1.1 有關(guān)定義
根據(jù)美國聚脲發(fā)展協(xié)會（P D A）對噴涂聚氨酯（脲）的定義如下:噴涂聚氨酯（脲）:也叫雜合體（hybrid），俗稱半聚脲。它是以異氰酸酯組分（簡稱A組分）、樹脂組分（簡稱R組分）反應(yīng)生成的一種彈性體物質(zhì)。異氰酸酯既可以是芳香族的，也可以是脂肪族的。其中的A組分可以是單體、聚合體、異氰酸酯的衍生物、預(yù)聚物和半預(yù)聚物。預(yù)聚物和半預(yù)聚物是由端氨基或者端羥基化合物（通常采用低聚物二元醇、三元醇或之間混合物）與異氰酸酯反應(yīng)制得。其中的R組分是由端羥基樹脂或端氨基樹脂與擴鏈劑組成;在樹脂組分中，可以含有用于提高反應(yīng)速度的催化劑。
噴涂聚脲:是指由異氰酸酯組分（簡稱A組分）與胺類化合物（簡稱R組分）反應(yīng)生成的一種彈性體物質(zhì)。異氰酸酯既可以是芳香族的，也可以是脂肪族的。其中的甲組分是單體、聚合體、異氰酸酯的衍生物、預(yù)聚物和半預(yù)聚物。預(yù)聚物和半預(yù)聚物是由端氨基或者端羥基化合物（通常采用低聚物二元醇、三元醇或之間混合物）與異氰酸酯反應(yīng)制得。其中的乙組分是由端氨基樹脂（端氨基聚醚）、端氨基擴鏈劑、顏料、填料和助劑等組成。在端氨基樹脂、端氨基擴鏈劑中不能有任何與羥基反應(yīng)的聚合物成分，只有滿足這個條件才能稱之為“純聚脲體系”。兩者混合后的反應(yīng)速度極快，需要用專用設(shè)備在一定溫度、壓力下通過撞擊方式混合，進行噴涂或澆注形成聚脲彈性體。
純聚脲涂料的乙組分中全部使用了胺類反應(yīng)成分，由于異氰酸酯與氨基反應(yīng)速度極快，使得異氰酸酯與水來不及參與反應(yīng)而產(chǎn)生C O2,解決了涂膜發(fā)泡問題，可在極端的條件下使用。當(dāng)其被用在幾乎吸水的基材上時，聚脲也不會因此而發(fā)泡，當(dāng)空氣中含有大量水的時候，它也不會有起泡現(xiàn)象。甚至在非常低的溫度下（-20 ℃）聚脲仍能正常固化。
聚氨酯（脲）中的乙組分引入了端氨基擴鏈劑，代替了聚氨酯涂料中的端羥基擴鏈劑，在一定程度上阻止了異氰酸酯與水、濕氣的反應(yīng)，材料力學(xué)性能得到改善。相對于聚氨酯體系，聚氨酯（脲）混合體系有更大的應(yīng)用范圍，但混合物中催化劑的引入使它們比起純粹的聚脲體系對濕氣、溫度更加敏感，還不能從根本上解決體系的發(fā)泡問題。由于溫度對被催化的多元醇/異氰酸酯反應(yīng)敏感，所以多元醇/異氰酸酯反應(yīng)行為不同于氨基/異氰酸酯體系。這個體系會變得相對不穩(wěn)定，受施工環(huán)境影響較大。本標(biāo)準(zhǔn)所述的噴涂聚脲防水涂料包含上述所述的“純聚脲體系”和“聚氨酯/聚脲體系”兩種組成，是以異氰酸酯與胺類化合物（氨基擴鏈劑）反應(yīng)生成的一種彈性物體，并經(jīng)噴涂施工的防水涂料。從施工角度看，聚脲彈性體技術(shù)的優(yōu)勢更加明顯。由于采用專用設(shè)備整體噴涂工藝，聚脲彈性體技術(shù)防水結(jié)構(gòu)整體性好，無接縫，避免了卷材接縫可能造成的滲漏，施工效率也明顯提高。此外，該技術(shù)在生產(chǎn)、施工和使用過程中不使用溶劑，無有毒有害物質(zhì)釋放，有利于環(huán)境保護。因此，與現(xiàn)有高檔防水材料相比，聚脲彈性體技術(shù)性能更可靠、更高效、更環(huán)保。噴涂聚脲防水涂料通常是雙組分反應(yīng)型，但由于反應(yīng)速度極快，幾秒鐘或幾十秒鐘即固化，手工操作根本無法實現(xiàn)。因此噴涂聚脲防水涂料成型一般是由專門的機械噴涂成型。
1.2 產(chǎn)品性能與特點
噴涂聚脲彈性材料技術(shù)是國外近20年來發(fā)展起來的一種反應(yīng)性、無溶劑、無污染的采用專門的機械噴涂成型的施工技術(shù)。它一問世就以優(yōu)異的理化性能、優(yōu)良的工藝性和環(huán)保性，得到了迅猛發(fā)展，廣泛應(yīng)用于建筑、能源、交通、水利、化工、機電、環(huán)保等領(lǐng)域，顯示出了強大的生命力，且比傳統(tǒng)的防水、防護技術(shù)具有很強的優(yōu)越性。產(chǎn)品主要特點有:
(1) 固化速度快，施工效率高。聚脲噴涂后的固化速度極快，一般在幾秒鐘或幾十秒鐘即固化，1 h后即達到步行強度，施工現(xiàn)場可進入下道工序。聚脲噴涂成型的厚度可以任意設(shè)定，從0.5 m m至幾毫米均可一次施工完成。在垂直面甚至是頂面上噴涂施工也能保證平整光滑，不會出現(xiàn)流淌現(xiàn)象。
(2) 施工環(huán)境適應(yīng)性強。由于聚脲在常溫的反應(yīng)速度極快，在這個體系中水分子來不及與異氰酸酯發(fā)生反應(yīng)，因此環(huán)境周圍的濕氣不會對涂層的質(zhì)量和表面產(chǎn)生不良影響。這就避免了聚氨酯防水涂料施工中經(jīng)常遇到的潮濕環(huán)境的問題，方便了施工。
(3) 強度高。噴涂聚脲的模量類似于橡膠，即在具有較高的斷裂伸長率的同時，仍能保持較高的強度。通過配方調(diào)節(jié)，噴涂聚脲的抗拉強度一般在8～22 M P a，這個范圍基本上涵蓋了塑料、橡膠和玻璃鋼的性能，用于防水，性能優(yōu)異。
(4) 耐老化性能優(yōu)良。由于聚脲特定的分子結(jié)構(gòu)以及配方中不含催化劑，噴涂聚脲的耐老化性能特別優(yōu)良。脂肪族體系的聚脲涂料的耐老化性能更是優(yōu)良。
(5) 耐鹽腐蝕性好。噴涂聚脲涂料如用作防腐涂料，除可耐受稀酸腐蝕外，還對鹽水或鹽霧的腐蝕有突出的耐受性，這使它特別適用于沿海地區(qū)，既防水又防腐。
(6) 不含溶劑。噴涂聚脲涂料配方中不含有機溶劑，因此有利于施工環(huán)境保護。
1.3 國外發(fā)展應(yīng)用情況
噴涂聚脲彈性體材料最早源于德國和美國。20世紀80年代中期，美國T e x a c o（即現(xiàn)在的H u n t s m a n）公司在世界上率先開發(fā)噴涂聚脲彈性體材料;1993年澳大利亞引進了該技術(shù);日本和韓國也分別于1995年和1997年引進該技術(shù)，并相繼投入商業(yè)應(yīng)用;歐洲地區(qū)2000年開始也逐漸接受該技術(shù)并推廣應(yīng)用。據(jù)美國聚脲發(fā)展協(xié)會（P D A）的統(tǒng)計，2002年全球的噴涂聚脲彈性體產(chǎn)量已達1.13萬t。
1.4 國內(nèi)發(fā)展應(yīng)用情況
目前美國聯(lián)合涂料公司、德國巴斯夫公司、加拿大麥迪遜公司、韓國一山聚氨酯公司、國都化學(xué)公司、中國臺灣慶泰等公司陸續(xù)將它們的產(chǎn)品銷往中國市場。在我國,海洋化工研究院、山西化工研究院、江蘇化工研究所也相繼開發(fā)出了噴涂聚脲防水涂料產(chǎn)品。國內(nèi)有青島佳聯(lián)化工有限公司、湖南湘江涂料集團有限公司、煙臺萬華聚氨酯公司、煙臺華特聚氨酯公司、煙臺魯蒙防水防腐材料公司、上海河田科技有限公司、北京市中通新型建筑材料公司、北京森聚柯高分子材料公司、江蘇久久防水保溫工程公司等數(shù)十個單位，已經(jīng)生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用。
噴涂聚脲防水涂料因具有優(yōu)良的物理性能和施工性能，已在我國的大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到了應(yīng)用，如高速鐵路、地鐵、隧道、水利工程等高難度防水工程，提供了一種先進的防水材料和方便快捷的施工。目前噴涂聚脲防水涂料典型的重要或重點工程有:①高速鐵路防水:京津城際軌道交通工程，全線做噴涂聚脲的防水工程面積超過100萬m2，防水層設(shè)計厚度為2 m m ;②地鐵、隧道防水:廣州地鐵3號線隧道局部使用了設(shè)計厚度為1.5 m m 的噴涂聚脲防水涂料、廣州地鐵4號到7號線隧道試驗段的防護、南京玄武湖隧道防水;③體育場館的防水防護:3萬多平方米，集防水、耐磨、裝飾一體化的北京奧運看臺成功應(yīng)用了噴涂聚脲防水涂料、4 000 m2的大連極地海洋動物館看臺等成功應(yīng)用了噴涂聚脲防水涂料;④水工工程防水防護:浙江新安江水電站大壩溢流面、內(nèi)蒙古尼爾基水電站、葛洲壩水利樞紐防水、黃河小浪底水利工程等成功應(yīng)用;⑤此外也大量應(yīng)用于污水處理池、建筑屋面、混凝土橋面、涵洞、水池、管道外防腐、垃圾處理池、水箱內(nèi)壁、地坪等等。
噴涂聚脲防水涂料在我國自20世紀90年代初應(yīng)用以來，每年以兩位數(shù)的速度遞增，到2005年已達到5 000余噸。但至今還沒有該產(chǎn)品國家標(biāo)準(zhǔn)，國外也無產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，僅有一些產(chǎn)品技術(shù)條件和參考資料。雖然由海洋化工研究院制定了化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)H G / T3831—2006《噴涂聚脲防護材料》，但在防水行業(yè)沒有得到實質(zhì)性推廣應(yīng)用。國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)只能自己制定企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，直接關(guān)系到防水工程的質(zhì)量，在一定程度上影響和制約了噴涂聚脲防水涂料的推廣應(yīng)用。因此，盡快制定出《噴涂聚脲防水涂料》國家標(biāo)準(zhǔn)，不僅是滿足我國噴涂聚脲防水涂料的生產(chǎn)應(yīng)用的市場需求，也有利于噴涂聚脲防水涂料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
