聚脲涂料的发展经历了从实验室研究到工业化应用的过程,其技术进步与市场需求密切相关。以下是聚脲涂料的主要
发展阶段:
---
1. 起源与早期研究(20世纪50-70年代)
- 聚氨酯化学的延伸:聚脲的化学基础源于聚氨酯(PU)研究。20世纪50年代,科学家发现异氰酸酯与胺类化合物反
应可生成脲键(-NH-CO-NH-),比传统的羟基(-OH)反应更快、更稳定。
- 初期探索:早期聚脲研究受限于原料(如高活性胺类)和工艺,主要停留在实验室阶段,尚未形成成熟的涂料体系。
---
2. 技术突破与商业化(20世纪80-90年代)
- 喷涂聚脲弹性体(SPUA)诞生:
- 1989年,美国Texaco化学公司(后并入Huntsman)的Dudley Primeaux首次开发出喷涂聚脲技术,通过快速反
应的异氰酸酯(A组分)与胺基聚醚/胺扩链剂(B组分)结合,实现秒级固化。
- 这一技术解决了传统聚氨酯涂料固化慢、受湿度影响大的问题,成为聚脲商业化的关键突破。
- 早期应用:20世纪90年代,聚脲率先在美国用于军事设施(如装甲车防腐)、地下工程和工业地坪,但成本较高,
推广有限。
---
3. 材料优化与市场扩张(2000-2010年)
- 原料与工艺改进:
- 开发低粘度、高活性的胺类扩链剂(如Jeffamine®),提升喷涂流平性。
- 引入半聚脲(Hybrid Polyurea),部分采用羟基树脂降低成本,拓宽民用市场。
- 全球应用兴起:
- 基建领域:桥梁(如美国路易斯安那州跨海大桥)、隧道(中国青藏铁路工程)采用聚脲防水防腐。
- 环保需求:聚脲的无溶剂特性符合欧美VOC法规,推动其在储罐、污水处理中的应用。
- 中国市场的崛起:2000年后,国内企业(如青岛海洋化工、江苏晨光)引进技术并自主创新,聚脲在奥运场馆
(“水立方”)、高铁等工程中普及。
---
4. 高性能化与多元化发展(2010年至今)
- 功能型聚脲的涌现:
- 耐高温聚脲:适应石化、核电等极端环境(如150℃以上工况)。
- 防火阻燃型:添加纳米氢氧化铝等,满足建筑防火标准(如GB 8624-2012)。
- 绿色低碳型:生物基聚脲(如蓖麻油衍生物)减少石油依赖。
- 施工技术升级:
- 高压喷涂设备智能化,提升涂层均匀性。
- 开发可手工涂刷的聚脲产品,弥补喷涂局限。
- 新兴应用场景:
- 新能源领域(风电叶片防护、锂电池厂房防腐蚀)。
- 3D打印结合聚脲,用于快速修复工程。
---
未来趋势
1. 智能化材料:自修复聚脲(微胶囊技术)、温敏变色等功能涂层。
2. 可持续性:回收利用、生物降解聚脲的研发。
3. 低成本化:通过原料本土化(如国产异氰酸酯)降低价格,进一步替代传统涂料。
---
总结
聚脲涂料从实验室的化学发现到全球工程防护的主流选择,其发展史是材料科学响应工业需求的典范。随着环保法规
趋严和工程技术升级,聚脲将继续向高性能、多功能、绿色化方向演进,成为大型工程不可或缺的防护解决方案。
在线留言