Polyurea là gì?
Polyurea là một chất đàn hồi có nguồn gốc từ quá trình trùng hợp tăng trưởng theo từng bước , bao gồm việc kết hợp nhựa tổng hợp và vật liệu phản ứng isocyanate . Do đó, phản ứng của một phần isocyanate với một phần thành phần hỗn hợp nhựa thông qua quá trình tăng trưởng từng bước của quá trình trùng hợp tạo ra polyurea .
Các công thức khác nhau của nhựa và isocyanate có thể cung cấp thời gian đông kết mong muốn, khả năng chống ẩm, sắc tố , đặc tính chống cháy và các tính năng độc đáo khác.
Polyurea béo khác với Polyurea thơm như thế nào?
Polyurea có nguồn gốc từ các diisocyanate thơm được phân biệt bằng độ nhạy với tia cực tím (UV).
Việc tiếp xúc với ánh sáng mặt trời hoặc tia UV nhân tạo có thể làm suy giảm các đặc tính vật lý của polyurea và làm thay đổi màu sắc chẳng hạn như việc phai màu. Polyurea thơm là một chất thay thế có chi phí thấp nhưng không thích hợp làm lớp phủ hoàn thiện bên ngoài.
Polyurea có nguồn gốc từ diisocyanate béo có thể chống lại sự thay đổi màu sắc do tiếp xúc với ánh sáng mặt trời và duy trì các đặc tính vật lý của chúng ngay cả trong điều kiện tiếp xúc với tia cực tím. Chúng được ưu tiên cho các ứng dụng ngoài trời vì chúng có thể cải thiện tính thẩm mỹ với vẻ ngoài bóng và có thể được sử dụng ở độ dày màng thấp hơn khoảng 30 mills. Tuy nhiên, chúng đắt tiền khi so sánh với polyurea thơm do quá trình xử lý phức tạp.
Các tính năng độc đáo của Polyurea là gì?
Không có hệ thống lớp phủ nào có thể thay thế thành công polyurea về mọi mặt do tính chất vật lý độc đáo và độ bền của nó.
Polyurea bảo vệ các bề mặt và cấu trúc bằng gỗ, bê tông và thép khỏi bị mài mòn và ăn mòn hóa chất. Nó có thể giúp bảo tồn một cấu trúc bê tông đang xuống cấp, đồng thời giúp sửa chữa và giữ cho các con kênh nguyên vẹn. Polyurea bảo vệ chống trầy xước, hóa chất, dầu và muối trong các ứng dụng sàn thương mại và công nghiệp. Nó cũng có thể bảo vệ thuyền và các tàu khác bằng cách bảo vệ khỏi nứt và hư hỏng.
Ưu điểm của lớp phủ polyurea bao gồm:
- Đông kết rất nhanh (thời gian đóng rắn thường từ 10 đến 15 giây);
- Chống mài mòn và trầy xước tuyệt vời;
- Khả năng chống chịu rất ổn định với điều kiện thời tiết và môi trường;
- Độ giãn dài cao là một lợi thế;
- Có thể được áp dụng trong điều kiện nhiệt độ thay đổi, ngay cả ở độ ẩm cao;
- Khả năng chịu nhiệt ổn định tuyệt vời từ khoảng -45°C lên tới 170°C;
- Độ dày lớp phủ có thể được kiểm soát tốt;
- Liên kết rất hiệu quả trên các bề mặt gỗ, xi măng, bê tông và kim loại đã được chuẩn bị bề mặt kỹ càng;
- Kháng hóa chất tuyệt vời;
- Tính khả thi của độ nhớt thấp, do đó cho phép trộn và phun ở nhiệt độ mong muốn
- Độ bền kéo rất cao có thể lên tới 30Mpa
Triển vọng thị trường Polyurea là gì?
Quy mô thị trường toàn cầu vào năm 2015 cho tất cả các chất phủ và sơn là 141,58 tỷ USD. Trong đó, sơn phủ polyurea đạt hơn 500 triệu USD, với lĩnh vực xây dựng chiếm 40% thị phần. Mức tiêu thụ lớp phủ polyurea toàn cầu trong năm 2014 là 114,3 kiloton. Quy mô thị trường toàn cầu trong năm 2017 đối với lớp phủ polyurea đã tăng lên 684 triệu đô la Mỹ.
Quy mô thị trường của Polyurea tiếp tục tăng nhanh, một phần là do nó đã được phê duyệt là lớp phủ hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC thấp) thân thiện với môi trường . Việc thay thế epoxies rẻ hơn và các lớp phủ khác bằng lớp phủ polyurea thân thiện với môi trường dự kiến sẽ làm tăng nhu cầu về polyurea. Thị phần toàn cầu dự kiến sẽ đạt 1,48 tỷ USD vào năm 2025, với tốc độ CAGR là 10,8% từ năm 2020 đến năm 2025 .
Các sản phẩm polyurea lai dự kiến sẽ đóng góp chính vào quy mô thị trường polyurea vì chúng rẻ hơn và có khả năng chống mài mòn và bám dính tốt với bề mặt bê tông và kim loại. Tuy nhiên, các sản phẩm polyurea lai có thể thiếu khả năng chống ẩm cũng như khả năng chịu nhiệt độ cao so với các lớp phủ polyurea nguyên chất. (Tìm hiểu thêm về thị trường polyurea trong bài viết Lịch sử và việc áp dụng các hệ thống phủ polyurea trong ngành .)
Tăng trưởng nhanh hơn ở các nước đang phát triển với nhu cầu ngày càng tăng để bảo vệ đầu tư cơ sở hạ tầng, các bộ phận máy móc, thiết bị và máy công cụ có thể góp phần vào tăng trưởng nhu cầu . Khả năng chống ẩm cao hơn và đặc tính đông kết nhanh của polyurea có thể tạo ra nhu cầu sử dụng nó trong lớp lót ngăn chặn , lớp phủ trên mái nhà, cầu, cấu trúc ngoài khơi và ứng dụng bãi đậu xe.
Theo khu vực, Bắc Mỹ chiếm thị phần vượt trội, trong khi châu Á-Thái Bình Dương dự kiến sẽ tăng trưởng nhanh hơn các khu vực khác do các dự án cơ sở hạ tầng do chính phủ tài trợ ở Trung Quốc và Ấn Độ cũng như đầu tư nước ngoài vào các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế.
Polyurea so với Epoxy và Polyurethane như thế nào?
So với lớp phủ epoxy, polyurea vượt trội hơn rất nhiều về khả năng chống ẩm, chống tia cực tím (đối với lớp phủ aliphatic), chống mài mòn, kháng hóa chất, chịu nhiệt độ và độ bền. Nó cũng có thời gian thi công và sửa chữa nhanh hơn.
So với polyurethane , polyurea có độ bền, khả năng chống hóa chất và chống ẩm vượt trội.
Các ứng dụng quan trọng của lớp phủ Polyurea là gì?
Có rất nhiều ứng dụng được hưởng lợi từ lớp phủ polyurea, bao gồm:
Công nghiệp ô tô và xử lý vật liệu
Ngành công nghiệp ô tô đã sử dụng lớp phủ polyurea trong hơn ba thập kỷ. Lớp phủ phổ biến vì khả năng chống va đập và các đặc tính cơ học khác.
Polyurea cung cấp khả năng chống mài mòn trong các thiết bị khai thác mỏ và xây dựng, cũng như để lót các bãi đổ được sử dụng cho các vật liệu mài mòn như than và quặng kim loại, phế thải… Nó bảo vệ các băng tải và con lăn của hệ thống băng tải vận chuyển than mài mòn, đá và quặng kim loại. ( Thông tin thêm từ NACE về việc sử dụng polyurea cho lớp lót bể .)
Nó cũng được sử dụng để lót giường cho xe thương mại lớn và xe tải vận chuyển vật liệu.
Đường ống, máy bơm và hệ thống tưới tiêu
Polyurea cung cấp khả năng chống ăn mòn và mài mòn cho các đường ống vận chuyển vật liệu mài mòn và ăn mòn. Nó được áp dụng như một lớp phủ cơ bản để ngăn chặn sự phân rã catốt.
Polyurea được sử dụng làm lớp phủ bơm để giảm xâm thực và xói mòn , đồng thời cải thiện sản lượng bơm. Nó cũng được sử dụng để lót các bể và ao nuôi trồng thủy sản, cũng như để sửa chữa kênh và chống rò rỉ.
Lĩnh vực quốc phòng, an ninh
Do khả năng chống va đập đã được chứng minh, khả năng hấp thụ năng lượng nổ, độ bền và tính năng đông kết nhanh, lớp phủ và lớp lót polyurea dễ dàng được sử dụng trong lĩnh vực quốc phòng và an ninh.
Ứng dụng của Polyurea trong hệ thống tên lửa đạn đạo đã được ghi nhận đầy đủ. Là một lớp phủ thiết bị quân sự, polyurea có thể co lại và giãn ra khi nhiệt độ môi trường thay đổi và tạo thành một lớp đệm kín chống ẩm. Lớp phủ sẽ không bị trầy xước, vết lõm và hư hỏng do mài mòn, đồng thời đảm bảo vẻ ngoài bóng bẩy hấp dẫn. Một lớp sơn phun polyurea trên tấm lót thùng xe tải có thể giảm rung động và góp phần đảm bảo an toàn. Phủ polyurea lên các tòa nhà quân sự có thể giảm thiểu thiệt hại do bom nổ.
Lĩnh vực quốc phòng, an ninh
Trong môi trường bệnh viện, lý tưởng nhất là lớp phủ sàn và tường sẽ có khả năng chống vi-rút và vi khuẩn vì bệnh nhân luôn có nguy cơ bị nhiễm trùng thứ cấp. Các vết nứt, kẽ hở và vết trầy xước trên sàn nhà có thể gây thấm ẩm và lây lan các bệnh nguy hiểm.
Lớp phủ polyurea bịt kín các vết nứt và ngăn ngừa trầy xước có thể xảy ra do cọ rửa thường xuyên, do đó giảm thiểu nguy cơ sinh sôi của vi khuẩn. Những lớp phủ này có thể giúp duy trì điều kiện vô trùng trong khu vực phẫu thuật, đơn vị chăm sóc đặc biệt và đơn vị chăm sóc trẻ sơ sinh.
Bề mặt của cầu thép và bê tông
Polyurea được sử dụng làm lớp phủ bảo vệ ban đầu và làm lớp phủ sửa chữa/bảo dưỡng vì khả năng đóng rắn nhanh, khả năng chống va đập, độ giãn dài và độ bền kéo của nó. Cấu trúc của Polyurea (chuỗi phân tử) làm cho nó trở thành chất đàn hồi có độ bền cao. Đây là bí mật về sự phù hợp của nó trong xây dựng và các lĩnh vực khác.
Lớp phủ polyurea có thể ngăn chặn sự sụp đổ của kết cấu bê tông bằng cách sửa chữa hiệu quả một phần xuống cấp của kết cấu bê tông và bằng cách cung cấp một lớp đệm bảo vệ xung quanh vết nứt và bê tông xuống cấp.
Phương pháp ứng dụng nào là tốt nhất cho Polyurea?
Bốn phương pháp ứng dụng hiện đang được sử dụng:
Phun nóng áp suất cao
Phương pháp này bao gồm:
- Chuẩn bị bề mặt
- Lắp đặt máy móc chuyên dụng
- Tiến hành thi công sơn phủ
Phương pháp áp suất cao được chọn cho các công việc sơn khối lượng rất lớn. Các nhà lập công thức phải chuẩn bị một lớp phủ có độ nhớt thấp hơn ở nhiệt độ vận hành để đảm bảo dòng chảy thuận lợi của chất lỏng bên trong thiết bị phun.
Trong quá trình chuẩn bị bề mặt ban đầu, các chất gây ô nhiễm dầu và bụi bẩn phải được loại bỏ bằng nhiều phương pháp như phun cát mài mòn, mài sạch… Các bề mặt phải được kiểm tra độ sạch để đảm bảo độ bám dính chắc chắn của lớp phủ polyurea. Đây là một bước quan trọng để đảm bảo độ bền của lớp phủ.
Trong giai đoạn trộn, phạm vi áp suất và nhiệt độ quy định phải được duy trì. Định lượng và trộn thành phần phải được thực hiện với độ chính xác. Hệ thống phun phải được thiết kế để duy trì áp suất cũng như nhiệt độ.
Hỗn hợp đã pha chế được phun lên bề mặt đã được làm sạch bụi bẩn. Lớp đầu tiên được sản xuất trực tiếp trên bề mặt. Một lớp thứ hai được áp dụng để đảm bảo hàng rào chống rò rỉ.
Máy được sử dụng cho lớp phủ dạng phun polyurea phải có khả năng duy trì nhiệt độ lên tới 80°C (176°F) và áp suất lên tới 210 bar.
Lớp phủ phun ấm
Phương pháp này được chọn khi khối lượng công việc phun sơn ở mức trung bình và các nhà pha chế có thể đảm bảo độ nhớt thấp của hỗn hợp chất lỏng dưới 60°C (140°F).
Phun lạnh áp suất thấp
Trong trường hợp phun lạnh, các công thức phải đảm bảo độ nhớt thấp ở nhiệt độ môi trường xung quanh để có thể phun sơn. Đây là một phương pháp thuận tiện cho các công việc và sửa chữa diện tích bề mặt nhỏ.
Các phương pháp khác
Các phương pháp lăn hoặc cọ được sử dụng khi việc phun không khả thi, chẳng hạn như lớp phủ bên trong đường ống nhỏ.
Những hạn chế và vấn đề nghiêm trọng đối với lớp phủ Polyurea là gì?
Lớp phủ polyurea có một số hạn chế và cân nhắc đặc biệt.
Vì lớp phủ có tính phản ứng cao và đóng rắn nhanh, nên việc đông kết lớp phủ mà không có đủ thời gian có thể gây ra độ bám dính kém với bề mặt.
Các lớp phủ polyurea thơm có thể phản ứng với bức xạ UV, dẫn đến thay đổi màu sắc và tạo phấn. Tính thẩm mỹ bị ảnh hưởng tiêu cực bởi bức xạ UV. Đối với những ứng dụng đòi hỏi sự hấp dẫn trực quan, phải sử dụng polyurea aliphatic.
Các ứng dụng phun nóng yêu cầu thiết bị phun chuyên dụng và tinh vi có thể tạo ra áp suất cao và nhiệt độ cao. Kỹ thuật viên phải được đào tạo đặc biệt cho nhiệm vụ này.
Công thức, lựa chọn sơn lót và chuẩn bị bề mặt nghiêm ngặt đều là những bước quan trọng để thành công .
