付弘飛

安徽新華學(xué)院 土木與環(huán)境工程學(xué)院 安徽 合肥 230088

聚脲是由異氰酸酯組份與氨基化合物組份反應(yīng)生成的一種彈性體物質(zhì)。分為純聚脲和半聚脲，聚脲的最基本的特性就是防腐、防水、耐磨等。作為多功能性防水材料，聚脲在停車場、體育場看臺(tái)等工程上有著很多應(yīng)用。

一、聚脲材料的性能分析

（一）聚脲的特點(diǎn)

聚脲是由異氰酸酯組份與氨基化合物組份反應(yīng)生成的一種彈性體物質(zhì)[1]。聚脲材料性能的特點(diǎn)有：（1）材料不含有催化劑，在不同的平面上都能成型，并且能夠快速地固化，達(dá)到應(yīng)有的強(qiáng)度。甚至在冰面上，聚脲材料也能快速成型固話，緊密地貼合。（2）聚脲材料因其對溫度及濕度要求不高，在使用過程中不易受到周圍環(huán)境影響。在不同的施工環(huán)境中，它都能發(fā)揮材料的最大性能，人們而不需要選擇特定的施工環(huán)境。（3）聚脲材料環(huán)保安全，對環(huán)境的影響程度較小，能在各種建筑中使用。（4）聚脲材料凝固性好，抓力強(qiáng)，能夠滿足不同厚度的需要，在施工中能解決傳統(tǒng)材料不能解決的問題。（5）聚脲材料具有極強(qiáng)的物理性能，其韌性好，承受力強(qiáng)，并且對環(huán)境的耐受度高，不易受到外界的侵蝕。（6）聚脲材料德熱穩(wěn)定性很好，能夠滿足在不同溫度下的施工情況。（7）聚脲材料緊密性好，不會(huì)出現(xiàn)孔洞縫隙，耐久度高，并且美觀實(shí)用。（8）聚脲材料有成套的施工設(shè)備，因此施工的效率高。設(shè)備具有不同的模式，能夠滿足施工中對于材料厚度的要求。（9）聚脲材料的粘合性較強(qiáng)，能在不同的材料上緊密貼合[2]。

（二）聚脲的應(yīng)用優(yōu)勢

從上個(gè)世紀(jì)三十年代開始，聚脲材料就被發(fā)明制作了出來，其具有耐高溫性和高強(qiáng)度性被人們所使用的，但是因?yàn)橹谱鞒杀据^高，并沒有商品化生產(chǎn)。而后由于制作成本降低，其應(yīng)用也廣泛了起來，主要用于繩索，漁網(wǎng)等物品，在世界上都有生產(chǎn)銷售。其后經(jīng)過科學(xué)研究，聚脲材料被賦予了極強(qiáng)的耐高溫特性，在航空航天行業(yè)也有所應(yīng)用。到了上個(gè)世紀(jì)八十年代，噴涂聚脲材料被發(fā)明出來，主要用于對建筑的防水，防腐等。當(dāng)前聚脲材料的應(yīng)用廣泛，其不同的特性在各個(gè)行業(yè)都能夠有所作用，并使人們在一定程度上擺脫對石油化工原料的依賴。

聚脲是由特定原材料經(jīng)過特定的比例配方調(diào)制而成的。其具體的材料配方在商業(yè)上都是保密的，但基本成分可以確定為異氰酸酯和多元醇樹脂的組合。多元醇主要是起到增塑劑的作用，當(dāng)兩個(gè)組分結(jié)合在一起時(shí)，它們會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng)形成一個(gè)長鏈分子。長鏈分子彼此交織纏繞在一起便形成了堅(jiān)不可摧的材料——聚脲。此外，這些長鏈分子是可以拉伸的具有很高的靈活性，這也賦予了這種聚脲材料超高的抗拉伸和和撕裂的性能。聚脲還有很多性能上的優(yōu)點(diǎn)，比如：（1）噴涂在各種儀器裝備等表面的聚脲涂層可在幾秒鐘內(nèi)干燥定型，隨即便可以投入使用。（2）高耐磨損和抗壓能力。（3）良好的耐化學(xué)性。（4）強(qiáng)大的密閉性和防水性。（5）不含VOC、CFC、溶劑等，不對環(huán)境造成任何污染。

（三）聚脲材料性能分析

選取了雙組分噴涂聚脲材料與單組分涂聚脲材料的物理力學(xué)性能進(jìn)行分析，具體見下圖。

圖1 雙組分噴涂聚脲材料物理力學(xué)性能

圖2 單組分涂聚脲材料物理力學(xué)性能

可以看到，兩種聚脲的抗拉強(qiáng)度醉倒可到25MPa及以上，其延伸率大于450%，但是要達(dá)到這樣的指標(biāo)需要相應(yīng)地增加成本。雙組分噴涂聚脲材料與單組分涂聚脲材料都極有良好的沖磨性能，防水性能優(yōu)越，對于要承受背水面和需要抗沖磨的建筑來講都能夠很好的應(yīng)用。

二、聚脲材料在土木工程中的應(yīng)用

噴涂聚脲在國外主要應(yīng)用于建筑和工程項(xiàng)目的防水涂層，防腐涂層，防護(hù)涂層等，其良好的物理性能，耐熱能力以及對環(huán)境的耐受力，材料強(qiáng)讀的持久性決定了在這方面的優(yōu)勢。在我國，聚脲材料也運(yùn)用在工程防護(hù)中。在穿黃隧道隧洞邊墻上由于混凝土之間的干縮性差異，從而出現(xiàn)新舊混凝土之間形成施工縫，出現(xiàn)滲水的問題。當(dāng)時(shí)利用聚脲材料的新型技術(shù)CW620聚脲混凝土作為表面的防護(hù)材料[3]。

這樣的材料具有高強(qiáng)度，高韌性的特點(diǎn)，并且是一種環(huán)保材料。其在潮濕的環(huán)境中不會(huì)因?yàn)樗挠绊懚鴼馀?，通過水分子催化還能夠促進(jìn)其固化，為隧洞墻面混凝土起到了很好的防護(hù)作用。根據(jù)聚脲的優(yōu)勢特性，目前通常是采用熱噴涂的方法將聚脲涂在物體表面，該工藝對時(shí)間要求苛刻，因?yàn)橐坏┩繉拥膬煞N成分結(jié)合，反應(yīng)立即開始，并且不能逆轉(zhuǎn)。在使用的過程中需要將這兩種涂料通過加熱軟管壓進(jìn)一種特殊的噴槍內(nèi)，在噴射的瞬間二者迅速混合，然后在幾秒內(nèi)迅速干燥成型。

結(jié)語：

本文對聚脲材料的性能進(jìn)行了分析，并對其在土木工程中的應(yīng)用做了研究，其優(yōu)秀的物理性能，具有高強(qiáng)度，抗裂，防水，防腐蝕的特點(diǎn)使得它在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在我國，聚脲材料主要用于地坪領(lǐng)域防腐耐磨防護(hù)、海洋工程領(lǐng)域重防腐防護(hù)、航天航空領(lǐng)域重防腐防護(hù)、礦山設(shè)備防腐防護(hù)耐磨防護(hù)、石油化工領(lǐng)域重防腐防護(hù)、市政工程防腐防水防護(hù)的領(lǐng)域。聚脲材料的環(huán)境耐受力使得它在不同的施工環(huán)境中都能夠發(fā)揮良好的性能，特別是在土木工程中的應(yīng)用。期望這樣的材料在未來的應(yīng)用前景越來越好。