InternalCombustionEngine&Parts·113·
喷涂聚脲弹性体在方舱表面防水中的应用
宋亚玉；曹萌；田晨
（中国航天科工集团第六研究院二一○所，西安710065）
摘要：介绍了对方舱舱体进行防护的必要性、聚脲材料的性能优势、关键性能指标分析以及在方舱表面防水喷涂施工工艺。实践
证明，喷涂聚脲弹性体为解决方舱防水提供了新的思路和新的途径，具有广阔的应用前景。
关键词：方舱；防水；喷涂；聚脲弹性体
DOI:10.19475/j.cnki.issn1674-957x.2017.04.053
0引言
方舱是一种军用的可移动载体，用于安装、运输及在其中操作各类军用设备，并为设备提供环境保护[1]。按照GJB6109－2007《军用方舱通用规范：3.6.3水密性》的规定，在降雨强度为6mm/min、试验时间为1h的淋雨试验中，方舱不得出现渗漏现象。对于方舱产品来说，由于舱体表面存在焊缝、铆钉及连接处的接缝等，就有可能发生漏雨现象。尤其对于顶板来说，雨水会沿着蒙皮与包角和包边的接缝处；包角和包边上的铆钉孔等位置渗入方舱导致漏雨或腐蚀。
近年来，国外兴起了一种新型环保材料，即聚脲，它是一种异氰酸酯组分与氨基化合物反应生成的一类化合物。该材料具有优势，包括黏结力强、坚韧、组织致密、整体无缝、抗水渗透性能良好等，是真正的“皮肤式”防水。聚脲既可以用于背水面防水，也可用于迎水面防水。在-45℃～120℃温度范围内聚脲弹性体涂层都能够长时间地使用，耐热性达160℃，具备优异的物理性能、良好的防腐功能，耐候性、耐老化性好[2～4]。
1方舱漏水原因
主要由六块面板和八个方舱舱体一般为六面体结构，
包角件拼装而成，由于包角材料较厚，因而方舱顶部由包角件围出一个凸出的闭环，高于舱顶平面。因此舱体顶部容易积水。现有的舱体顶部防水措施存在以下问题：
1.1密封胶失效
对于方舱的舱体来说，生产过程中，由于需要焊接、铆接以及粘接，因此就会产生缺陷。通常对这些缺陷的处理都是通过使用密封胶进行密封。传统密封胶容易老化，受温度的影响。方舱在夏季长时间处于高温下，表面60℃以———————————————————————
作者简介：宋亚玉（1984-），女，陕西延安人，工程师，硕士研究
生，研究方向为非金属工艺。
上是常有的事，再加上阳光中紫外线照射的影响，很容易
出现密封胶老化、断裂问题，导致漏水；再者积水也会对密封胶腐蚀，造成密封胶失效。
1.2舱体变形
作为一种移动式的载体，方舱在生产、运输及使用过程中，因舱体颠簸颤动使得铆钉处以及包角处发生松动；由于气温变化，铝合金会也会发生一定的热胀冷缩，引起一定的变形。
2喷涂聚脲弹性体简介
近十年来，国外相继研制和开发了高固体分涂料、水性涂料、辐射固化涂料、粉末涂料等低（无）污染涂装技术，喷涂聚脲弹性体（SprayPolyureaElastomer，简称SPUA）技术是最新兴起的一种新型无溶剂、无污染的绿色施工技术，能够满足较高的环保需求[5]。
（简称A组份）与氨基化喷涂聚脲是由异氰酸酯组份
合物组份（简称B组份）反应生成的一种弹性体物质。异氰酸酯不仅是脂肪族的，也是芳香族的。其中的A组份可以是单体、聚合体、异氰酸酯的衍生物、预聚物和半预聚物。预聚物和半预聚物是由端氨基或者端羟基化合物与异氰酸酯反应制得。其中的B组份必须是由端氨基树脂和端氨基扩链剂组成，在端氨基树脂中，可含有便于颜料分散的助剂，但禁止含有任何羟基成分和催化剂[6]。
3SPUA的技术特点
一体无缝；②快速固化，可在任意曲面、①喷涂施工，
斜面及垂直面上喷涂成型，几秒凝胶，几分钟即可达到步行强度；③优异的物理性能（高拉伸强度、高延伸率、高硬度、高耐磨等）；④100%固含量，无挥发物，对环境无污染；⑤自催化，反应受温度（-40℃～120℃）、湿度（不大于95%）影响小；⑥疏水性，不与水发生反应，即使在冰面、水面喷涂聚脲也能自行成膜；⑦SPUA与多种底材都有很好的附着力，如塑料、沥青、钢材、砂浆、混凝土、铝及木材等；⑧过
参考文献：
6结论
露天煤矿煤炭采、装、运、加工、存储各环节均能产生煤尘，煤尘治理是一个综合治理的过程，要从尘源、导尘、收尘全过程、全面考虑。传统单类型除尘、抑尘、收尘设备可能都达不到预期治理效果。针对褐煤粉尘治理要结合实际生产环境，认真探究粉尘产生的产生、传播规律，针对不同类型的粉尘找出相应处理办法，专项治理，长治不懈，才能取得粉尘治理的实效，避免煤炭生产造成的粉尘污染。
[1]王作杰，李勇，刘丽冰，张红梅.袋式除尘器进气流分配数
值模拟研究[A].中国硅酸盐学会环保学术年会论文集[C]，2009.
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[3]郭亚军，彭天好，王菁.模糊控制在液压系统中的应用及发展[J].液压与气动，2007（06）.
[4]达飞鹏，宋文忠.基于模糊神经网络的滑模控制[J].控制理论与应用，2000（01）.
·114·去施工存在周期长，且为满足要求需多次施工，SPUA技术只需一次施工即可满足厚度要求；⑨具有良好的热稳定性，可在120℃下长期使用；⑩低温柔性好，在-30℃下对折不产生裂纹。
4SPUA的综合物理力学性能
SPUA具有极佳的力学性能指标，
具体见表1。表1SPUA的综合物理力学性能
物理力学性能
性能指标拉伸强度（MPa）
10.0～27.5
伸长率（%）420～1000撕裂强度（N/mm）
43.9～105.4硬度
30A～65D耐磨性（（1000g，1000r/min，失重量）/g）
≤0.1冲击强度≥50与铝的粘接/MPa＞10.7与钢的粘接（喷砂处理）/MPa
＞10.7
5SPUA材料在方舱表面防水中的应用5.1SPUA体系的选择
选择喷涂聚脲首先要考虑是采用脂肪族体系还是芳香族体系。芳香族聚脲应用最为广泛，有着优异的物理机械性能，较高的性价比，但由于体系中存在苯环，易氧化变色、降解、力学性能下降。脂肪族聚脲成本昂贵，但具有耐黄变、良好的抗腐蚀、耐紫外线等，但物理性能稍差。
由于方舱在室外场合使用时，受日晒作用，舱体表面温度在夏季可达到60℃以上，所以要求聚脲材料具有较高的耐老化性能。在设计配方的过程中应加入该因素的影响，采取添加合适抗氧化剂和紫外光吸收剂等措施来增加使用寿命。
5.2底材表面处理
喷涂聚脲产品的反应速度和固化数度非常快，因此底材表面处理是是除了材料本身质量之外最重要的一个环节。聚脲材料防水涂装成功与否主要取决于表面处理质量。对于中国航天科工集团第六研究院二一○所产品方舱来说，其外表面为铝合金和少量钢构件。喷涂前须对表面进行处理。处理方法和效果见表2。
表2SPUA材料在不同基底上的附着力
底材处理方法附着力/MPa
破坏形式表面清洁3.8从底材脱开钢材
喷砂10.2涂层剥离、粘合剂破坏涂底漆10.7涂层剥离、粘合剂破坏表面清洁3.5从底材脱开铝合金表面
阳极化7.9局部从底材脱开涂底漆
10.8
涂层剥离、粘合剂破坏
5.3底漆施工基材处理后，需在方舱表面涂上一层封闭底漆，提高SPUA涂层与混底材的附着力，提高防护效果。封闭底漆的粘度要低，确保其充分渗透，底漆选择环氧类型。底涂施工完毕进行目测检测，检查均匀程度、有无漏涂和缺陷。如有缺陷，用环氧修补腻子人工补平，待腻子固化，验收合格后，方可进行SPUA喷涂作业。
5.4现场保护
SPUA凝胶速度极快，并且喷涂压力高，喷涂现场形成
内燃机与配件
的雾状颗粒随重力落下，粘附在已固化的SPUA表面，会形
成“雾痕”，非常难于清理，严重污染非施工区域。因此要在非施工区采取一定的遮护措施，一般用塑料布遮挡即可。
5.5聚脲喷涂
聚脲材料必须使用高温、高压撞击混合设备，采用Gusmer公司H系列主机、抽料泵及GX-7喷。施工时将主机配置的2支抽料泵分别插入装有A、B原料桶内，借助主机产生的高压（24MPa）将原料推入喷混合室，进行混合、雾化后喷出。
喷涂过程中应注意随时进行观察A、B两组份的动态压力差、温度等参数，确保雾化均匀，尽量保证喷涂厚度均匀。同时为了物料飞溅，提高材料的美观性，在喷涂过程中应科学调节喷的喷射角度、高度以及与底材的距离。
5.6质量检验
为确保喷涂施工固化正常、无漏涂、厚度均匀，应对涂层固化情况、附着力、厚度进行检验。
①外观检查：目测聚脲表面是否平整、有无流挂、针孔、气泡、漏涂和开裂现象。
②采用拉脱法测定涂层的附着力。③使用测厚仪检查涂层厚度。6现场试验
对某方舱顶板外表面进行了聚脲防水应用，见图1。可以看出，SPUA材料完整有效的覆盖住了方舱外表面、铆钉、角件以及角形件，整体效果良好。参照GJB2093-94军用方舱通用试验方法》中淋雨试验和耐温试验的相关内容进行试验，试验结果表明聚脲材料能够满足方舱产品的使用条件。
图1顶板外防护效果图
7结语
随着SPUA在我国应用的不断推进和发展，
喷涂聚腺涂料作为一种绿色、环保、低能耗、高科技功能材料。聚脲材料在地面设备用品中会起到更大的作用，具有广阔的应用前景。
参考文献：
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