地坪用聚脲涂料的开发与应用.doc

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地坪用聚脲涂料的开发与应用
周庆军，廖有为
（湖南湘江涂料集团有限公司，长沙410003）
    0.前言
    近年来，随着人们环保意识的不断提高，我国相继颁布了限制挥发性有机化合物（VOC）的环保法规，水性化、无溶剂化和高固体分化已成为涂料发展的必然趋势。喷涂聚脲弹性体技术是近10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［1］。在保证装饰效果的同时，地坪涂料更应注重其功能性，例如：大型超市等注重防滑要求；高档会议或娱乐中心注重舒适要求；工矿企业注重防腐要求等［2］。聚脲涂料具有固化速度快、施工速度快捷、防腐防水性能好、耐温范围宽、工艺简单等特点，特别适用于各种工矿企业、停车场、运动场等有防滑、防腐、耐磨要求的地坪涂装。
    1.聚脲涂料的设计、开发
    1.1原材料的选型
    聚脲涂料主要由异氰酸酯组分和聚醚胺组合料组成，现有聚脲原材料主要由MDI、聚醚多元醇、聚醚多元胺、胺扩链剂、各种功能助剂、颜填料、活性稀释剂等组成。
    1.1.1各种不同MDI对涂膜性能的影响
    液化MDI：液化MDI一般为4，4位对称结构，可以提高涂膜的拉伸强度，加快反应速度；
    MDI-50：因有50％2，4位异构体，阻碍了异氰酸酯与胺的反应，可以延缓涂膜的反应速度，提高涂膜表面的流平性能，同时降低了涂膜的拉伸强度；
    粗MDI：因具有高官能度，可以有效提高涂膜的撕裂强度。
    1.1.2各种聚醚多元醇对预聚体、涂膜性能的影响
    GE220A：相对分子质量为2000的2官能度聚醚，与MDI制造的预聚体粘度较低，涂膜断裂伸长率高；
    EP330N：相对分子质量为5000的3官能度聚醚，与MDI制造的预聚体粘度较高，涂膜拉伸强度高。
    1.1.3各种聚醚胺对涂膜性能的影响
    D-2000：相对分子质量为2000的2官能度端氨基聚醚，可有效提高断裂伸长率；
    T-5000：相对分子质量为5000的3官能度端氨基聚醚，可有效提高拉伸强度；
    D-230：相对分子质量为230的2官能度端氨基聚醚，可有效提高反应速度。
    1.1.4各种扩链剂对涂膜性能的影响
    DETDA（二乙基甲苯二胺）：可有效提高涂膜的拉伸强度、耐冲击性能等；
    DMTDA（3，5二甲硫基甲苯二胺）：可降低反应速度，提高涂膜的流平性；
    MOCA（3，3'-二氯-4，4'二氨基二苯甲烷）：可有效提高涂膜硬度；
    4200：可有效延长凝胶时间，提高附着力。
    1.1.5各种助剂对涂膜性能的影响
    抗氧化剂、紫外光吸收剂：两者配合可有效提高涂膜的耐老化性能；
    活性稀释剂：可有效降低聚脲A、B组分的粘度，提高聚脲喷涂混合效果，从而改善涂膜的整体性能。
    1.1.6NCO指数对涂膜性能的影响
    进行聚脲涂料配方设计时，NCO指数是一个关键性指标，聚脲涂料NCO指数设计为0.8~1.2时，涂膜都能固化。异氰酸酯组分随贮存时间的延长而逐步降低，根据经验，指数设计为1.05~1.10时，可以得到理想的聚脲涂膜。
    1.1.7粘度对涂膜性能的影响
    聚脲采用专用的聚脲喷涂设备进行喷涂施工，涂料粘度对涂料的性能影响较大，一般说来，聚脲A、B组分粘度越低且A、B组分在施工温度（一般在65~70℃）下粘度越接近，聚脲喷涂混合越均匀，从而涂膜性能越好。
    1.2典型聚脲地坪涂料的配方设计
    聚脲地坪涂料参考配方见表1。

表1聚脲地坪涂料参考配方
    1.3典型聚脲地坪涂料的性能指标
    聚脲地坪涂料的性能指标见表2。

表2聚脲地坪涂料的性能指标

    1.4聚脲地坪涂料应用实例
    聚脲地坪涂料应用实例如图1、2所示。

图1聚脲在地下车库地坪上的应用
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图2聚脲在球场地坪上的应用
    2.聚脲涂料的施工
    2.1混凝土底材的处理
    混凝土底材的养护：对于现浇混凝土地坪，要求养护28d后才能施工；旧地坪要求采用水泥砂浆对地坪进行强化处理。地坪的清理：建议采用打磨机等工具清理表面的灰尘、浮渣；地坪缺陷的修补：孔洞、缺陷可以采用腻子进行修补，裂缝可以采用密封胶进行修补；混凝土封闭底漆施工：将修补后的混凝土表面清扫干净，喷涂或刷涂1~2道混凝土封闭底漆。
    2.2聚脲的施工
    封闭底漆施工后1~7d内进行聚脲施工，若超过7d，必须再施工1遍封闭底漆，干燥1d后进行聚脲施工。聚脲施工前应采用吸尘器或干净抹布清理地坪表面的灰尘、杂物等，并对地坪上的设备、下水管口等进行屏蔽、保护。
    施工前准备：环境温度低于15℃时，应将聚脲A、B料进行加热、保温；
    设备调试：喷涂前检查A、B两料液压（1800~2300psi），若液压相差300psi以上，必须卸压放料后再重新开机调试，料温控制在70~75℃；
    聚脲施工：喷距控制在80~100cm，走枪以后一枪覆盖住前一枪的50%~60%为准，纵向喷涂完1遍后检查涂膜，对大气孔和凹陷处用修补料进行找平，修补料干燥2h后，横向用同样的喷涂方法喷涂到设计膜厚；
    防滑造粒：聚脲整体施工完毕后采用特殊手法对聚脲表面进行造粒；
    后期防护：涂膜施工完毕24h内，应避免重物碾压；
    施工中严禁将水分、油污等杂质带入施工工作面，聚脲施工应当避开大雾、雨雪、高温等恶劣天气。典型设备参数、工艺设置如下：
    喷枪流量：4~8kg/min；
    设备压力：2000~2200psi；
    加热温度：A、B料均为75℃；
    管道保温温度：70℃；
    压缩空气压力：0.5~0.7MPa。
    2.3注意事项与安全措施
    （1）在封闭底漆、聚脲施工过程中应杜绝火源；（2）聚脲喷涂设备是高压喷涂设备，使用喷涂设备进行喷涂作业时，应熟悉保养规则、安全操作规程及措施，严禁使喷枪枪口对准他人及自己；（3）在室内地坪施工时，应具备合适的通风设备，工作场所内的电器设备应具有防爆装置；（4）工作人员穿戴好工作服、护目镜、手套、防毒面具等劳保用品。
    3.发展与展望
    聚脲技术近10年来成绩斐然，已成功应用于皮卡车车厢耐磨防腐［3］、埋地管道防腐［4］、京津高铁防水［5］、北京奥运场馆防水［6］等防腐防水领域。现在我国拥有大量成熟专业的聚脲施工队伍，完全可以满足各种复杂的施工要求。聚脲涂料作为一个地坪涂料的新品种，它具有其它防腐地坪材料无法比拟的优点：弹性好，断裂伸长率可以达到450％以上；耐磨性能好；防腐蚀性能好；防滑性能优良；附着力性能优良。如果要满足一个或多个功能性要求，聚脲将是最佳的选择。随着我国现代化水平不断提高，各种功能性要求越来越多，聚脲地坪涂料必将得到人们的认可和广泛使用。

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