐介质浸泡腐蚀性能
介质名称 浸泡结果 介质名称 浸泡结果
醋酸(10%)
盐酸(10%)
硫酸(20%)
磷酸(10%)
柠檬酸
乳酸
氢氧化钠(20%)
氢氧化钠(50%)
氢氧化钾(10%)
氢氧化钾(20%)
氨水(20%) 良好
良好
良好
良好
良好
良好、轻微变色
良好
良好、轻微变色
良好
良好、轻微变色
良好 硝酸铵
汽油
柴油
煤油
矿物油
液压油
防冻液
二甲苯
正已烷
异丙醇
饱和盐水 良好
良好
良好
良好
良好
良好
良好
良好、轻微变色
良好
良好
良好
3、低温韧性
通过多年的研究和开发,防水材料(如SBS、APP)的柔韧性较以往的沥青得到了很大的改善,但在应用中,这些材料都不同程度的出现低温脆性开裂、收缩、卷曲等不良热应力现象。而聚脲材料却完全不同,它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。其中尤以脂肪族异氰酸酯(如m—TMXDI)与JEFFAMINE聚醚及JEFFAMINE低分子二元胺扩链剂(如D—230、T—403)制备的纯脂肪族聚脲材料的性能最为突出,芳
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