与传统的聚氨酯相比，喷涂聚脲弹性体技术是一门新技术，对温度、湿度不像聚氨酯那样敏感。另外一个重要的区别是，喷涂聚脲体系由两个化学活性极高的组分组成，混合后快速反应造成黏度迅速增大，如果没有适当的输送、计量、混合设备，这一反应便无法控制。喷涂设备是喷涂聚脲弹性体技术的基础，也是喷涂技术推广应用的难点之一。
1.喷涂聚脲设备的工作原理
喷涂聚脲设备的工作原理为：A（异氰酸酯组分）、R（活性氢组分）两种物料分别经由各自的抽料泵从料桶输送至主机进行计量、加压、升温，然后输送至喷枪，在喷枪混合后喷出。计量输送和混合系统是喷涂设备的两个主要系统。因此，喷涂聚脲设备必须具有平稳的物料输送系统、精确的物料计量系统、均匀的物料混合系统、良好的物料雾化系统及方便的物料清洗系统。图12-1所示为Gusmer公司H20/35喷涂主机。
图12-1 Gusmer公司H20/35喷涂主机
喷涂聚脲设备按设备动力源分为气动设备、液动设备及电动设备。
1）气动设备的能源来自空气压缩机，它的结构和控制系统简单、体积小、质量轻，移动方便，成本低廉，适用于中压和高压小流量的喷涂设备。
2）液动设备由液压油来驱动设备。它的系统压力波动小，工艺压力稳定，原料混合和雾化好；压力流量比率特性刚性大，高压下能保持较大的输出流量；压力动态响应快；开关枪及调压时油压回流，A和R料不回流，涂膜质量高、性能稳定、质量可靠，但成本较高，仅适用于流量大的聚脲喷涂。现场施工时移动不方便。
3）电动设备由电力驱动。它的结构和控制系统较简单，质量较轻，移动方便，适用于经济型的中小设备。但其压力流量比率特性刚性差，高压下流量大幅度降低，流量不足；设备动态响应慢，开关枪时压力建立和消失慢，在开关枪及调压时靠原料回流，原料分别回到各自的料桶中，易形成气泡，使涂膜易出现针眼和气孔；原料反复加热、冷却，不利于原料性能的保持。
2.物料输送系统
提料泵是最常用的物料输送系统，其作用是为主机供应充足的原料。提料泵还必须满足双向送料等工作特点。例如，Gusmer公司专门为H系列主机配备的是2∶1气动提料泵，该泵既可用于200L工业大桶，也可用于各种小包装物料的输送。提料泵与主机之间都有严格的要求，否则会导致供料不足。
聚脲原料尤其是A料遇潮气会变质甚至结晶，因此必须对原料桶进行干燥处理。Gus-mer公司配备了空气干燥器，与提料泵一起连接在200L工业大桶上。通往两个料桶的干燥气体是连通的，这样也同时使得两个料桶具有相同的初始压力。Graco公司也采用了类似的干燥措施。
R料桶需要配备专门搅拌装置，因为R料中通常含有固态颜料、填料，储存时间长后会导致沉降。有些施工公司是通过在中间开孔的原料桶插入一台工作着的搅拌器来克服喷涂时的沉降问题。该类型的气动或电动搅拌器的供应商有Graco、Binks等公司。
在寒冷的季节施工时，为防止因原料黏度增大或结晶影响供料，对原料桶必须加上保温装置，以使其达到涂料指定的温度；另外，为保证供料的稳定性，也可以在提料泵与主机之间安装“管线加热器”，ECT公司生产的TCVR装置和SPI公司生产的ABP装置等，都可满足上述要求。
3.物料计量系统
计量系统通常称为主机，喷涂聚脲多采用往复卧式高压机，主要由液压或气压驱动系统、两个组分的比例泵、控温系统等组成。A、R物料经抽料泵抽出后进入主机进行计量、控温和加压。它们必须满足如下特点：可为物料进行精确的计量和温度控制，并为均匀混合和良好的雾化产生高压，维护和保养简单易行。
其中较常用的液压驱动机型有Gusmer公司的H系列主机和Glas-Craft公司的MH主机等。下面以Gusmer公司的H系列主机为例，分别从比例泵、主加热器、长管加热器三方面加以介绍。
4.物料混合、雾化系统
在喷涂聚脲技术中，应用较多的是撞击型、单阀杆、无气雾化、机械自清洁喷枪，例如Gusmer公司的GX-7喷枪、Graco公司的Foam-Cat喷枪等，如图12-2所示。物料在混合室内瞬间可达到理想混合，对于凝胶时间通常低于5s的聚脲体系来讲是较为适合的。(www.xing528.com)
图12-2 常用喷枪
对聚脲体系来说，由于在混合室内就已混合均匀，其雾化的目的主要是为了获得均匀平整的涂膜。该类喷枪的雾化系统主要是通过主机产生的高压来实现的，在混合物料喷出模式控制盘（PCD）时，必须开启气帽阀辅助雾化，以获得均匀的涂膜。
5.物料清洗系统
在停止喷涂时，整个系统是全封闭体系，A、R两股物料是各自独立的，只有在开枪时，才能在枪混合室内相互接触。因此，在喷涂结束时，抽料泵和主机一般不需要清洗，只需清洗混合雾化系统即可。
撞击型、单阀杆、无气雾化喷枪的混合室和阀杆的有机结合，把机械自清洗变成了现实。从上述的混合特点不难看出：这种设计不需要像传统的喷枪那样在暂停喷涂时必须用有机溶剂或高压空气来清洗枪头，大大减少了维护和保养的工作量；较长时间的停枪（如周末、过夜等），只需用专门的洗枪罐，用小量有机溶剂进行彻底清洗，而不必拆卸枪体。例如，在使用GX-7枪连续施工时，每周拆枪清洗一次就足够了，拆卸、安装比较简单。
在喷涂聚脲领域应用的喷枪还有Glas-Craft公司的Probler枪、Bink公司的Purge Master枪、Gusmer公司的GAP枪等。该类喷枪属于气净式喷枪，在暂停喷涂时同样不需要有机溶剂清洗。但由于混合室的容积较大，物料在混合室的停留时间相对较长，在一定程度上限制了在聚脲体系的应用。
6.喷涂聚脲设备的工作参数
在使用喷涂聚脲设备时，必须加以注意一些操作参数。下面就工作压力、工作温度、喷枪的混合室与模式控制盘（PCD）的选择等参数分别加以介绍。
（1）工作压力 表12-1所示为涂膜物理性能与工作压力的关系，物料温度为65℃。
表12-1 涂膜物理性能与工作压力的关系
由于A、R物料的反应速度极快，所以采用高温高压撞击式混合是十分必要的。由表12-1可见，喷涂聚脲材料的力学性能将随着压力的增大而明显提高，同时雾化效果更好，涂膜表面的粗糙、桔皮现象也明显消失。
（2）工作温度 除提高工作压力外，升高温度对改善喷涂效果也是十分有利的。在喷涂聚氨酯弹性体技术中，给物料加热，容易导致出现涂膜发泡倾向增大、放热过分集中、黏度增大明显、反应速度加快、影响混合效果等弊病，而在喷涂聚脲弹性体技术中则不然。由于聚脲反应速度常数的温度敏感性低，所以升温不会引起反应速度的急剧加快，反而会由于物料黏度的明显下降，使A、R组分的混合及流动性得以改善。表12-2所示为材料性能与工作温度的关系。由该表可以看出：升温对改善材料的性能极为有利，同时使物料的雾化和流平性能得以改善。
表12-2 材料性能与工作温度的关系
（3）混合室与PCD的选择 同一个混合室通过更换不同的PCD，不仅可以改变喷涂雾化直径的形状、大小，并可获得不同的输出量。混合室、PCD是混合的核心部分，选择合适的混合室和PCD的组合尤其重要。由于不同的体系黏度差别不同，所以单凭推断无法断定使用多大孔径、多少孔数的混合室及对应的PCD。使用不合适的组合，带来的绝不只是力学强度较低的问题，可能会导致雾化呈五指状、局部粘手等严重混合不匀的现象。设备制造商通常根据不同体系黏度的差异为用户选择了一系列的组合，但是大多是基于聚氨酯体系而言的，而对于聚脲体系，必须通过大量的试验来确定。选择的原则是：两种物料的混合压力相近（一般要求压力差低于2MPa），若两者压力相差较大，可采用给混合室压力高的一侧进行机械钻孔的办法来解决，假设A料的压力过高，则应对A端的孔径进行扩大，使孔径与压力成正比。
喷涂聚脲技术的关键之一在于选择合适的设备，并能正确地安装、调试、维护保养，以及通过试验选择适当的操作参数。作为高性能材料的聚脲弹性体，对于混合精度要求非常高，聚氨酯泡沫喷涂机的混合精度远不能达到要求。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
