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喷涂聚脲体系的选择

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、聚合物、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,不得含有任何羟基组分和催化剂,但可以含有便于颜料分散的助剂。

      选择喷涂聚脲首先要考虑是采用脂肪族聚脲体系还是芳香族聚脲体系,因为这两种体系的耐老化性能有很大的差别。芳香族体系的聚脲具有非常优异的物理机械性能,较高的性/价比,但芳香族二异氰酸酯特别是二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)容易受到紫外线照射而变色、降解。脂肪族聚脲的成本相对昂贵,但它们的耐紫外线性能和颜色稳定性是非常优异的。

      芳香族聚脲颜色泛黄归结于两个原因:一是在波长约340纳米的范围内,刺激芳香发色团生成Photo.Fries反应产物,如初级芳族胺。另一种是在波长为330~400纳米的范围内,进一步将初始的Photo.Fries反应产物进行感光氧化作用生成含有过氧化氢的苯醌一酰亚胺新型物质。

      因此,芳香族聚脲在曝露场合下应用时,随着时间的延长,会出现不同程度的黄变、粉化、力学强度降低等现象。这种现象对于薄的聚脲涂层更为明显,这是由于涂层厚度减薄后,其表面对体积的比例增加,紫外线照射可深入涂层内部,从而使聚脲的老化扩展到整个涂层,因此力学强度降低明显。添加合适的紫外光稳定剂可以适当延长芳香族聚脲涂层的使用寿命。但若应用于曝露场合,一定要喷涂脂肪族聚氨酯或聚脲面漆,并且面漆应该是弹性其次要考虑刚性和弹性配方的选择。一般说刚性材料硬度高,内部化学交联密度高,使得材料具有较好的耐化学腐蚀和耐水性渗透率,且对基材的粘结力比较好。因此刚性的聚脲弹性体使用于金属结构的重防腐,如金属管道内衬、化T储罐的内衬等存在化学介质的场合。弹性的聚脲以线性分子结构为主,交联密度低,但产品的弹性和柔韧性较好,具有较高的延伸率和耐冲击性,非常适合混凝士结构的防护工程中。若是在腐蚀强度不是太高的条件下,如海水,也可应用弹性体系作为金属表面防腐。

      在防水工程中,聚脲应用于长期浸泡条件,水蒸汽透过率及湿态附着力是十分重要的技术指标。

      众所周知,电化学腐蚀发生的基本条件是水、氧和离子的存在,如果降低了水蒸汽透过率,也相应降低了底材的腐蚀速度。在浸润条件下,国外一般按ASTM E96进行测试,要求潮气透过率值低于0.02permsI引。另外一个重要技术指标是湿态附着力,涂层的防腐蚀功效是在湿态下(产生电化腐蚀)发挥作用。因此,干态附着力并不能保证涂层的耐腐蚀性,涂层浸渍在溶液或在水中浸泡,与大气中的状态完全不同。所有的涂层都是半透膜,其湿态附着力与干态附着力有很大区别,在水渗透入底层后若涂层仍保持好的附着力,则不会发生起泡、脱落等涂层破坏现象;涂层被机械外力破坏后,腐蚀也不会很快蔓延。

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