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當前位置:首頁 >  聚脲噴塗系統   

一、聚脲彈性體定義

早期對噴塗聚氨酯、聚氨酯(脲)、聚脲的定義比較含混,即:将B組分中端氨基樹脂和端氨基擴鍊劑含量在80%以上的體系,稱為聚脲;将B組分中端羟基樹脂和端羟基擴鍊劑含量在80%以上的體系,稱為聚氨酯;介于兩者之間的稱為聚氨酯(脲)或混合體(hybrid)。

噴塗聚脲:是由異氰酸酯組分(簡稱A組分)與氨基化合物組分(簡稱B組分)反應生成的一種彈性體物質。異氰酸酯既可以是芳香族的,也可以是脂肪族的。其中A組分可以是單體、聚合體、異氰酸酯的衍生物、預聚物和半預聚物。預聚物和半預聚物由端氨基或者端羟基化合物與異氰酸酯反應制得。其中B組分一定是由端氨基樹脂和端氨基擴鍊劑組成,在端氨基樹脂中,不得含有任何羟基成分和催化劑,但可以含有便于顔料分散的助劑。

二、噴塗聚脲技術特點

1.固化快,10秒凝膠,10分鐘達到步行強度。

複雜曲面不流挂; 停工期短,業主歡迎

2.對溫度和水分不敏感,施工時受環境溫度、濕度影響小。

3.100%固含量,零VOC’s,對環境友好。

4.一次施工達到厚度,克服多層施工的弊病。

5.優異的物理性能,如抗張強度、伸長率高、耐介質、耐磨、抗沖擊等。

6.硬度可調節的範圍大(彈性體/剛性體)

7.塗層緻密、無接縫,形成皮膚式結構,防水、防腐效果極佳。

8.與混凝土和鋼等底材附着力好,不分層。

9.耐候性好,脂肪族體系戶外可長期使用。

10.施工速度快,單機日施工1000m2以上。

三、聚脲的發展曆程



聚脲塗料體系發展階段


四、噴塗聚脲的應用領域

化工防腐:石油、化工儲罐及附屬設施、樹脂牆面、車間地坪、酸洗槽、船艙、海上鑽井平台、跨海大橋。

管道防腐:架空管及直埋管、振動進料盤、旋流器、螺旋集合器、泥沙分離器、振動磨、選礦機、旋風分離器以及礦山的泥漿輸送設備。

防水工程:建築屋面、冷庫、工業廠房、倉庫、水庫、隧道、堤壩、橋梁、地下工程、水利工程等。

人造景觀:主題公園、水上樂園、舞台道具、城市雕塑、吉祥物制作、人造岩石、人造樹木、EPS泡沫及聚氨酯泡沫蒙皮保護。

噴塗聚脲的性能

物理性能


耐老化性能


耐化學介質性能(常溫,一年)




耐高溫性能



說明:芳香族聚脲可在125℃的高溫空氣下連續使用,而高鐵在夏天的短時高溫不超過80℃,聚脲滿足使用要求。


吸水率



結論:硬段含量越高,吸水率越小。高鐵要求吸水率小于5%,聚脲完全滿足技術要求。

抗沖磨性能

試驗水流含沙率為10%,流速為40m/s,沖磨時間60min


結論:噴塗聚脲防水塗料具有優異的耐磨性能,适合高鐵動态應力下的無限次摩擦。

附着力


SPUA 材料分類



芳香族聚脲

(曆史上曾将一類從植物膠中取得的具有芳香氣味的物質稱為芳香族化合物。現在指分子中至少含有一個苯環,具有與開鍊化合物或脂環烴不同的獨特性質的一類化合物  A組分是芳香族異氰酸酯,如MDI, LMDI等NCO直接與苯環相連 B組分含芳香胺擴鍊劑,如E-100,E-300,Unilink4200

芳香族聚脲

在世界大量應用,京滬高鐵、津秦、甯杭等使用

優點:優異的物理性能;價格低

缺點:在光照下黃變,易老化

在紫外線下自氧化生成醌亞胺





脂肪族聚脲

開鍊烴及除芳香族化合物以外的環狀烴類及其衍生物的總稱 A組分是脂肪族異氰酸酯,如二環己基甲烷二異氰酸酯 HMDI,四甲基苯二亞甲基二異氰酸酯 TMXDI等 B組分含脂肪胺擴鍊劑,如IPDA, CLEARLINK1000等


脂肪族聚脲

優點:突出的耐候性能;優異的耐低溫性能

缺點:物理性能稍差;耐高溫和耐腐蝕差; 價格貴


聚天門冬氨酸酯聚脲

優點:1.固化速度可調至15分鐘以上;

2.高拉伸強度、高光澤度、優異的耐磨性能;

3.優異的附着力(DTM, Direct to Metal);

4.優異的防腐性能及耐紫外光性能;

5.可以刷塗也可以常規高壓無氣噴塗機施工。

缺點:價格昂貴

彈性稍差

原料品種少

芳香族聚脲不但黃變,而且易粉化和失色;而脂肪族聚脲長期使用不變色,物理性能保持率高。國外研究表明:芳香族聚脲耐紫外光3800小時後性能保持率80%以上,而脂肪族聚脲6000小時後性能保持率90%以上。

二、噴塗設備組成

平穩的物料輸送系統

精确的物料計量系統

均勻良好的物料混合霧化系統

方便的清潔系統

鍊接管道

輔助設備

物料輸送系統抽料泵是常用的輸送系統,為主機提供充足的原料

物料計量系統常稱為主機,主要由液壓或氣壓驅動系統、A、B兩個比例泵、控溫系統組成。

噴槍是噴塗技術的關鍵設備。應用較多的是撞擊型混合、單閥杆、無空氣霧化、機械自清潔式噴槍。

聚脲底材處理

處理的目的

1、清除底材表面的各種污垢,使聚脲塗層與底材表面和好的附着。

2、修整底材表面存在的缺陷

3、增加表面的粗糙度,使噴塗時具有良好的附着基礎

4、增強塗層與底材的配套性和相容性

聚脲噴塗

施工工藝流程

清理基層--細部打磨、修補--封閉底漆--基層驗收--現場防護--噴塗底漆(6-8小時)--噴塗聚脲--自檢--驗收

一、混凝土表面處理

1)用角磨機、高壓水槍或吸塵器等工具清理表面的灰塵、浮渣。

2)待水分完全揮發後,用堵縫料(一般用膩子)對底材表面的孔洞、缺陷進行修補、找平。膩子固化後用電動砂輪磨平。

3)将修補後的混凝土表面清掃幹淨,噴塗或刷塗1~2道配套底漆(一般用聚氨酯封閉底漆)。

4)在幹燥、平整的混凝土上,聚氨酯封閉底漆的塗布量為8~10m2/kg。在疏松、粗糙的混凝土上,聚氨酯封閉底漆的塗布量為3~5m2/kg。

5)在封閉底漆施工後12--48小時内,進行彈性層的噴塗。如果間隔超過48小時,在噴塗彈性層前一天應重新施工一道封閉底漆,然後再進行噴塗施工。




修補膩子



塗刷封閉底漆

1、雜質和缺陷的處理

1) 化學清理——熱水溶解的磷酸三鈉或者清潔劑或者将表面雜質除去的乳化劑清洗,清洗後還需要用幹淨的水清洗

2 )蒸汽清理——蒸汽清理機産生大量蒸汽,它們以高密度和一定速率作用于混凝土表面,足以軟化除去雜質。(适用于表面)

3) 抛丸處理——針對堅硬表面的雜質處理方式

4) 化學剝離——二氯甲烷和氫氧根的堿類去軟化和溶解凝固的塗層

5 )噴砂清理——由清潔壓縮空氣推動高速運動的精細磨料沖擊混凝土表面

6)耙路機處理——處理混凝土表面幹淨而且堅硬

7)真空吸塵/壓氣吹洗——針對混凝土表面的灰塵和雜質

8)腐蝕法

9)高壓水清洗

2、表面修補

裂紋的修補與加固

1) 表面封閉——采用防水材料對表面進行塗膜處理(細微裂縫)

2 )開槽填補——将裂縫開成V型槽,然後用水泥或樹脂填補

3 )壓力灌漿——借助壓力将混凝土注入裂縫

4)自動流發——采用低粘度自流動型膠黏劑填補

3、空洞與不平整部位的修補

空洞和不平整部位修補——目前國内外均采用膩子類材料

無機膩子——石膏或水泥為凝聚材料,添加其他粉料和沙料配制而成。使用方便,價格便宜,但彈性小,收縮大,易流挂

有機膩子——以高分子樹脂為凝聚材料,添加粉料配制,其特點是彈性大,收縮小,但價格高,施工複雜,不适合工程量大的工程(修補膩子的類型一般為聚氨酯和環氧樹脂。)

複合膩子——以高分子樹脂為凝聚材料,添加粉料及沙料配制而成形成無機有機結合,從結構上創新并達到了高交聯密度和高韌性,高延伸率性能,同時價格較低

4、封閉底漆

封閉底漆作用:

1,封閉混凝土材料表面毛細孔中的空氣和水分,避免聚脲噴塗後出現鼓泡和針孔現象。

2,起到膠粘劑的作用,提高聚脲塗層與混凝土底材的附着力

國内使用的封閉底漆型号WEP-100(适合幹燥水泥用)和WEP200(适合潮濕有水的界面)

二、金屬表面的處理

金屬表面的處理通常包括兩方面:

1除油——用溶劑清洗或者堿液清洗

2 除鏽——手工打磨、角向磨光機、噴砂或抛丸除鏽、酸堿除鏽

木材表面的處理

木材表面的處理主要有以下幾道工序

1 木材的幹燥

2 污物的清除和封閉

3去毛刺

4表面抛光打磨

5木材管孔的封閉

橡膠、塑料、玻璃鋼材料表面處理

1消除表面靜電,除去表面灰塵

2清除脫模劑

3修理缺陷

4表面封閉

5表面改性,增強附着力

泡沫材料表面的處理

1 檢查表面的孔洞,用配套的修補膩子修補

2将修補的地方進行打磨處理

特殊部位的清理

1、溝槽的處理——拐角處施工密封膠,然後做好增強層,才能噴塗

2、孔的處理——孔徑大于20cm的,對孔内刷塗底漆,然後噴槍角度噴塗;小于20cm的用硬質材料遮蓋孔,噴塗使用美工刀切割

3、根部的處理——局部增強的方法與溝槽處理相同

4、縫的處理——将變形縫内填充玻璃纖維闆後,将背稱材料塞入變形縫,再施工密封膠

一、聚脲噴塗配方設計要求

1、異氰酸酯指數

配料時半預聚物A組分中異氰酸酯的物質的量與B組分中端氨基聚醚及擴鍊劑的物質的量之比值,一般設定在1.05一1.10

1)半預聚物在貯存過程中—NCO含量會有一定程度的下降

2)在施工過程中,極少部分的濕氣會與異氰酸酯反應,因此異氰酸酯稍微過量一些可以适當補償在貯存、施工過程中的損失

3)如果異氰酸酯過量太多,即異氰酸酯指數大于1.1,則多餘的異氰酸酯會和空氣中的水分反應,容易發泡。

2、體積比

A組分與R組分的體積比應設計為接近l:1


3.黏度

在噴塗溫度下,控制在50一100 mPa·s,甚至更低。


黏度:控制聚脲塗料中A的黏度,是關系到能否獲得高質量産品的關鍵。通常情況下,半預聚物A組分黏度較高。如果出現A組分黏度過大,造成A組分壓力遠遠高于B組分,産生噴塗壓力不平衡,出現“五指狀”、“麻繩狀”扇面,甚至造成過壓停機。

解決辦法:加入一部分稀釋劑,可以為活性或非活性的 ,常見稀釋劑:鄰苯二甲酸二丁酯

二、聚脲噴塗時要求

1、盡量在增強層12内施工噴塗,若超12小時,應打磨增強層,塗刷或噴塗一層黏合劑20分鐘後噴塗

2、施工時,下一道要覆蓋上一道的50%,俗稱“壓槍”,同時下一道和上一道的噴塗方向要垂直,才能保證塗層均勻。

3、将B料桶用氣動攪拌器攪拌半小時以上後再進行噴塗施工。

噴塗前先将管道加熱器打開,待管道加熱器溫度達到所設定的溫度後,進行其他主機參數的設定,然後進行噴塗施工。

三、工藝參數對性能的影響

噴塗壓力:溫度恒定的前提下,壓力越大,其物理性能越好;同時霧化效果更好,表面粗糙、橘皮現在也消失。但壓力太高,噴塗會出現反濺現象。

噴塗溫度:聚脲反應速率常數對溫度敏感性小,升溫不會引起反應速度急劇加快,反而物理粘度減小,AB料混合粘的流動性得到改善;同時物理性能也得到改善。

四、施工時外界環境要求

A. 室外溫度低于15℃時不允許施工或施工表             面溫度不低于5℃;

B.空氣相對濕度達到或超過75%時嚴禁施工;

C.風力超過三級時嚴禁施工。


1. 安全事項

1)操作人員需嚴格佩戴防護用品,主要有安全帽,護目鏡,工作服,勞保鞋,橡膠手套(清洗時用)或線手套(噴塗操作時用)。

2)設備及其分體連接部分必須處于安全的環境中,不得處于可能有墜物、滴水等環境中。

3)嚴格按照操作手冊的要求進行操作,不得擅自簡化或更改操作步驟。

4)操作或暫時停車時,噴槍不得指向任何人員。

5)待噴塗設備需嚴格停電規程。


2、高空噴塗作業安全措施


(1)高空作業要求配備便于施工人員上下左右移動的設施,如液壓吊籠車等;若不能提供,則應保證在施工部位四周架設腳手架、吊架及梯子等設施。高空腳手架及吊架,其周圍應設有1m高安全保護網。噴塗前應檢查高空作業設施是否堅固可靠。操作人員應系好安全繩,并應經常檢查繩索和安全網的牢靠強度。

(2)不準在同一垂直線的上下場所幾人同時進行噴塗作業。在臨街馬路或人行道等處的梯子上操作時,必須在附近設置臨時圍擋物或派專人指揮行人車輛繞道慢行。在室外高空場所作業要注意風力的影響,謹防墜物傷人。

(3)要嚴防觸電事故。必要時在電線上穿加黃色絕緣塑料膠管等,還要注意風力對電線的影響。

3、噴塗聚脲彈性體施工時的安全與防護

由于噴塗施工時物料溫度較高(一般在60℃左右),又存在着飛濺,因此施工人員一定要做好個人安全保護。

1)眼睛的保護:噴塗過程中可能接觸其氣霧時,應該佩戴化學安全護目鏡。常用的護目鏡有如下兩種



2)呼吸系統的保護:噴塗過程中會産生大量的氣霧,将對呼吸道有一定刺激性,故施工時,施工人員應佩戴經認證的呼吸防護設備。常用的呼吸防護裝置有以下幾種





3)皮膚的保護


a. 手的防護:佩戴化學品手套,如氯丁橡膠、丁腈橡膠、丁基橡膠手套等

b. 腳的防護:可采取直接将塑料或布制鞋套套于所穿鞋外部的方法,此外也可以穿耐化學藥品的長桶靴

c. 身體的防護:外穿一般的連體式防護工作服,該工作服不僅可以保護施工人員所穿衣物不受污染,同時也可以保護頭部。

4、施工過程中的防火防暴措施


(1)在防腐作業區内嚴格遵守煙火管理規定 , 在區内不準吸煙、動火,如需動火,在安全人員的監督下方能進行動火作業。

(2)施工現場、庫房、辦公室、住宅區的地方放置輕便滅火器,且藥量充足有效,并保持備用狀态。定期進行檢查。

(3)對動力設備、切割、電器設備進行重點防護。

(4)易燃易爆物品(油漆、化學藥品、油品、溶劑等)應由專人保管,存放地點保持通風良好。



(5)施工現場應建立和執行防火管理制度,由項目經理總負責,由安全員專管。

(6)油漆、稀釋劑等易燃物品應放在專用倉庫,配備消防設施如滅火器和消防砂箱等,嚴禁煙火。

(7)施工現場設置符合消防要求的消防設施,并保持完好的備用狀态。油漆塗裝現場及附近區域禁止吸煙。

(8)所有工地人員要加強安全教育,懂得必要的防火、滅火知識。

(9)現場設置防火标志牌,任何人不得私自挪動标志牌和消防設施。