聚氨酯樹(shù)脂是什么及其應(yīng)用
【地坪講壇】
環(huán)氧地坪涂料最早是由德國(guó)于20世紀(jì)30年代發(fā)明，經(jīng)歷80多年的發(fā)展，環(huán)氧地坪以其耐磨、抗化學(xué)腐蝕等優(yōu)異的性能得以最為廣泛應(yīng)用，兼具美化整體建筑，保證建筑風(fēng)格一致。推動(dòng)現(xiàn)代工業(yè)的建設(shè)作出了巨大貢獻(xiàn)。
同時(shí)，現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對(duì)于地坪提出了越來(lái)越嚴(yán)格的要求。如制造行業(yè)多層生產(chǎn)用房、化工原料管線泵送等。聚氨酯樹(shù)脂自1937年由拜耳公司發(fā)明。直至20世紀(jì)80年代后，各類功能性聚氨酯地坪技術(shù)得以高速發(fā)展。其中，典型的產(chǎn)品技術(shù)為水性聚氨酯砂漿和雙組分無(wú)溶劑聚氨酯自流平地坪材料。尤其是雙組分無(wú)溶劑聚氨酯自流平在材料性能，如裂縫橋接性能、應(yīng)用溫度范圍、耐沖擊性能、耐黃變性能、耐磨性能、耐化學(xué)腐蝕測(cè)試結(jié)果，可以彌補(bǔ)現(xiàn)有環(huán)氧地坪存在一些缺陷，同時(shí)施工方法與環(huán)氧地坪相似。作為新一代工業(yè)地坪，代表了目前地坪技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。
環(huán)氧地坪使用多年來(lái)，常見(jiàn)的缺陷可以歸納以下4個(gè)方面。
- 作為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的混凝土，由于熱脹冷縮、設(shè)備頻繁振動(dòng)等因素，表面容易出現(xiàn)裂縫。環(huán)氧樹(shù)脂為熱固型樹(shù)脂，機(jī)械強(qiáng)度高，但彈性差。因而彌補(bǔ)混凝土裂縫有限，導(dǎo)致環(huán)氧地坪出現(xiàn)反射裂縫，形成脫落起皮。（圖1）
- 在生產(chǎn)區(qū)域，倉(cāng)庫(kù)等需要處理貨物的區(qū)域，由于貨物周轉(zhuǎn)、叉車、設(shè)備轉(zhuǎn)移等，容易對(duì)環(huán)氧地坪表面刮擦，尤其是車輛胎痕。（圖2）
- 貨物和設(shè)備砸落地面，是生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)現(xiàn)象。環(huán)氧地坪在這樣工況環(huán)境下使用，導(dǎo)致坑洼和脫落。（圖3）
- 日光中的紫外線能夠破壞環(huán)氧樹(shù)脂的分子鏈段。長(zhǎng)期暴露在紫外線下，環(huán)氧地坪會(huì)出現(xiàn)褪色/黃變的問(wèn)題。（圖4）
圖1：裂縫
圖2：刮擦
圖3：沖擊
圖4：黃變
任何化學(xué)材料產(chǎn)品性能差異，其主要原因是兩者化學(xué)結(jié)構(gòu)的不同導(dǎo)致。環(huán)氧與聚氨酯也是一樣。例如黃變 ：環(huán)氧樹(shù)脂接觸紫外線而引起的黃變，主要因素是樹(shù)脂中存在的苯環(huán)，芳香族化合物發(fā)生熱氧降解，使樹(shù)脂呈現(xiàn)黃色：
韌性：聚氨酯含有較多的脂肪族長(zhǎng)鏈，比較柔順。環(huán)氧樹(shù)脂含有許多苯環(huán)，剛性鏈多。那樣聚氨酯樹(shù)脂硬度可以從體現(xiàn)出彈性體至熱塑材料。
西卡公司對(duì)于環(huán)氧與聚氨酯分別進(jìn)行了性能測(cè)試：
裂縫橋接性能結(jié)果：聚氨酯裂縫橋接優(yōu)于環(huán)氧5倍。裂縫達(dá)到
圖5：環(huán)氧地坪斷裂
圖6
圖7：聚氨酯地坪斷裂
圖8
拉伸強(qiáng)度/斷裂延伸率是表征材料機(jī)械性能的主要指標(biāo)。（圖9）結(jié)果：聚氨酯樹(shù)脂的斷裂延伸率是環(huán)氧樹(shù)脂的5倍，且拉伸強(qiáng)度基本相同。（表1）
表1
圖9：拉伸
熱處理：聚氨酯在高溫處理后，強(qiáng)度上升，保持彈性。機(jī)械性能穩(wěn)定。
低溫柔性：環(huán)氧彎折
圖10
圖11
耐黃變測(cè)試：環(huán)氧發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重黃變，聚氨酯未發(fā)現(xiàn)黃變和褪色（圖13）
圖12：UV輻射管
圖13：左為環(huán)氧，右為聚氨酯
抗沖擊聚氨酯：抗沖擊性能優(yōu)于環(huán)氧（表2）
圖12：沖擊試驗(yàn)
耐磨結(jié)果：聚氨酯的磨耗失重是環(huán)氧的50%。
耐化學(xué)沾染聚氨酯的耐化學(xué)沾染性能要優(yōu)于環(huán)氧。 （圖15/16）
圖15：環(huán)氧試件
圖16：聚氨酯試件
案例分享：
西卡（中國(guó)）有限公司上海工廠PVC 卷材車間擴(kuò)建
項(xiàng)目簡(jiǎn)介：PVC 卷材車間生產(chǎn)流水線輸送泵多，結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期振動(dòng)。叉車交通頻繁，磨損刮擦問(wèn)題嚴(yán)重。生產(chǎn)所用化學(xué)品經(jīng)常沾染地面。（圖17）
西卡解決方案：采用聚氨酯自流平地坪Sikafloor® -325 SL，滾涂Sikafloor® -315密封層。（圖18）
圖17：擴(kuò)建前現(xiàn)場(chǎng)狀況
圖18：擴(kuò)建后現(xiàn)場(chǎng)狀況
大眾集團(tuán)阿根廷生產(chǎn)基地，變速箱車間
項(xiàng)目簡(jiǎn)介: 機(jī)械加工的振動(dòng)對(duì)地坪影響，耐沾染，易清潔。頻繁交通磨損。油膩下的防滑安全環(huán)境。
西卡解決方案：聚氨酯地坪Sikafloor® -325
圖19
圖20
河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司業(yè)務(wù)與管理用房的地下車庫(kù)，
項(xiàng)目簡(jiǎn)介：西卡的整體聚氨酯體系以滿足客戶對(duì)耐磨、抗劃傷和抗裂縫橋接性能的高標(biāo)準(zhǔn)要求。（圖21/22）
西卡解決方案：采用聚氨酯自流平地坪Sikafloor® -325SL，滾涂Sikafloor® -315密封層。
圖21
圖22
