聚脲問世的初期,人們對其耐老化性能夸大其詞。十幾年的實際應用表明:傳統的芳香族聚脲的耐老化性能并不突出,不適宜用于長期外露的場合。這一點在理論上也可以找到依據,由化學工業出版社出版山西化工研究所主編的《聚氨酯彈性體》一書是聚氨酯彈性體行業公認的權威著作,發行已有十多年。該書第107頁的《表4-1 聚氨酯各種基團的內聚能、摩爾體積對性能影響》中提到脲基的耐候性差,而氨基甲酸酯基的耐候性優,說明聚氨酯的耐候性比聚脲好。該書第116頁對聚氨酯彈性體結構中各種基團的水解穩定性進行了排序:丁二烯>醚基>氨基甲酸酯基>脲基>縮二脲基>脲基甲酸酯基>酯基,說明聚氨酯的耐水解性比聚脲好。
從分子結構上進行理論分析,聚氨酯含有大量的C-O鍵,其化學鍵能為 351.5 kJ/mol,而聚脲含有大量的C-N鍵,其化學鍵能僅為291.6 kJ/mol。所以在戶外紫外光照射下,脲鍵更容易斷裂,聚脲的耐紫外光照射性能并不比聚氨酯強。
綜上所述,從化學結構方面分析,聚脲耐候性不如聚氨酯。但聚脲不含催化劑,在耐催化降解方面優于聚氨酯。總體來說,聚脲與聚氨酯的耐老化性能基本相當,其差異主要源自原材料不同和配方設計水平。
美國聚脲界在實際應用過程中也逐漸認識到芳香族聚脲耐老化性能的不足,并在工程中采用了脂肪族聚脲或聚天氡氨酸酯聚脲作為面層的方案。脂肪族聚脲的耐候性遠優于芳香族體系,這是沒有爭議的事實。根據國外的加速試驗,芳香族聚脲耐3800小時的紫外光老化后,主要性能保持率大于80%,而脂肪族聚脲則更優越,耐6000小時的紫外老化后,其主要性能保持率仍 大于90%[9] 。
對于長期在戶外曝露的聚脲防護工程,建議底層采用芳香族聚脲,厚度約為總厚度的75%,而面層可采用脂肪族聚脲、聚天冬氨酸酯聚脲或其他耐候性能面漆,如脂肪族聚氨酯、氟碳或聚硅氧烷等,厚度約為總厚度的25%。并且面漆應該具有一定彈性,以防開裂失去防護效果。國外大量的工程實踐證明:以上復合防護體系是一種耐久性好、成本相對較低的佳配套方案。