摘要：本文简要介绍了单组分聚脲的概念，防腐涂膜的物理性能，以及其在防腐工程上的应用。
Abstract: In this paper ,we introduce one component polyurea concept and its rubber physical properties after the one component polyurea cured, and the application of anti-corrasion .
关键词：聚脲、单组分、防腐
Keywords: polyurea 、one-part 、anti-corrasion
一、聚脲：
通常，我们所说的聚脲是指由两个组分所构成的。其中A组分为含有多个-NCO 的小分子或高分子（预聚体）。R组分为含有二个或二个以上端氨基的高分子和低分子组合物。A组分和R组分混合迅速反应形成聚脲，其作用时间通常只有几秒钟至1分钟就发生凝胶。端-NCO基团与端NH2- 反应非常快。
~~NCO+NH2~~ → ~~NHCONH~~~
其反应形成脲键
如果将分子中多氨基-NH2换成多羟基（如聚醚多元醇，聚酯多元醇-OH）则其为双组分聚氨酯。
~~NCO+ HO~~ → ~~NHCOO-~~
其反应形成氨酯键（氨基甲酸酯）。
如果将R组分中端氨基进行化学封闭，封闭后的中间体在隔绝空气（水份）条件下不会与含NCO的组分发生化学反应，能够共存于同一体系中。其混合物一旦其与空气接触，封端多元胺在水份作用下封闭解除，释放出端氨基，而氨基-NH2或-NH-则迅速与-NCO发生反应，形成脲键。此就是单组分聚脲反应原理。
二、单组分聚氨酯与单组分聚脲的相似点和相异点：
1、单组分聚氨酯
单组分聚氨酯是以含多羟基多元醇与多异氰酸酯在一定条件下合成含有多-NCO的高分子预聚体与粉体填料，增塑剂，稀释剂，催化剂，助剂等在隔绝空气下混合所构成。混合料一旦其与空气中水份作用，则反应交联形成橡胶膜。
-NCO+H2O → ~~NHCOOH → ~~NH2+CO2 ↑
~~NH2+NCO~~ → ~~~ NHCONH~~~
在交联固化过程中，每一个水分子，消耗两个-NCO官能团，产生一个脲键，并产生一个二氧化碳分子。
因此单组分聚氨酯因有二氧化碳产生易形成气泡。如果在涂膜时，涂膜厚度太厚，二氧化碳形成的气泡（气孔）会使固化后的橡胶产生缺隙。密集的气泡会使聚氨酯橡胶涂膜产生缺隙降低使用期限。
因此，许多单组分聚氨酯生产商想尽办法来减少二氧化碳气泡。如采用物理吸附剂或化学吸附剂在胶层内吸附二氧化碳，或者控制反应速度，使聚氨酯在固化过程中释放二氧化碳的速度低于二氧化碳从橡胶膜中逸出速度。另外，一个更有效的办法就是采用潜伏性固化剂，但其储存稳定性和施工温度均受到影响。施工过程采用多遍成膜。
2、单组分聚脲
单组分聚脲以含多异氰酸酯-NCO的高分子预聚体和经封端的多元胺（包括氨基聚醚）混合，并加入其它功能性助剂所构成的组合物。在无水状态下，体系稳定，储存期在9个月以上，一旦开桶施工，在空气中水份作用下，迅速产生多元胺，多元胺与异氰 酸酯-NCO反应迅速。整个过程没有二氧化碳产生。也就不会有二氧化碳气泡产生。它与单组分聚氨酯相比，在分子设计上有其差异性：
① 单组分聚氨酯固化过程中，易产生二氧化碳，单组分聚脲无二氧化碳产生。可在任意厚度成膜。其大大提高施工工效。并避免施工错误。
② 单组分聚氨酯中加入大量的矿物粉料如硫酸钡、碳酸钙、粘土粉、滑石粉以及增塑剂、废油、石脑油、芳香油等。其对混凝土的粘接需要底涂剂。而单组分聚脲因其不含增塑剂、白油、粉料，其对混凝土或大多数金属基材有良好附着力。
3、单组分聚脲与双组分喷涂聚脲
双组分喷涂聚脲（SPUA），其由专用喷涂机器经加热、打压喷出。其最大的优点在于其固化速度很快。即使在低温条件下，其交联过程也很快。在垂直面上，或顶部面上不会垂流。但其对基材的浸润时间过短，故粘附性能受到严重影响。严重时发生粘接不牢或起鼓现象。
单组分聚脲初始凝胶时间可大大延长。凝胶时间可延长到2-4小时，其对基层材料有足够的浸润时间，故其粘附性能良好。对于垂直立面和顶部倒立面上施工时，单组分聚脲中应加入高性能触变剂，以确保其涂膜在表干以前不发生垂流。
三、单组分防腐涂膜
以北京森聚柯高分子材料有限公司开发的单组分聚脲涂膜如下：
表1基本物理性能
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品名
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状态
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比重
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颜色
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本体强度
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延伸率
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抗紫外线
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粘接性（钢板）
ASTM.D903
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SJK580D
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液态
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1.05
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灰、黑
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8-15MPa
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400%
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良好
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5-8N/mm
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SJK590D
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液体
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1.10
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灰、黑
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16-22MPa
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250%
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良好
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6-12 N/mm
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SJK590S
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液体
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1.10
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灰、黑
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10-16MPa
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400%
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良好
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4-8 N/mm
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SJK590B
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液体
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1.05
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灰、黑
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4-8MPa
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300%
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良好
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3 N/mm
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对于一般聚脲产品包括SPUA双组分喷涂聚脲，耐水、耐碱、耐盐均有其良好的抗腐蚀性能。但对于酸，尤其是强酸，常见的聚脲不具有耐强酸的性能。而对于单组分聚脲通过分子化学改性，可大大增强其抗酸的性能。
表2单组分聚脲抗酸性能
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品名
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10%H2SO4(2个月)
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10%HNO3（2个月）
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10%HCl（2个月）
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SJK580D
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无明显变化
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无明显变化
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无明显变化
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SJK590D
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无明显变化
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无明显变化
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无明显变化
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SJK590S
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无明显变化
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无明显变化
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无明显变化
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SJK590B
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无明显变化
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无明显变化
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无明显变化
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表3单组分聚脲抗浓强酸性能
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品名
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40%H2SO4(2个月)
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40%H2SO4(加热50℃，7天)
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70%H2SO4(2个月)
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SJK580D
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表面无明显变化
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表面发暗
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发黑
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SJK590D
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表面变黄
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表面变黑
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发黑、有脱落
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SJK590S
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无变化
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无变化
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无变化
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SJK590B
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无变化
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无变化
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稍变黄
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以上看出SJK590S、SJK590B具有较好的抵抗强酸的性能。
四、单组分聚脲在防腐上应用
1、单组分聚脲在金属管道、金属储罐防腐上无须专用喷涂设备。直接使用硬质刷子、涂筒涂布，施工方便、简单。
2、在一些防腐工程上，单组分聚脲和双组分聚脲可结合起来使用。对于大面积的防腐施工可用双组分喷涂聚脲。而对于一些特殊部位。如异形拐角，双组分喷涂不便于施工，或易于起鼓的区域用单组分聚脲涂刷，效果非常好。
3、在一些化工和石油管道接头处，是非常难处理的地方。采用单组分聚脲涂刷极其方便，省工省时，且效果良好。
4、对于已经做过环氧树脂漆，或双组分喷涂聚脲，需要维修的管道、储罐、采用单组分维修，无须特殊处理，其对环氧树脂、双组分聚脲有良好的粘接力。
5、对于一些强酸管道渗漏须采用特殊的抗强酸的单组分，如SJK590S、SJK590B来维修，具有其独特的效果。
6、 在一些冶金、化工中其强酸性气体腐蚀的墙面、地面用单组分聚脲来做保护，能达到抵抗强酸侵蚀的目的。
7、 海上、海边金属设备、管道、储罐，单组分聚脲有其广泛用途。无须保护层。直接暴露于空气中聚酯。
8、对于一些造型，须做表面处理。单组分聚脲可做成无色透明或白色的保护层，直接涂刷非常方便。 |
