噴涂聚脲彈性體技術的關鍵除原料 體系外，就是噴涂所需要的專業化設備[1，2，3]。兩個化學活性極高的組分混合后快速反應造成粘度迅速增大，如果沒有適當的輸送、計量、混合設備，這一 反應是無法控制的。隨著RIM技術的不斷發展，供料、混合、注射、模塑等環節的不斷完善，也使得噴涂聚脲(PUA)彈性體投入了商業應用。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。

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

1．彈性體噴涂設備概述

　　聚氨酯（脲）彈性體噴涂設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備。作為PUA噴涂所需的專業化設備必須滿足如下要求：平穩的物料輸送系統，精確的物料計量系統，均勻的物料混合系統，良好的物料霧化系統，方便的物料清洗系統。

　　彈性體噴涂設備主要包括（見圖1）：物料輸送系統（抽料泵）、物料計量系統（主機）、物料混合系統（噴槍）等，A、R兩種物料分別經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、噴槍是設備的關鍵部分。

圖1. 噴涂彈性體設備連接示意圖

1.1主機

　　主機主要由壓力驅動系統、比例泵、控溫系統等組成。

　　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彈性體及泡沫中應用比較多，它具有體積小、重量輕、價格便宜等優點，但是由于混合系統需要高壓空氣 [8,9]來實現混合分散，在材料內部引入了較多氣孔，因而制得的彈性體力學性能及外觀較差，在應用中已較少見，在此不作贅述。

　　高壓機，通常有氣 動、液壓驅動、電動等驅動方式。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，設備價格一般比較昂貴，重量體積都較大?？梢詰糜赑U、 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。在實際應用中多組分噴涂機大多指雙組分噴涂，因此大多噴涂設備的主機有兩個比例泵。下面以雙組分彈性體噴涂設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泵、齒輪泵等類型。按往復泵運動的方向，比例泵可分為臥式（水平運動）和立式（上下運動）兩種。往復、臥式比例泵是PUA噴涂 中最為常用的噴涂設備，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、臥式比例泵的工作特點

　　通過改變比例泵泵缸的尺寸（一般出廠時已設定），壓力驅動系統能夠為比例泵提供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動系統的工作情況在此一起加以介紹。

（1）間歇式物料輸送系統

　　從原料桶抽料的A、R抽料泵是間歇工作的。舉例來說，當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、穩定、連續地計量物料提供了必要條件。間歇工作反而能保證連續供料，為什么？這是靠下面介紹的獨特回流 設計來實現的。

（2）獨特回流支路設計

　　盡管有些設備配備了比例尺，調節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動系統的帶動下，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徑相同，在相同的時間內，活塞的行程相同是輸出相同體積物料的前提，高壓、往復、臥式比例泵的獨特回流支路設計滿足了 這一要求。也正是這一設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了間歇工作，這里似乎與主機的供料的連續性相互矛盾。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，右面的球密封關閉，處于待機狀態抽料泵立即開始工作（此時抽料泵處于工作狀態，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，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的接觸式反向開關來保證來保證的，當與比例泵活塞同軸同步運動的部位接觸到反向開關時， 該反向開關會立即反饋給液壓驅動系統，從而改變活塞的運動方向。值得說明的是：與其他所有往復泵一樣[11]，在此類設備中也同樣存在壓力的不平穩的問 題，具體表現為在反向的一瞬間料缸里出現極短暫的真空，因而就出現了壓力的輕微波動。

　　綜上所述，可看出該系列設備具有平穩的物料輸送系統，精確的物料計量系統。

1.1.2主機的加熱系統

　　比例泵一般配備有主加熱器和軟管加熱器。多組分噴涂設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，在高過設備設定的壓力值時，比例泵 會自動關閉，避免出現壓力過大，導致損害設備和傷害施工人員。同樣的，當加熱溫度高于安全值時，加熱系統會自動關閉。在這兩種情況下，熟練的操作人員都可 以明顯的憑經驗感覺到設備異常，以便停止噴涂，進行檢修。

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

表1. H-2000與MH技術參數比較