聚脲[niào](Polyurea)是指由异氰[qíng]酸酯[zhǐ](含异氰酸根-N=C=O) 组分和含胺(组分含氨基-NH2)生成的高分子化合物,其主链上含有重复的脲基 (-NH-CO-NH-) 链段。由于异氰酸酯和胺的反应速率很快,数秒内便可完成,所以难以控制其操作寿命和成膜反应凝胶时间,因此很难应用。至20世纪80年代,在反应注射成型技术支持下,喷涂聚脲体涂料得以发展应用。[2][3] 聚脲凝胶快,对温度湿度不敏感,物理性能优异,配方体系可调,广泛应用于建筑、航空航天、军事[4]、化工等领域,如制造耐磨、耐腐蚀[5]的管道、储罐、防爆材料等产品。聚脲主要作为一种性能优越的弹性体涂料使用。比如,聚脲可以作为一种混凝土表面防护材料,提高混凝土结构的整体性能。[6]家庭中也常用聚脲作为防水美缝剂,该类美缝剂耐磨性、耐水性优异,且无挥发性有机物质排放,绿色环保。[7][2][3]
发展历史
1937 年,德国法本公司(BAYER 公司的前身)的奥托·拜耳博士(OttoBayer)用异氰酸酯合成了聚氨酯,20 世纪 40~60 年代聚氨酯技术得到较快发展。20 世纪 70 年代,美国 杰斐逊(JEFFERSON )化学公司的专利产品端氨基聚醚问世,早期用作环氧固化剂。20 世纪 70 年代,喷涂聚氨酯(脲)(简称半聚脲)在喷涂聚氨酯技术和端氨基聚醚的基础上产生,人们用端氨基聚醚代替了部分端羟基聚醚作 R 组分,从而提高了反应速度,改善了弹性体的物理性能。[2][8][9] 20 世纪 70~80 年代,在德国和美国率先开展反应注射成型(RIM)技术的研究,并实现了产业化。聚脲技术是在反应注射成型的基础上发展起来的,它继承了 RIM 高压撞击混合的原理,实现了聚脲快速喷射成型。[2]1986 年,美国亨斯迈公司(HUNTSMAN)的化学家保费(Dudley J. Primeaux)及其团队率先研发成功喷涂聚脲弹性体材料,并于 1991 年在北美投入商业化应用,用于混凝土基材防护、钢基材防腐和皮卡车耐磨衬里。[8][9]