Page 50 - 《橡塑技术与装备》2026年1期
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橡塑技术与装备
HINA R&P TECHNOLOGY AND EQUIPMENT
脲弹性体力学性能随着蓖麻油含量的增加而降低，当 聚脲弹性体优异的防水防锈、耐腐蚀性，在高速
蓖麻油质量分数为 50% 时，材料拉伸强度减小至 15 公路、轨道交通、跨海大桥等重要项目中，被认为是
MPa、撕裂强度减小至 100 N/mm。 保护工程强度和安全的关键材料，优良的耐盐雾、耐
氧化的性能，也使其成为船舶及海洋工程领域的理想
2 聚脲在各领域的应用 防腐材料。
目前，聚脲市场主要分布在美国、日本等国家， 高铁采用 CRTS II 型无碴轨道板桥面设计，要求
近些年在我国需求量不断增长。国内聚脲材料主要 防水层不仅防渗、抗裂，还要能经受火车高速行驶带
应用在海洋防腐、铁路修建以及重要设施的建设上。 来的高速重载、交变冲击等。喷涂聚脲涂层在常温下
2022 年全球聚脲涂料市场规模达到 62.94 亿元，中国 为无定形液态防水材料，无接缝、黏结力强，可做到 “ 皮
为 18.23 亿元。 肤式 ” 防水，同时还具有优异性能，完全满足高铁的
2.1 聚脲在建筑领域的应用 特殊要求 [22] 。
聚脲在建筑领域应用最为广泛，如墙体防水、地 2006 年京津高铁是喷涂聚脲弹性体技术第一次在
下输水等水体密封、防渗及防漏等，其耐湿滑性也适 高速铁路上获得大规模成功应用的工程 [23] 。该工程中
用于对防滑要求较高的大型运动场如游泳池及海洋动 聚脲材料的用量超过 2 000 t，防护面积达到 950 000
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物表演馆等。喷涂聚脲于 2004 年开始在电力行业、海 m 。随后，京沪、京石、石武、沪杭等高铁也陆续采
洋设施等防腐工程中推广应用，在 2008 年奥运场馆 用喷涂聚脲防水层。其中 2009 年修建的京沪高铁全
应用后，喷涂聚脲在体育建筑领域得到广泛应用。 程 1 318 km，全线使用聚脲总量高达 20 284 t。成为
浙江黄龙体育中心作为 2022 年杭州亚运会比赛 聚脲技术自 1986 年在美国问世以来，全世界最大的
场馆，主体育场看台面层年久老化，采用耐候型 PAE 基础设施聚脲防护工程。
聚脲面漆进行改造翻新 [19] 。材料的 A 组分是 IPDI 预 2.2 聚脲在军事领域的应用
聚体，R 组分是由 PAE 中加适量粉料和助剂组成。漆 常规的环氧树脂、聚氨酯等材料，因耐冲击性、
膜不含变色基团，强度高、弹性好、耐磨性好、耐黄变， 耐磨性等性能一般，且不环保，已不能满足军事领域
实际应用后保色度高、防水效果显著。 中防腐、防护等多重要求，聚脲材料将强度与延展性
2022 年北京冬奥会带动了人造仿真冰的研发，仿 相结合，并且具有强吸能性的同时又有超高的黏附性
真冰场通常由超高分子量聚乙烯制成的仿真冰板拼接 能，使其与其它材料进行复合的研究成为热点，为我
而成，成本低、建设速度快、维护简单。但拼接缝会 国军事领域开拓了一片崭新的天地 [24] 。
影响冰面整体平整度，标志标线也无法预埋，尤其是 目前现有防护装备多针对爆炸瞬间带来的弹道侵
冰刀滑行后冰面出现大量毛刺或塑料丝，影响运动员 彻伤害进行 设计，缺少对爆炸带来的冲击波致伤、热
做出高难度技巧性动作，同时聚乙烯板材受热易变形 辐射致伤的其它致伤因素的针对性设计和多效能耦合
甚至起火，存在安全隐患和消防风险 [20] 。聚脲液态仿 的研究。穴胜鹏 [25] 设计了新型微纳米夹杂复合聚脲
真冰又 “ 脆 ” 又耐磨、制造工艺简单、性能良好，具 材料 PU-SiO 2 与 PU-HP 改性头盔，用于抵抗爆炸
备很强耐磨性和耐候性，成为了人工冰研究的焦点。 带来的冲击波致伤。研究结果表明，两种改性聚脲
专利 CN106634496B [21] 采用天冬聚脲、纳米级刚 材料对冲击波的防护效果随着粒子含量的提高而提
性固体填料 HDI 和 HMDI、及稀释剂合成了一种人造 高，对比 PU 材料，PU-SiO 2 与 PU-HP 在 12 mm 厚
仿真冰。与现有技术的人造冰场相比，聚脲仿真冰冰 度，最高比例夹杂时，其峰值压力分别下降了 8.71%
面承载刚性卓越、冰面滑阻系数最佳、施工简单便捷、 与 16.77%。颅脑防护实验结果显示，对比裸露头部
运动色彩极其丰富，并且符合国际顶级环保标准。此 无防护状态，两种头盔对于额前与颅顶测点的保护效
外，当冰场迁移或改变规格时，只需要将聚脲仿真冰 果良好，颅后的保护效果不明显，额前压力的衰减分
体进行重新分割或拼接，再用新的液体材料浇筑接缝 别 降低 44.51% 与 51.74%， 加速 度 峰值 衰减 分 别为
即可。此外，天冬聚脲具备挥发性有机物、重金属含 55.80% 与 57.80%。颅顶压力测点，在进行头盔防护后，
量低，不含溶剂等特点，不污染环境，也不会损 害 峰值压力整体明显降低，峰值加速度降低至 40.0 g 以
施工人员的健康。 内。
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