01聚脲防水培训教材-基础理论.ppt

1、聚脲材料基础理论，主讲人：王，青岛化工新材料有限公司，内容，第一章喷涂聚脲的定义，京沪高速铁路大桥混凝土桥面喷涂聚脲防水层暂行技术条件，排名及术语：喷涂聚脲防水层：由底漆层、喷涂聚脲弹性防水涂层和脂肪族聚氨酯面层组成。喷涂聚脲防水涂料：包括喷涂(纯)聚脲防水涂料和喷涂聚氨酯(脲)弹性防水涂料。喷涂(纯)聚脲防水涂料喷涂(纯)聚脲防水涂料是一种由甲、乙两种成分组成的弹性防水材料，不含溶剂，可快速固化；组分a是由端羟基化合物和异氰酸酯反应制备的半预聚物；b组分是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成的混合物，不含任何羟基组分和催化剂，但允许含有少量颜料和分散助剂；a组分和b组分在专用喷涂设备的喷枪中混合喷

2、涂，快速反应固化形成弹性体防水膜。喷涂聚氨酯(脲)防水涂料喷涂聚氨酯(脲)(俗称半聚脲)弹性防水涂料是一种甲乙双组分、无溶剂、快速固化的弹性防水材料；组分a是由端羟基化合物和异氰酸酯反应制备的半预聚物；组分b是端羟基树脂或端氨基树脂与端氨基扩链剂的混合物，其中可以含有提高反应活性的催化剂，允许有少量的颜料和分散的助剂；a组分和b组分在专用喷涂设备的喷枪中混合喷涂，快速反应固化形成弹性体防水膜。(纯)聚脲与聚氨酯(脲)的主要区别在于组分b。新建京沪高速铁路工程桥面防水材料及水泥乳化沥青砂浆混合料采购招标公告网上日期：2009年8月17日招标编号。JTJSZ(09)-86本次招标范围包括16包桥面

3、防水材料，其中12包喷涂(纯)聚脲防水涂料。京沪高速铁路将使用20284吨聚脲和867吨脂肪族聚氨酯面漆。考虑到(纯)聚脲对施工环境的适应性，京沪高速铁路采用(纯)聚脲，材料成本高。组分a是由端羟基化合物与异氰酸酯反应制备的半预聚物。端羟基化合物：通常指聚醚多元醇异氰酸酯组分：MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)或液化MDI半预聚物：通过过量异氰酸酯与端羟基化合物反应制备的具有高NCO含量的液体。乙组分是端氨基树脂和端氨基扩链剂的混合物，不含任何羟基组分和催化剂，但允许含有少量颜料和分散助剂。端氨基聚醚的列表，双官能团的D系列和三官能团的T系列，组分B是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成的混合物，不含任

4、何羟基组分和催化剂，但允许含有少量颜料和分散助剂。二乙基甲苯二胺(DETDA，E-100)反应迅速，组分B是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成的混合物，不含任何羟基组分和催化剂，但允许有少量颜料和分散助剂。二甲基硫代甲苯二胺(DMTDA，E-300)的反应缓慢。组分B是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成的混合物，不含任何羟基组分和催化剂，但允许含有少量颜料和分散添加剂。3 N，N-二烷基甲基二胺(UNILINK4200)反应缓慢，组分B为端氨基树脂和端氨基扩链剂组成的混合物，不含任何羟基组分和催化剂，但允许有少量颜料和分散助剂。常用颜料包括二氧化钛、炭黑、中铬黄、酞菁绿、酞菁蓝等。京沪高速铁路聚脲弹性

5、防水涂料应涂黑色以外的颜色，深灰色应第二章，聚脲的化学反应原理，聚氨酯的化学反应原理，聚氨酯的化学反应属于氢转移加成聚合。该反应在相对活性的NCO双键上进行，活性氢化合物中的氢原子转移到NCO中的氮原子上，剩余的基团与羰基碳原子结合，生成氨基甲酸酯、脲和其它化合物。聚脲的化学反应原理右图显示了尿素的分子结构。聚脲被称为有机石材。异氰酸酯和水之间的化学反应导致不稳定的氨基甲酸，氨基甲酸分解成胺和二氧化碳。胺继续与异氰酸酯反应形成脲键。这种反应是湿固化聚氨酯涂料的基础，也是聚氨酯材料易于发泡的原因。聚氨酯与聚脲的化学反应，聚脲与聚氨酯的主要区别：优点：聚脲采用氨基聚醚，反应速度快，可在低温下固化，

6、对水不敏感，可在高湿度环境下施工，不使用催化剂，耐催化老化。缺点：价格高，性能调整小，喷涂聚脲可分为芳香族聚脲，脂肪族聚脲，聚天冬氨酸酯聚脲，芳香族聚脲(历史上，目前， 它是指一类分子中含有至少一个苯环的化合物组分，具有不同于开链化合物或脂环族烃的独特性质。 芳香族异氰酸酯，如二异氰酸酯、低分子量异氰酸酯和其他异氰酸酯，直接与苯环相连。b组分含有芳香胺扩链剂，如E-100、E-300、Unilink4200、和芳香聚脲在世界上广泛使用。京沪高铁使用的优势：优异的物理性能；价格低的缺点：光照下发黄，容易老化，在紫外线下自氧化生成醌亚胺。除芳香族化合物及其衍生物外，脂肪族聚脲开链烃和环烃的一般组分

7、是脂肪族异氰酸酯，如二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI、四甲基苯二异氰酸酯TMXDI和其它含脂肪胺扩链剂的乙组分，如IPDA、CLEARLINK1000等。脂肪族聚脲的优点：优异的耐候性。耐低温性能优异的优点：物理性能差；耐高温性和耐腐蚀性差；昂贵，检测标准：ASTM G-53，UVB-313，3000小时，聚天冬氨酸酯聚脲组分是脂肪族异氰酸酯，例如，HDI三聚体B组分是聚天冬氨酸酯(仲胺)，它是由马来酸二烷基酯和脂肪族伯二胺(亲电共轭体系和亲核碳阴离子进行共轭加成)的迈克尔加成反应形成的。2高拉伸强度、高光泽和优异的耐磨性；3出色的附着力(DTM，直接接触金属)；优异的防腐性能和抗紫外线性能；5

8、.它可以通过传统的高压无气喷涂机进行喷涂或施工。缺点：价格高，弹性稍差，原材料品种少，芳香族聚脲不仅会变黄，而且容易粉化变色；然而，脂肪族聚脲长期使用后不变色，物理性能保持率高。国外研究表明，芳香族聚脲在3800小时耐紫外线后性能保持率超过80%，脂肪族聚脲在6000小时后性能保持率超过90%。第三章喷涂聚脲技术的优势，1。快速固化，10秒钟凝胶，10分钟步行强度。复杂的表面不会下垂；停工期短，受到业主的欢迎。2.它对温度和湿度不敏感，在施工过程中受环境温度和湿度的影响较小。固体含量3.100%，零挥发性有机化合物，对环境友好。4.一次性施工达到厚度，克服了多层施工的缺点。5.优异的物理性能，

9、如拉伸强度、高伸长率、中等强度、耐磨性和抗冲击性。6.硬度可调范围大(弹性体/刚体)，7。涂层致密、无缝，形成具有优异防水防腐效果的表皮状结构。8.与混凝土、钢材和其他基材具有良好的附着力，不会分层。9.耐候性好，脂肪族体系可在室外长期使用。10.施工速度快，单台机器日施工量超过1000m2。11.投入使用后，无需维护，第四章聚脲发展简史：中国第一台喷涂机械于1997年在海华苑推出，左边是中国第一台聚脲应用，右边是国内聚脲标准、国际聚脲标准和美国保护涂料协会SSPC脂肪族聚脲面漆，基于性能、快速或中等固化速度。本标准明确规定了聚氨酯/尿素，即半聚脲，包括在内，以及第五章聚脲材料的性能。硬链段：

10、异氰酸酯、胺或醇扩链剂；软链段：聚醚多元醇、氨基聚醚；硬段之间的静电力很强，并且有大量的氢键，导致微相分离；物理特性；抗老化性；耐化学介质(常温，一年)；和耐高温性。结果表明，芳香族聚脲能在125的高温空气中连续使用，而京沪高速铁路夏季较短。结论：硬段含量越高，吸水率越小。京沪高速铁路要求吸水率小于5%，聚脲完全符合技术要求。试验流含砂量为10%，流速为40米/秒，冲洗时间为60分钟。结论：喷涂聚脲防水涂料具有优异的耐磨性，适用于京沪高速铁路动应力下的无限摩擦。试验表明，三点弯曲试验后产生裂缝，裂缝长度为10mm时聚脲未断裂。因此，聚脲非常适合京沪高速铁路这一具有动应力和变形的重点工程。附着力

11、、基底损伤、第六章国家标准、是特殊性能，对京沪高速铁路具有重要意义。第七章京沪高速铁路技术指标，第八章支护材料性能，第一，基层处理的打底效果：封闭混凝土表面的孔隙、微裂纹和气泡，减少喷涂聚脲涂层后的针孔现象。要求：粘度低，渗透性好，提高聚脲涂层与混凝土基体的附着力，增强保护效果。底漆类型：环氧和聚氨酯施工方法：刷涂、滚涂和喷涂。建议北京和上海采用喷涂施工。1.基层处理底漆。基层处理底漆的选择应根据区域施工环境的气候条件来确定。一般可分为低温(015)、常温(1535)和高温(35)。底漆选择不当会导致分层或脱落。优点：聚脲在水/冰施工中能正常固化问题：附着力差解决方案：湿界面使用专用底漆结果：

12、京沪高速铁路规定附着力为2.0兆帕，实验室试验可达到潜在风险：聚脲能正常固化，当时附着力好，但水蒸发后仍会在光照或加热后起泡。关于湿基层施工，2。京沪高速铁路脂肪族面层要求防水层使用60年以上，而芳香族聚脲易发黄、粉化和变色，因此不适合长期暴露在轨道板以外的部位。根据国外的成功经验，脂肪族聚脲或其他耐候面漆可用于芳香族聚脲表面。根据性价比和京沪实际情况，京沪高速铁路选用脂肪族聚氨酯面层(中灰色)方案。(要求表层强度高、柔韧性好、与聚脲匹配性好)。搭接接头专用粘合剂。在下列情况下，必须使用夹层粘合剂3360。新旧涂层之间的时间间隔超过了制造商规定的重涂时间(如下雨)。检测后厚度不足的涂层应喷涂两

13、遍，修补涂层时应使用层间粘合剂。4、涂层修补材料，涂层缺陷如漏涂、起泡、针孔和损坏，应进行修补。对于小于250cm2的区域，应使用涂层修补材料进行修补。当面积大于250cm2时，应采用二次喷涂工艺进行修复。3.针孔应逐个用涂层修补材料修补。4.修补后的涂层厚度不应小于原始涂层厚度，且表面第九章聚脲应用实例，防水工程、防腐工程、耐磨工程、海洋工程、工业地坪、运动场、影视道具、军事领域、防水工程、高速铁路、防水工程隧道、防水工程奥林匹克体育场、防水工程国家重点工程、防水工程水池、防水工程屋面、防水工程小浪底水利枢纽、黄河。2.防腐工程管道/储罐，3。耐磨工程，4。海洋工程，5。工业平台，6。运动场

14、，7。影视道具，8。军事应用，8。军事应用，第10章，最新技术进展，进展一：慢聚脲仲氨基聚醚，如亨斯迈公司的XTJ XTJ-576降低了反应速度(比伯胺慢)。进展2:植物穿刺预防。据国外报道：聚脲具有良好的耐穿刺性。与现有的防穿刺防水卷材相比，聚脲无接缝、强度高、延伸率好，在种植屋面防水工程中具有广阔的应用前景。进展3:高性能二胺，聚THF胺的优点1700: 1)改进的物理性能；2)改善对基底的粘附性；3)提高耐磨性；4)新的预聚物，基于甲苯二异氰酸酯的半预聚物；1)反应速度降低，表面光滑；2)改善物理性能，尤其是强度；3)耐磨性提高；4)提高了预聚物的低温储存稳定性；缺点：合成过程复杂，不能有游离单体。进展4:新预聚物。喷涂聚脲防水涂料具有强度高、伸长率高、耐磨、耐冲击、附着力好、施工速度快的优点。这是目前京沪高速铁路等高速铁路的最佳防水方案。京沪高速铁路喷涂聚脲防水层是一项复杂的系统工程，不仅需要高质量的聚脲防水涂料和配套材料，还需要专业、严格的施工。京沪高速铁路聚脲防水工程是世界上最大的聚脲