張曉峰，劉海蓉，張平，周青
(煙臺萬華北京研究院國家認可實驗室102200)
摘要：針對市場需求的半聚脲噴涂彈性體體系，進行了工藝上的對比實驗，對現場可能出現的問題進行分析及解決。關鍵詞：噴涂工藝;防水涂料;半聚脲
0.引言
聚脲噴涂彈性體作為厚質特殊涂料已廣泛應用于防水、防腐、耐磨涂層等領域[sup][1][/sup];聚脲材料本身的性能往往都通過對雙組分的分子結構進行設計來完善[sup][2][/sup];經過實驗，我們發現噴涂聚脲彈性體中的微孔結構對于產品的物理性能影響很大，究其原因，是噴涂工藝不同而已[sup][3][/sup]。
1.實驗部分
1.1原料
異氰酸酯：Wanante8312，NCO%=15.5%，25℃粘度=700mPa·s，煙臺萬華;端氨基聚醚：JEFFAMINE?D-2000/JEFFAMINE?T-5000，Huntsman公司;氨基擴鏈劑：DETDA(二乙基甲苯二胺)，Albemarle公司;WANAlink6200，煙臺萬華。
1.2樣片制備
采用GUSMERH20/35高壓噴涂機進行噴涂實驗，雙組分以及伴熱設定溫度均為70℃，采用的噴槍為GUSMER?GX-7Series400，噴涂管壓動態大值與靜態壓力分別為3000psi和2800psi左右;噴涂在12cm×12cm的聚丙烯板上，熟化后直接脫模并跟蹤檢測性能，噴涂厚度約2mm左右。
1.3物性檢測
測試標準：ISO37：1994《硫化或熱塑性橡膠拉伸應力應變特性的測定》;
物性檢測拉力機型號：ZWICK;
拉伸速率：500mm/min。
1.4工藝對聚脲性能的影響
聚脲噴涂彈性體中存在著肉眼難以分辨的微小氣孔結構，宏觀上反應為機械性能的變化;我們針對微孔結構對噴涂工藝進行實驗調整，并檢測終的物理性能以及通過掃描電鏡SEM觀察彈性體內在的微孔結構;通過控制槍口與聚丙烯板的高度以及噴涂輔助氣的出氣速率來進行考察。
測量SEM圖中單位面積的微泡數量以及物理性能與噴涂工藝之間的關系，結果見圖1[sup][3][/sup]。
圖1噴涂工藝對聚脲性能的影響
0R，1—輔氣開關打開0圈，噴涂高度為1m;1R，1—輔氣開關打開1圈，噴涂高度為1m;1R，1.5—輔氣開關打開1圈，噴涂高度為1.5m;1R，0.5—輔氣開關打開1圈，噴涂高度為0.5m;2R，1—輔氣開關打開2圈，噴涂高度為1m圖1噴涂工藝對聚脲性能的影響
從圖1中可明顯看出：聚脲的拉伸強度在噴槍輔氣打開2圈時大，好于打開1圈或者關閉狀態的性能;此時，單位面積的泡孔數量少。聚脲噴涂依靠液壓動力來進行高壓碰撞混合，因此混合室中的混合效果與反應速率有關，當配方確定時，混合液體噴出噴嘴后，性能的影響可能取決于噴涂高度以及噴涂的輔助出氣速率，氣量較大時，液滴直徑減小，混合液滴可以獲得更好的霧化效果，終表現為性能的提升。
1.5工藝穩定性考察
為確保實驗的準確性，我們對同一配方（半聚脲）進行10組樣片性能檢測對比，結果見圖2。
圖2樣片的物理性能
A組分：WANNATE8344(煙臺萬華)，NCO%=14.74%，粘度(25℃)=400~600mPa·s;R組分：聚醚多元醇+擴鏈劑圖2樣片的物理性能
從圖2可以看出：拉伸強度、斷裂伸長率、撕裂強度以及硬度的相對標準偏差分別為4.49%，2.56%，3.45%，2.78%，均小于5%，因此表明：GUSMERH20/35噴涂機的穩定性非常優異，能夠準確地反映不同設計配方的物理性能。
1.6半聚脲（hybrid）配方及性能
半聚脲噴涂彈性體與聚脲噴涂彈性體相比具有價格上的顯著優勢，因此逐漸被各大工程使用，主要用于防水、防腐等領域，除了在濕度特別大的場合不能應用外，半聚脲的性能完全滿足對基材的保護要求；針對開發的半聚脲配方我們主要進行了實用性的探索，由于聚脲/半聚脲噴涂涂料要求快速固化，即在一定的時間內滿足人或者其它負重的物體可以在其表面行駛或堆放的要求，因此我們希望通過增加體系的官能度來達到縮短熟化時間的目的，配方見表1，熟化過程見圖3。
圖3固化時間與物理性能的關系
表1半聚脲參考配方及性能
從圖3可見：總體而言，無論拉伸強度、斷裂伸長率，還是撕裂強度，WANNATE8344體系與ISOCYANATE體系相比，初期（2~7d）性能增長均較慢，在后期過程，WANNATE8344體系性能得到更好的發展，終性能超過ISOCYANATE體系，尤其是斷裂伸長率方面，WANANATE8344體系基本能夠穩定在450%左右；由于WANNATE8344體系的官能度小于ISOCYANATE體系，因此產品的硬度較低；為了能夠及時調整不同的噴涂工藝，我們可以將兩種改性MDI按照工藝需求進行配比，縮短或者增加熟化時間。
來源：涂料與涂裝資訊網
