噴涂聚脲彈性體技術(shù)的關(guān)鍵除原料 體系外，就是噴涂所需要的專業(yè)化設(shè)備[1，2，3]。兩個化學(xué)活性極高的組分混合后快速反應(yīng)造成粘度迅速增大，如果沒有適當(dāng)?shù)妮斔?、計量、混合設(shè)備，這一 反應(yīng)是無法控制的。隨著RIM技術(shù)的不斷發(fā)展，供料、混合、注射、模塑等環(huán)節(jié)的不斷完善，也使得噴涂聚脲(PUA)彈性體投入了商業(yè)應(yīng)用。與噴涂聚氨酯 （PU）、聚氨酯（PU）-聚脲（PUA）彈性體相比，PUA彈性體的混合難度是最大的[3]，一般能夠噴涂PUA彈性體的設(shè)備通常都能夠噴涂PU和 PU-PUA彈性體的，反之則不然。

　　鑒于噴涂設(shè)備在該技術(shù)中的重要性和PUA彈性體噴涂設(shè)備的通用性，本文結(jié)合作者在研制和開發(fā)該技術(shù)中的體會[4～7]，以聚脲彈性體噴涂設(shè)備為重點對聚氨酯（脲）彈性體噴涂設(shè)備的分類和工作特點、進展、應(yīng)用實例等方面分別加以介紹。

1．彈性體噴涂設(shè)備概述

　　聚氨酯（脲）彈性體噴涂設(shè)備分為單組分和多組分兩種，前者由于在使用中較為少見，以下重點介紹多組分噴涂設(shè)備。作為PUA噴涂所需的專業(yè)化設(shè)備必須滿足如下要求：平穩(wěn)的物料輸送系統(tǒng)，精確的物料計量系統(tǒng)，均勻的物料混合系統(tǒng)，良好的物料霧化系統(tǒng)，方便的物料清洗系統(tǒng)。

　　彈性體噴涂設(shè)備主要包括（見圖1）：物料輸送系統(tǒng)（抽料泵）、物料計量系統(tǒng)（主機）、物料混合系統(tǒng)（噴槍）等，A、R兩種物料分別經(jīng)各自的抽料泵從料桶輸送至主機進行計量、加壓、加溫，然后輸送至噴槍，在噴槍混合室混合后噴出。其中主機、噴槍是設(shè)備的關(guān)鍵部分。

圖1. 噴涂彈性體設(shè)備連接示意圖

1.1主機

　　主機主要由壓力驅(qū)動系統(tǒng)、比例泵、控溫系統(tǒng)等組成。

　　通常人們所說的“高壓機、低壓機”是按照主機工作壓力的高低來區(qū)分的。

　　低壓機，一般是電動或氣動，工作壓力范圍低，在PU彈性體及泡沫中應(yīng)用比較多，它具有體積小、重量輕、價格便宜等優(yōu)點，但是由于混合系統(tǒng)需要高壓空氣 [8,9]來實現(xiàn)混合分散，在材料內(nèi)部引入了較多氣孔，因而制得的彈性體力學(xué)性能及外觀較差，在應(yīng)用中已較少見，在此不作贅述。

　　高壓機，通常有氣 動、液壓驅(qū)動、電動等驅(qū)動方式。其工作壓力很高（通常大于11.2MPa），可以不必依靠高壓空氣，就足以把高粘度的物料混合均勻，因此，高壓噴涂往往被 稱為無氣噴涂（airless spray），但由于現(xiàn)在介紹的是無溶劑多組分噴涂，因此與一般的單組分高壓無氣噴涂截然不同，設(shè)備價格一般比較昂貴，重量體積都較大?？梢詰?yīng)用于PU、 PU-PUA、PUA各種彈性體和各種PU泡沫的噴涂。與高壓機更適合于RIM一樣[10]，高壓機噴涂成型的彈性體性能優(yōu)異，因此越來越多地為人們所采 用，以下重點敘述。

1.1.1比例泵

　　比例泵是主機中最主要的單元。在實際應(yīng)用中多組分噴涂機大多指雙組分噴涂，因此大多噴涂設(shè)備的主機有兩個比例泵。下面以雙組分彈性體噴涂設(shè)備的比例泵為重點加以介紹。

1.1.1.1比例泵的分類

　　按比例泵的運動方式可分為往復(fù)泵、齒輪泵等類型。按往復(fù)泵運動的方向，比例泵可分為臥式（水平運動）和立式（上下運動）兩種。往復(fù)、臥式比例泵是PUA噴涂 中最為常用的噴涂設(shè)備，較有代表性的有Gusmer公司的H-2000、H-3500、FF-3500、MARKSMAN，Glas-Craft公司的 MH等等。

1.1.1.2 高壓、往復(fù)、臥式比例泵的工作特點

　　通過改變比例泵泵缸的尺寸（一般出廠時已設(shè)定），壓力驅(qū)動系統(tǒng)能夠為比例泵提供11.2-24MPa的工作壓力，用以滿足不同體系的要求。為了敘述的方便抽料泵以及壓力驅(qū)動系統(tǒng)的工作情況在此一起加以介紹。

（1）間歇式物料輸送系統(tǒng)

　　從原料桶抽料的A、R抽料泵是間歇工作的。舉例來說，當(dāng)A比例泵處于供料沖程的時候, R比例泵是處于卸料沖程，此時只有A抽料泵是工作的，從高壓氣源輸送來的高壓氣體就全部施加在了A抽料泵上面，而R抽料泵則不工作；同樣的道理，在R抽料 泵工作時，A抽料泵是不工作的。這一特點是通過后文介紹的獨特回流支路來實現(xiàn)的，后面詳細加以介紹。因此，在任何情況下A、R抽料泵的工作壓力是完全一樣 的，而不受A、R料粘度的影響。這就為比例泵準確、穩(wěn)定、連續(xù)地計量物料提供了必要條件。間歇工作反而能保證連續(xù)供料，為什么？這是靠下面介紹的獨特回流 設(shè)計來實現(xiàn)的。

（2）獨特回流支路設(shè)計

　　盡管有些設(shè)備配備了比例尺，調(diào)節(jié)后可通過改變其中一個泵的沖程來改變兩組分的比例，但是由于A、R體積比為1：1時混合效果最佳，因此很多設(shè)備在出廠時， 比例就固定在1：1，這也就是所謂的“雙動泵”或“連動泵”，即兩個比例泵在位于同一條水平線上的壓力驅(qū)動系統(tǒng)的帶動下，同步工作。兩個比例泵活塞位于同 一條水平線上，由于兩個比例泵缸體內(nèi)徑相同，在相同的時間內(nèi)，活塞的行程相同是輸出相同體積物料的前提，高壓、往復(fù)、臥式比例泵的獨特回流支路設(shè)計滿足了 這一要求。也正是這一設(shè)計使得往返兩個行程上能保證輸出量相同。

　　前文提過，兩個抽料泵由于該獨特的回流支路實現(xiàn)了間歇工作，這里似乎與主機的供料的連續(xù)性相互矛盾。其實不然，下圖（圖2）是該類比例泵的工作原理圖：

圖2 . 比例泵工作原理圖

　　比例泵的活塞向右移動時，Pump Base中的左面的球密封因有負壓打開，右面的球密封關(guān)閉，處于待機狀態(tài)抽料泵立即開始工作（此時抽料泵處于工作狀態(tài)，有物料抽進主機，所以稱之為進料沖 程），如圖所示，物料按箭頭方向進入了比例泵活塞左面的腔室，而比例泵活塞右面的物料由于Pump Base中的球密封關(guān)閉，只有進入Outlet管路進入槍體。

　　比例泵的活塞向左移動時，Pump Base中的左面的球密封因受高壓關(guān)閉，右面的球密封則由于如箭頭所示的高壓液流沖開（此時抽料泵處于非工作狀態(tài)，沒有物料進入主機，所以稱之為卸料沖程），如圖所示，物料按箭頭方向通過特殊的回流支路進入了Outlet管路進入槍體。

　　在比例泵的活塞換向時（即往返換向），該類高壓比例泵是通過液壓系統(tǒng)的接觸式反向開關(guān)來保證來保證的，當(dāng)與比例泵活塞同軸同步運動的部位接觸到反向開關(guān)時， 該反向開關(guān)會立即反饋給液壓驅(qū)動系統(tǒng)，從而改變活塞的運動方向。值得說明的是：與其他所有往復(fù)泵一樣[11]，在此類設(shè)備中也同樣存在壓力的不平穩(wěn)的問 題，具體表現(xiàn)為在反向的一瞬間料缸里出現(xiàn)極短暫的真空，因而就出現(xiàn)了壓力的輕微波動。

　　綜上所述，可看出該系列設(shè)備具有平穩(wěn)的物料輸送系統(tǒng)，精確的物料計量系統(tǒng)。

1.1.2主機的加熱系統(tǒng)

　　比例泵一般配備有主加熱器和軟管加熱器。多組分噴涂設(shè)備的加熱效率對混合有很大的影響，每一個組分必須具有6-8KW的加熱能力，否則會因物料粘度太高很難 保證理想的混合。由于實際應(yīng)用中料管較長（最長達93m），因此也必須具有一定的加熱能力，但料管加熱通常只是用于保溫。一般來說，設(shè)備加熱功率、加熱效 率越高，物料初始粘度就可以越高，配方選擇的余地就越大，因此就越受歡迎。Gusmer公司的成套噴涂設(shè)備只有物料的粘度在3000 mPa.s之下時才能保證均勻的混合。從表1可以看出：MH主機的加熱功率和最高加熱溫度均高于H-2000，這說明該設(shè)備可噴物料粘度高于后者。

1.1.3主機的安全性能

　　比例泵的過壓保護和過熱保護，充分保證了在高溫、高壓下工作的安全。當(dāng)噴槍混合室等部位有堵塞時，物料的壓力會突然上升，在高過設(shè)備設(shè)定的壓力值時，比例泵 會自動關(guān)閉，避免出現(xiàn)壓力過大，導(dǎo)致?lián)p害設(shè)備和傷害施工人員。同樣的，當(dāng)加熱溫度高于安全值時，加熱系統(tǒng)會自動關(guān)閉。在這兩種情況下，熟練的操作人員都可 以明顯的憑經(jīng)驗感覺到設(shè)備異常，以便停止噴涂，進行檢修。

Gusmer公司的H-2000、Glas-Craft公司的MH的主要技術(shù)參數(shù)見下表（表1）：

表1. H-2000與MH技術(shù)參數(shù)比較