噴涂聚脲防護涂層在爆炸品運輸車輛中的應用

張吳雷 袁吉強 劉玉軍

(1.山西大禹防水堵漏工程有限公司，山西 太原 030001； 2.山西聚脲防護材料有限公司，山西 太原 030001)

1 概述

爆炸品運輸車輛運輸?shù)亩际俏ｋU性極大的爆炸品，因此車輛應配有防雷設(shè)施，車廂能夠防雨水、防潮，貨廂底板上應鋪設(shè)阻燃導靜電膠板，車廂底板及側(cè)壁五個面應具有吸能抗爆炸阻燃的功能。

常規(guī)的車廂鋪設(shè)的材料只有導靜電效果而沒有吸能和抗沖擊、阻燃、防水、耐磨、防腐等防護功效，一旦發(fā)生事故后果不堪設(shè)想。而噴涂聚脲防護涂層同時具有抗沖擊、吸收沖擊波、導靜電、防水、耐磨、阻燃、防腐、防護等綜合性能，無疑是爆炸品車輛防護最優(yōu)的選擇。

2 噴涂聚脲防護涂層綜述

噴涂聚脲彈性體涂層是聚氨酯技術(shù)的一個分支，是聚氨酯和半聚脲技術(shù)的繼承和發(fā)展，100%固含量不含VOC。噴涂聚脲彈性體是一種高絕緣性能的高聚物，本身具有防水、防腐、耐磨等功效。公司為了充分發(fā)揮噴涂聚脲的特點，擴大其應用范圍，對噴涂聚脲的抗靜電性、阻燃、吸能、抗沖擊波等性能作了研究。在經(jīng)過大量試驗后，成功地研制出了抗靜電、阻燃、抗沖擊波的噴涂聚脲防護涂層，經(jīng)測試表面電阻率低于109Ω·cm2，同時具有良好的力學性能、耐化學腐蝕性、耐溶劑性、抗沖擊、吸收沖擊波、防水、導靜電、耐磨、阻燃、防腐、防護等性能。還有其獨特的快速固化特點，3 s凝膠3 min可達步行強度。可適應于任何異形基面任意厚度的噴涂，不留掛，施工效率高，一組3人一臺設(shè)備每日可噴涂20臺車輛。

噴涂聚脲防護涂層為雙組分材料，由A組分和B組分組成。A組分和B組分經(jīng)過專用噴涂設(shè)備按體積比1∶1輸出，經(jīng)過高溫加熱使其粘度瞬間降低，在高壓的推動下，經(jīng)噴槍混合室內(nèi)快速撞擊混合后噴出，3 s～10 s內(nèi)發(fā)生化學反應固化，形成優(yōu)異力學性能的防護涂層。

噴涂聚脲防護涂層因凝膠較快和對AB組分出料比例、料溫、粘度等要求嚴格，所以必須通過專用噴涂設(shè)備進行施工，AB組分出料比例為1∶1，溫度設(shè)定為65 ℃～70 ℃，工作壓力設(shè)定為15 MPa～20 MPa。

3 材料性能指標

聚脲性能指標見表1。

表1 聚脲性能指標

4 噴涂聚脲防護涂層應用領(lǐng)域

1)國防軍工防護領(lǐng)域：防彈頭盔、防彈插板、裝甲底盤防護、 裝甲車車身、爆炸品運輸車輛、危化品運輸車輛、軍事洞庫、石化建筑物抗爆防護等。

2)防腐領(lǐng)域：石油、石化、油田、化工等行業(yè)的化工設(shè)備及附屬設(shè)施，大型化工儲罐、原油罐、酸洗槽、電鍍槽、炭化塔、鹽水罐、蒸發(fā)池、艦船甲板及艙室地面、海上鉆井平臺、跨海大橋以及各類混凝土儲罐等防腐。

3)防水領(lǐng)域：建筑物屋面、工業(yè)廠房、橋梁、隧道、水庫、電廠冷卻塔、污水處理池、游泳池、水上樂園、沖浪池等防水領(lǐng)域。

4)工業(yè)地坪及運動場地：各類工業(yè)地坪和體育工程，如車間地面、制藥廠GMP車間、工廠車間樹脂墻面及天花板、糧食倉庫。高等運動場地如網(wǎng)球場、籃球場、羽毛球場、跑道面層耐磨防護等。

5)主題公園與影視道具：人造自然景觀；柱子、拱頂?shù)龋恢黝}公園、游樂園、博物館中的各種造型例如：玩具、建筑物、卡通人物造型、動物、吉祥物以及各種觀賞娛樂設(shè)施等。

5 抗沖擊防護試驗

裁切兩塊400 mm×400 mm×3 mm厚相同材質(zhì)鋼板，一塊無防護涂層一塊噴涂有聚脲防護涂層，用200 g TNT距離鋼板40 mm進行爆轟測試，試驗結(jié)果如圖1所示。

試驗結(jié)果：無涂層鋼板炸后鋼板被炸出了三道裂口，且鋼板嚴重變形，而噴涂了聚脲防護涂層的鋼板只是微微鼓起表面完好無裂口。

試驗證明噴涂聚脲防護涂層在爆炸過程中起到了優(yōu)異的吸能防護作用，假設(shè)爆炸品在噴涂了聚脲防護涂層的車箱內(nèi)發(fā)生爆炸，或車廂受到外力沖擊，噴涂聚脲防護涂層會吸收掉部分外界的沖擊力和部分爆炸物的沖擊波，保護車廂的完整性，大大減少爆炸沖擊波對司機和外界的傷害。

6 噴涂聚脲防護涂層在爆炸品運輸車輛中的應用

6.1 機具材料準備

機具準備：電源380 V，JD-E-10便攜式聚脲專用噴涂機1臺，空壓機1臺，角磨機1臺，電動攪拌1臺，吸塵器1臺，百葉磨片1包，保護膜若干，掃把1把，刮板2個，刷子5把，滾子3個。

材料準備：噴涂聚脲防護涂層一組，專用膩子1組，橡膠專用活化劑1組，粘結(jié)劑1組。

6.2 施工步驟

1)首先用保護膜把車輛外面全部保護起來，以免噴涂霧化顆粒對車身油漆造成污染。

2)用百葉磨片對車內(nèi)箱體鋁板和底板橡膠板進行打磨后用吸塵器和掃把清理干凈，打磨一是為了去除表面污染和氧化層；二是為了增加粘結(jié)面積提升噴涂聚脲對其基層的粘結(jié)效果。

3)因車廂是鋁板，地面是橡膠板不是同類材質(zhì)，粘結(jié)效果有所不同所以要對地板橡膠用專用橡膠活化劑滾涂處理，對車廂鋁板用刮板刮涂專用鋁板粘結(jié)膩子。

4)約4 h后(根據(jù)溫度固化時間有所提前和延后)摸起來表面不沾手后進行滾涂專用粘結(jié)劑，粘結(jié)劑是負責車箱基層和聚脲層的粘結(jié)。

5)約2 h(根據(jù)溫度固化時間有所提前和延后)表面摸起來略有沾手為佳，進行噴涂聚脲防護涂層。

6)噴涂前打開空壓機使氣壓需保持6 kg左右，噴涂機A側(cè)、 B側(cè)以及管道溫度需達到設(shè)定溫度65 ℃左右，為了保證AB料的混合效果，噴涂機料動態(tài)壓力需要設(shè)定在15 MPa左右，設(shè)定好后打開噴槍空氣閥和料閥在紙板上試噴，觀察AB料壓是否達到設(shè)定壓力和動態(tài)壓力是否穩(wěn)定，如果壓力不穩(wěn)定需挨個檢查過濾網(wǎng)是否堵塞、提料泵、增壓泵是否正常工作，AB壓差不大于2 MPa，一切正常后噴涂在檢查紙板上觀察材料固化是否正常，噴嘴霧化是否均勻，如不均勻會影響聚脲的表面效果。

7)一切正常后開始噴涂車輛，噴涂順序由上而下，由里而外噴涂3遍，每遍1 mm左右，噴涂時噴槍移動要均勻，后槍要壓在前槍出料的1/3處均勻移動，在達到表面效果的情況下噴槍距離基面越近涂層二次混合效果就會越好，每遍噴涂后需認真檢查有無噴涂缺陷，例如：漏噴、氣眼、鼓包、雜物形成的疙瘩之類問題，有缺陷需及時修補，假如發(fā)現(xiàn)有漏噴的地方直接用噴槍補噴；發(fā)現(xiàn)有氣眼的話用快速移動噴槍多遍的方法修補氣眼；假如發(fā)現(xiàn)鼓包的話需要把鼓包割掉后用布子沾稀料擦拭干凈后補噴；發(fā)現(xiàn)雜物造成的小疙瘩的話直接用壁紙刀割平補噴就可以，直至無缺陷后繼續(xù)噴涂下一遍使涂層厚度達到3 mm以上即可達到防護效果。

8)關(guān)閉加熱器和管道保溫關(guān)閉機器增壓泵卸掉噴槍壓力，關(guān)閉總電源，清洗養(yǎng)護噴槍。

聚脲防護涂層施工主要環(huán)節(jié)見圖2。

7 結(jié)語

經(jīng)過上述分析試驗和使用效果可以看出噴涂聚脲防護涂層無論是綜合性能還是施工效率都非常出色，在防水、防腐、耐磨、抗沖擊等領(lǐng)域力學性能方面尤為突出。應用于爆炸品運輸車輛及其他需要防護的領(lǐng)域為其安全保駕護航，值得大力推廣應用。

隨著軍民融合發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略，噴涂聚脲防護涂層必將在我國工業(yè)、國防工程建設(shè)中展現(xiàn)出更大的作用。