认识单组分手工聚脲与双组分手工聚脲

认识单组分手工聚脲与双组分手工聚脲

赛化云防腐蚀技术总监  51防腐蚀论坛资深版主  张作华

聚脲号称21世纪的网红产品，在现代工业防护与涂层应用领域，凭其优异的性能成为众多防腐、防水和地坪工程项目的首选。聚脲1997年进入我国时，只有喷涂聚脲；为适应各种施工环境，特别是修缮、小面积的施工，20世纪末到21世纪初我国聚脲应用市场出现了手工聚脲，并迅速发展，成为涂料新产品领域闪闪发光的明珠。目前手工聚脲作为聚脲市场的细分领域在工业及民用涂层应用方面占据着重要的市场份额。据不完全统计，2024年国内聚脲涂料产量已经达到280万吨，其中手工聚脲贡献了不少的份额并持续保持着聚脲市场的增长率。

手工聚脲以其灵活简单的涂装方式代替了复杂而又笨重的机械喷涂作业，被聚脲施工人员亲切的称为“涂脲”，尤其在防水及防腐、地坪涂装行业得到广泛的应用。聚脲体系分为喷涂聚脲和手工聚脲，而手工聚脲又分为单组分手工聚脲和双组分手工聚脲。这两种手工聚脲都是聚脲体系材料，共享聚脲材料的核心优势，它们都具备卓越的物理性能，如高耐磨，抗冲击，耐腐蚀，耐水抗渗，耐紫外线，也具有良好的柔韧性和附着力，有效的保护了被涂覆基体不受损害，大大的延长了被涂设施的运行安全和使用寿命。

单组分手工聚脲成分相对单一，主要是由端羟基化合物与异氰酸酯反应生成的预聚体，固化原理就是预聚体中的异氰酸酯基团与空气中的水分发生化学反应，逐步完成固化，形成具有一定强度和性能的涂层。这种固化方式决定了了单组分手工聚脲的固化速度受到环境湿度和温度影响较大，当环境湿度和温度较低的施工环境下，固化速度明显变慢，甚至可能影响最终的固化效果。从理论上来说，单组分手工聚脲其实也是双组分固化材料，只是将封闭型扩链剂（如胺类扩链剂和醇类扩链剂）或者是潜固化剂加到了预聚物树脂里面，当接触到空气中的湿气或者基材水分就会发生化学反应释放出活性的胺类或者醇类扩链剂，扩链剂再与异氰酸酯预聚体发生交联反应而固化。弄懂其中的奥妙，就可以在施工中控制好成品质量，简单的理解就是单组分手工聚脲只是一个“看得见的单组分”，而实质是“看不见的双组分”。

双组分手工聚脲由A和B两组分组成。其中A组为异氰酸酯预聚体（如芳香族或脂肪族异氰酸酯与多元醇反应制得）及助剂（如催化剂，抗氧剂，颜料等）组成；而B组分为树脂（如扩链剂与交联剂，胺类树脂，助剂等）。双组分手工聚脲中应用最多，最为成熟经典的如聚天门冬氨酸酯聚脲（简称天冬聚脲），特别需要指出的是双组分手工聚脲并不完全等同于天冬聚脲，理由是除了天冬聚脲外，双组分手工聚脲还有其他品种，例如一些以芳香族丙烯酸酯或者脂肪族丙烯酸酯为A组分，以端氨聚醚、端氨基扩链剂为B组分（B组分不能含有催化剂）的聚脲弹性体，也属于双组分手工聚脲。这类品种同样具有防水，防腐，耐磨，耐候等性能，反应性好，凝胶时间可以在一定范围内进行调整，可以进行手工涂装；但是它们在成分、性能和应用场景等方面与天冬聚脲可能存在一些差异。总之，双组分手工聚脲不一定就是天冬聚脲；而天冬聚脲肯定是双组分手工聚脲，只是手工聚脲市场混淆了概念而已，聚脲界一部分施工人员也习以为然的将双组分手工聚脲归为天冬聚脲，在此笔者特别的提醒纠正。为了对比和了解单组分手工聚脲及双组分手工聚脲性能及应用的差异和区别，更能够准确的有针对性的选择其在各种场景中的应用，笔者文中所涉及到的双组分手工聚脲是特指天冬聚脲。

单组分手工聚脲和双组分手工聚脲同属于手工聚脲家族，也是聚脲应用领域的产品细分；虽然性能优异，应用场景相似；但是这两种手工聚脲还是有着不一样的优点和缺陷，因此就给手工聚脲施工技术人员提供了更加宽泛的应用选择和施工质量控制措施。笔者根据施工经验，总结和归纳单组分手工聚脲和双组分手工聚脲部分优点和缺陷如下：
一．单组分手工聚脲

优点：
1.施工简单，无需现场调配，直接使用。施工工序简单，对施工设备要求低，无需大型机械喷涂，可以采用刷涂，滚涂方式，适合修缮及小面积或者狭窄区域施工，能够降低施工时间和成本。
2.性能良好，具有良好的防水功能，能够形成致密连续的防水膜，具有较好的耐化学性，耐候性，耐久性，抗紫外线辐射，抗老化，耐酸碱能力强，使用寿命长。
3.避免施工中配比不当造成的质量事故，容易控制产品质量。
4.无溶剂材料，不含有毒有害物质，是环保，健康，友好型产品。
5.无需配比混合，不需要充分搅拌，不产生搅拌气泡，容易得到透明的涂层。
6.由于是湿气固化，对于基材润湿性好，因此附着力优于天冬聚脲。
7.固含量，脂肪族型，成本基本和天冬聚脲差不多，但是性价比高于天冬聚脲。

缺陷：
1.施工速度慢，大面积施工时效率低，耗时比较长，人工成本高。
2.涂装时需要娴熟的施工经验，以保证涂层质量和均匀性。
3.无法涂刷超薄或者过厚的涂层，涂层厚度的控制没有喷涂聚脲准确。
4.虽然单组分手工聚脲属于无溶剂材料，但是在固化过程中还是释放出一些有机挥发物，不如天冬聚脲100%的固含量，属于真正的无溶剂产品。

二．双组分手工聚脲
优点：
1.反应性好，凝结时间可以在一定范围内控制，具有一定的流平性，可以较好的适应不同施工场景的时间要求。
2.性能优异，涂层柔韧，致密，无缝，抗冲击，耐磨性能好，能够承受酸碱盐油等多种介质的侵蚀，与木材，泡沫，橡胶，金属等多种材料附着力强。
3.可以实现无VOC，是一种环保，健康，友好型涂料。

缺陷：
1.需要现场按照比例混合调配A和B组分，对于施工人员技术要求高，如果配比不当就会影响涂层的性能。
2.施工时受到环境温度，湿度的影响，水分参与反应可能导致涂膜出现气泡等缺陷。
3.有时候双组分手工聚脲可能需要特制的混合设备，增加了前期成本和操作的复杂性。
4.双组分混合，机械搅拌会产生气泡，透明度没有单组分手工聚脲高。
5.天冬聚脲对基材的附着力不如单组分手工聚脲。
6.天冬聚脲作为喷涂聚脲面漆，其整体性能不及单组分手工聚脲。

单组分手工聚脲和双组分手工聚脲施工前必须要充分了解这两种材料的特性及优缺点，避免施工时出现质量缺陷和事故，主要注意事项如下：
1.单组分聚脲应该储存在干燥通风的地方，不能进入潮气，开桶后的涂料必须用完，出现胶凝状况严禁稀释后使用。双组分手工聚脲只需要按照比例随配随用，储存在干燥通风的地方即可。
2.混凝土基面施工时，必须进行打磨处理，清理后使用环氧腻子或者聚氨酯腻子找平，否则基体坑洼不平的孔洞会集余单组分手工聚脲，造成涂层过厚，使得空气中的水汽难以进入，导致固化不好或者固化不完全。双组分手工聚脲不会出现这种状况。
3.单组分手工聚脲虽然是湿气固化，但是固化程度受到环境温度湿度影响，施工前预先做小样试验，确定最佳的涂装方案。双组分手工聚脲涂装时，必须要保证基层含水率必须<8%，环境湿度>80%时应该暂停涂装作业。
4.单组分手工聚脲涂装时，涂层不能太厚，单遍涂膜做薄，利于潜固化剂的水解，与异氰酸酯预聚体发生充分的反应，达到完全固化的效果。
5.露天喷涂聚脲涂层保护层面漆建议选择脂肪族单组分手工聚脲，而不建议使用天冬聚脲。
6.手工聚脲施工时，发现粘度不利于涂装操作时可以根据需要添加稀释剂来适当降低涂料的粘度（一般不建议添加）。添加的稀释剂要求不能含有水分，醇类等成分，否则会带来固化不良，甚至不固化的严重后果。
7.施工后需要确保足够的固化时间，未完全固化前避免雨水冲刷或者人员走动，车辆碾压，避免接触溶剂或腐蚀性介质，保证手工聚脲涂层优异性能的充分发挥。

手工聚脲，无论是单组分手工聚脲还是双组分手工聚脲（天冬聚脲）在当今行业内卷，市场经济低迷大环境下，依然保持着较高的年均复合增长率，显示出其强大的生命力。通过对单组分手工聚脲和双组分手工聚脲（天冬聚脲）性能特征及优缺点的了解，可以帮助聚脲施工人员避免涂层缺陷和质量事故，确保手工聚脲涂层发挥最佳的使用效果，充分提高手工聚脲的使用寿命并且扩大了其在其他领域的应用范围。

虽然手工聚脲应用时间不长；但是发展迅猛，国内上百家聚脲生产企业基本都生产手工聚脲，而且不限于涂料领域，出现了如聚脲填缝剂等新型手工聚脲材料。即使如此，手工聚脲依然面临着一些挑战，如原材料和生产成本较高，需要通过规模化和技术改进来降低成本。目前市场上的手工聚脲产品质量参差不齐，给聚脲这款21世纪的网红产品增加了不少“罪名”，为正本清源，还手工聚脲“清白”，聚脲界有识之士呼吁必须加强行业规范和质量监管，成立聚脲行业联盟，公开市场价格行情，发布“聚脲黑名单”保障手工聚脲快速，健康发展。

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