張曉峰，劉海蓉，張平，周青
(煙臺萬華北京研究院國家認(rèn)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(jìn)行了工藝上的對比實驗，對現(xiàn)場可能出現(xiàn)的問題進(jìn)行分析及解決。關(guān)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(zhì)特殊涂料已廣泛應(yīng)用于防水、防腐、耐磨涂層等領(lǐng)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(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計來完善[sup][2][/sup];經(jīng)過實驗，我們發(fā)現(xiàn)噴涂聚脲彈性體中的微孔結(jié)構(gòu)對于產(chǎn)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(kuò)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(jī)進(jìn)行噴涂實驗，雙組分以及伴熱設(shè)定溫度均為70℃，采用的噴槍為GUSMER?GX-7Series400，噴涂管壓動態(tài)大值與靜態(tài)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(biāo)準(zhǔn)：ISO37：1994《硫化或熱塑性橡膠拉伸應(yīng)力應(yīng)變特性的測定》;
物性檢測拉力機(jī)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(jié)構(gòu)，宏觀上反應(yīng)為機(jī)械性能的變化;我們針對微孔結(jié)構(gòu)對噴涂工藝進(jìn)行實驗調(diào)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(nèi)在的微孔結(jié)構(gòu);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(jìn)行考察。
測量SEM圖中單位面積的微泡數(shù)量以及物理性能與噴涂工藝之間的關(guān)系，結(jié)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(guān)打開0圈，噴涂高度為1m;1R，1—輔氣開關(guān)打開1圈，噴涂高度為1m;1R，1.5—輔氣開關(guān)打開1圈，噴涂高度為1.5m;1R，0.5—輔氣開關(guān)打開1圈，噴涂高度為0.5m;2R，1—輔氣開關(guān)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(guān)閉狀態(tài)的性能;此時，單位面積的泡孔數(shù)量少。聚脲噴涂依靠液壓動力來進(jìn)行高壓碰撞混合，因此混合室中的混合效果與反應(yīng)速率有關(guān)，當(dāng)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(xiàn)為性能的提升。
1.5工藝穩(wěn)定性考察
為確保實驗的準(zhǔn)確性，我們對同一配方（半聚脲）進(jìn)行10組樣片性能檢測對比，結(jié)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(kuò)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)的穩(wěn)定性非常優(yōu)異，能夠準(zhǔn)確地反映不同設(shè)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(yōu)勢，因此逐漸被各大工程使用，主要用于防水、防腐等領(lǐng)域，除了在濕度特別大的場合不能應(yīng)用外，半聚脲的性能完全滿足對基材的保護(hù)要求；針對開發(fā)的半聚脲配方我們主要進(jìn)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(nèi)滿足人或者其它負(fù)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(dá)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(guān)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(fā)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(wěn)定在450%左右；由于WANNATE8344體系的官能度小于ISOCYANATE體系，因此產(chǎn)品的硬度較低；為了能夠及時調(diào)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(jìn)行配比，縮短或者增加熟化時間。
來源：涂料與涂裝資訊網(wǎng)
