俗话说:“三分涂料、七分施工”,指的是:涂料作为一种非成品物质,必须经过完善的施工过程,才能将其优良的性能发挥出来;就整个涂料从配方、生产和施工等全过程而言,其施工的分量占到了70%以上,这足以说明施工对涂料来说是何等的重要。2008年是中国聚脲技术诞生10周年,在过去的十年里,我国的聚脲工业从无到有、从小到大,从2000年的20t发展到2007年的6000t;在应用方面也从早期的篮球场地、小型看台、电厂水池、管道内衬、皮卡车斗和影视道具等小规模场合,逐渐扩大到京津城际高速铁路路基、奥运会比赛场馆大型看台、国家大剧院室外景观水池、上海洋山深水港筑港钢桩、毛主席纪念堂屋面等大型基础设施领域,取得了举世瞩目的业绩,应该给予充分的肯定。
但是,纵观我国聚脲工程的施工质量,仍存在着很多问题。这其中除了大量使用半聚脲以外,**根本的问题是:技术人员、施工人员和监理人员缺乏正规的聚脲技术培训,有的连起码的聚脲常识都不具备,盲目施工、野蛮施工的现象大量存在,造成严重的工程质量问题。笔者根据长期从事涂料、特别是聚脲涂层研究和应用的体会,认为:不能过分夸大聚脲快速固化的优势,要全面、正确地领会聚脲施工的要领,否则,会将这种优势变为劣势,造成“一撕一大片、一揭一整张”的现象重演。为此在2005年就提出了“一分聚脲、九分施工”的倡议,旨在倡导大家重视聚脲基础知识的学习、强化施工资质的培训,为今后更好地使用聚脲打下基础。
1科学定义
早期对喷涂聚氨酯、聚氨酯(脲)、聚脲的定义比较含混,即:将树脂组分(简称R或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;将R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;介于两者之间的称为聚氨酯(脲)或杂合体。随着聚脲技术的发展,特别是2000年美国成立“聚脲发展协会”(PolyureaDevelopmentAssociation简称PDA)以后,为了进一步规范美国市场,PDA技术委员会对喷涂聚氨酯、聚氨酯(脲)、聚脲重新进行了严格的定义:
喷涂聚氨酯:简称SPU,由异氰酸酯组分(简称A组分)与树脂组分(简称R或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羟基化合物与异氰酸酯反应制得。其中的R组分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。
喷涂聚氨酯(脲):简称SPU(A),也叫杂合体(hybrid),国内称之为半聚脲。它是由异氰酸酯组分(简称A组分)与树脂组分(简称R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;预聚物和半预聚物由端氨基或者端羟基化合物与异氰酸酯反应制得。其中的R组分既可以是端羟基树脂,也可以由端氨基树脂和扩链剂组成,在树脂组分中,可以含有用于提高反应活性的催化剂。
喷涂聚脲:简称SPUA,即纯聚脲。是由异氰酸酯组分(简称A组分)与氨基化合物组分(简称R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者端羟基化合物与异氰酸酯反应制得。其中的R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。喷涂弹性体**早起源于20世纪70年代,初期的品种是SPU,但在施工时体系容易与周围环境中的水分、湿气反应,产生二氧化碳,生成泡沫状弹性体(foamyelastomer),造成材料力学性能不稳定。因此,人们很快想到在树脂组分中引入端氨基化合物,即SPU(A)。这样,可有效地阻止异氰酸酯与水分、湿气的反应,材料力学性能得到很大改善,工程应用明显增加。
但是,SPU(A)仍然没有从根本上解决体系的发泡问题,在工程实践中,还是经常出现一些发泡、分层等缺陷。20世纪80年代中期,美国Texaco(即现在的Huntsman)公司在化学家DudleyJ.PrimeauxⅡ的带领下,在世界上率先开发成功SPUA技术,从而从根本上解决了困扰施工界的重大技术难题。国内在笔者的带领下,于1998年9月18日在海洋化工研究院研制成功中国**个SPUA配方,1999年在青岛海豚馆室外表演水池进行了首次防水施工应用;2000年以后,聚脲技术逐渐在我国推广、普及开来。由于端氨基聚醚价格比较昂贵,使得SPUA技术难以在我国大规模普及。在一些用户要求不高、环境比较干燥的场合,SPU(A)即半聚脲,也是一种较为经济实用的办法。但是,我们应该清醒地看到:要达到稳定的材料性能,尤其是耐介质性、耐久性、耐老化性等,必须使用SPUA技术,这一点毋庸置疑。