聚氨酯树脂是什么及其应用

【地坪讲坛】季老师第二讲：新一代工业地坪

2013-12-17 季龚 西卡中国有限公司

环氧地坪涂料最早是由德国于20世纪30年代发明，经历80多年的发展，环氧地坪以其耐磨、抗化学腐蚀等优异的性能得以最为广泛应用，兼具美化整体建筑，保证建筑风格一致。推动现代工业的建设作出了巨大贡献。

同时，现代工业的发展对于地坪提出了越来越严格的要求。如制造行业多层生产用房、化工原料管线泵送等。聚氨酯树脂自1937年由拜耳公司发明。直至20世纪80年代后，各类功能性聚氨酯地坪技术得以高速发展。其中，典型的产品技术为水性聚氨酯砂浆和双组分无溶剂聚氨酯自流平地坪材料。尤其是双组分无溶剂聚氨酯自流平在材料性能，如裂缝桥接性能、应用温度范围、耐冲击性能、耐黄变性能、耐磨性能、耐化学腐蚀测试结果，可以弥补现有环氧地坪存在一些缺陷，同时施工方法与环氧地坪相似。作为新一代工业地坪，代表了目前地坪技术发展的趋势。

环氧地坪使用多年来，常见的缺陷可以归纳以下4个方面。 

• 作为结构基础的混凝土，由于热胀冷缩、设备频繁振动等因素，表面容易出现裂缝。环氧树脂为热固型树脂，机械强度高，但弹性差。因而弥补混凝土裂缝有限，导致环氧地坪出现反射裂缝，形成脱落起皮。（图1）
• 在生产区域，仓库等需要处理货物的区域，由于货物周转、叉车、设备转移等，容易对环氧地坪表面刮擦，尤其是车辆胎痕。（图2）
• 货物和设备砸落地面，是生产过程中常见现象。环氧地坪在这样工况环境下使用，导致坑洼和脱落。（图3）
• 日光中的紫外线能够破坏环氧树脂的分子链段。长期暴露在紫外线下，环氧地坪会出现褪色/黄变的问题。（图4）

图1：裂缝

图2：刮擦

图3：冲击

图4：黄变

任何化学材料产品性能差异，其主要原因是两者化学结构的不同导致。环氧与聚氨酯也是一样。例如黄变 ：环氧树脂接触紫外线而引起的黄变，主要因素是树脂中存在的苯环，芳香族化合物发生热氧降解，使树脂呈现黄色：

韧性：聚氨酯含有较多的脂肪族长链，比较柔顺。环氧树脂含有许多苯环，刚性链多。那样聚氨酯树脂硬度可以从体现出弹性体至热塑材料。

西卡公司对于环氧与聚氨酯分别进行了性能测试：

裂缝桥接性能结果：聚氨酯裂缝桥接优于环氧5倍。裂缝达到0.2mm时，环氧地坪断裂。（图5/6）裂缝达到1mm时，聚氨酯断裂。（图7/8）

图5：环氧地坪断裂

图6

图7：聚氨酯地坪断裂

图8

拉伸强度/断裂延伸率是表征材料机械性能的主要指标。（图9）结果：聚氨酯树脂的断裂延伸率是环氧树脂的5倍，且拉伸强度基本相同。（表1）

表1

图9：拉伸

热处理：聚氨酯在高温处理后，强度上升，保持弹性。机械性能稳定。

低温柔性：环氧弯折30mm圆棒后断裂（图10）。聚氨酯弯折10mm圆棒后无裂纹（图11）。

图10

图11

耐黄变测试：环氧发现严重黄变，聚氨酯未发现黄变和褪色（图13）

图12：UV辐射管

图13：左为环氧，右为聚氨酯

抗冲击聚氨酯：抗冲击性能优于环氧（表2）

图12：冲击试验

耐磨结果：聚氨酯的磨耗失重是环氧的50%。

耐化学沾染聚氨酯的耐化学沾染性能要优于环氧。 （图15/16）

图15：环氧试件

图16：聚氨酯试件

案例分享：

西卡（中国）有限公司上海工厂PVC 卷材车间扩建

项目简介：PVC 卷材车间生产流水线输送泵多，结构长期振动。叉车交通频繁，磨损刮擦问题严重。生产所用化学品经常沾染地面。（图17）

西卡解决方案：采用聚氨酯自流平地坪Sikafloor® -325 SL，滚涂Sikafloor® -315密封层。（图18）

图17：扩建前现场状况

 图18：扩建后现场状况

大众集团阿根廷生产基地，变速箱车间5000m2（图19/20）

项目简介: 机械加工的振动对地坪影响，耐沾染，易清洁。频繁交通磨损。油腻下的防滑安全环境。

西卡解决方案：聚氨酯地坪Sikafloor® -325

图19

图20

河南中烟工业有限责任公司业务与管理用房的地下车库，14000m2 。

项目简介：西卡的整体聚氨酯体系以满足客户对耐磨、抗划伤和抗裂缝桥接性能的高标准要求。（图21/22）

西卡解决方案：采用聚氨酯自流平地坪Sikafloor® -325SL，滚涂Sikafloor® -315密封层。

图21

 图22