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1、聚氨酯知识入门讲座,请大家举例说明在我们生活中聚氨酯的应用实例,分组讨论10分钟 每个小组派一名代表归纳总结 将结果表述出来,聚氨酯应用事例,聚氨酯硬质泡沫塑料 聚氨酯软质泡沫塑料 弹性体 涂料 粘合剂 合成革,聚氨酯硬质泡沫,绝热性能良好 重量轻 比强度高 广泛的应用于家电 冰箱冰柜的保温层 冷库 冷藏车的保温层 钢构工业厂房 城市供热的保温管道 仿木材料,聚氨酯软质泡沫塑料,开孔结构 密度低 弹性好 保温性能好家具垫材 座椅过滤材料 防震材料 装饰材料 保温材料,热塑性聚氨酯,与大部分的塑料的加工性能相似 注塑成型汽车部件 机器零件 胶辊 电线电缆 软管,Case 涂料 粘合剂 密封剂 包
2、封材料,油漆涂料 双组分粘合剂 门窗密封剂 包装材料,聚氨酯的发展历史,1849年德国化学家Wurtz合成了烷基异氰酸酯 1850年Hofmann合成了苯基异氰酸酯 1884年Hentschel用胺与光气反应制成异氰酸酯，从而为现代异氰酸酯的工业化奠定了基础 1937年O.Bayer教授对二异氰酸酯研究发现可以生成聚氨酯，利用己异二氰酸酯和1，4丁二醇加聚反应生成线性聚氨酯,德国BAYER,在第二次世界大战期间(1941-1942年)用聚氨酯制得的聚氨酯泡沫塑料,涂料,胶粘剂 当时的产量10吨/月 BAYER教授是聚氨酯的奠基人,聚氨酯发展的历史,1945-1947年DuPont和Monsan
3、to建造了甲苯二异氰酸酯试验车间 聚氨酯引起了美国空军的重视 将其用于飞机的生产制造中,聚氨酯发展的历史,1952年Bayer报道了聚酯型软质聚氨酯泡沫塑料的研究的报道 1954年BAYER完成了采用连续法生产聚氨酯软泡 并为其命名为：MOLTOPERNE 申请了专利 在世界上出售这种专利技术 1957年Wyandotte化学公司制备成功以环丙烷合成的聚醚型聚氨酯泡沫塑料 并实现工业化 从而大大降低了成本 是聚氨酯工业化的一个突破 1957年ICI公司开发了用PAPI制备聚氨酯硬质泡沫,聚氨酯发展历史,1969年Bayer公司首先报道了用高压碰撞混合法生产，展出第一台具有自清洁和循环混合头的反
4、应注射成型设备 聚氨酯的全球用量以每年10%的速度递增 2005年全球的总产量已经接近1000万吨,我国的聚氨酯工业,1998年聚氨酯制品已达到77万吨 预计2007年达到150万吨 软泡生产厂家：1200家 连续生产线120余条 箱式发泡装置上千台 硬泡冰箱生产线150条，冰箱生产能力：2000万台 连续板材生产线10余条 城市集中供热保温管道生产线上百台套 制鞋 5亿/年 家具,聚氨酯化学,聚氨酯是6大高分子合成材料之一 是由多元醇与多异氰酸酯反应 生成网状结构高分子化合物 聚氨酯的分子量一般为数万到十几万 有别于5大高分子材料的是现场合成高聚物-使用者则是高分子材料的制造者 加工制作的方
5、法不同其他塑料加工 给应用带来了许多方便,聚氨酯化学,通俗的讲，聚氨酯的形成就是将两组分的化学液体充分的混合，两组分的单体化合物进行聚合反应，形成高聚物。A组分 B组分,聚氨酯化学,组分A :异氰酸酯组分 组分B :组合聚醚 南京红宝丽股份有限公司是组分B 组合聚醚的专业生产制造商 提供给众多的海内外客户 这些客户去生产聚氨酯泡沫，用于各种器械的保温隔热材料 例如：家电制冷器具，冰箱冰柜 冷藏集装箱 太阳能热水器 城市供热保温管道,聚氨酯化学,异氰酸酯与羟基的反应R-NCO+R-0H -R-NHCCO-R异氰酸酯与水的反应R-NCO+H20-R-NHCOOH- RNH2+C02 (二氧化碳）R
6、-NH2+R-NCO-R-NHCONH-R,聚氨酯化学,高分子的形成 N ocn-R-nco+n HO-R-OH-COHN-R-NHCO-0R-0-N 形成线性或是网状高分子化合物 这种高分子化合物我们称之为聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯,聚氨酯化学,1mol(18克）水与1mol二异氰酸酯(TDI 174克或MDI 250克）反应，生成1mol (22.4升）的二氧化碳 由此可见，少量的水可以消耗大量的二异氰酸酯，并生成大量的二氧化碳工作罐压缩空气一定要干燥 异氰酸酯的贮存的问题密封，防水，防水蒸汽,聚氨酯化学,异氰酸酯的贮存 一定要干燥的容器 一定要密封 常温20度，通风条件下贮存,基本原料 异
7、氰酸酯,异氰酸酯是聚氨酯的主要原料之一 异氰酸酯分脂肪族和芳香族两类 制造聚氨酯材料的有二异氰酸酯，三异氰酸酯，或多异氰酸酯 芳香族异氰酸酯价格相对低廉 在主导地位,甲苯二异氰酸酯 TDI,合成方法 甲苯-二硝基苯-苯胺-甲苯二异氰酸酯 1.硝酸 HNO3 硝化 2.N2 氮气 3.COCL2 光气化 目前主要用于制造聚氨酯软泡 兰州银光化学工业公司引进BASF的DTI装置1992年投产,二苯基甲烷二异氰酸酯MDI,苯胺+甲醛-二苯胺基甲烷（MDA)+光气-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI) 只有两步，是很艰难的两步 几年前90%的MDI要进口 技术被欧美日垄断 84年烟台合成革厂从日本引进一套年
8、产10000吨MDI装置 2006年BASF在上海曹泾化工园区16万吨MDI 13万吨TDI投产,聚醚多元醇,聚醚多元醇是以OH为端基的齐聚物 主链上（-0-C-C-)醚键联接 起始剂是低分子量的多元醇，多元胺 官能度（2-8个）不等 聚合物的分子量几百到几千 聚醚多元醇的品种众多 有不同的分类 一般一起始剂的的名称命名 如蔗糖聚醚 山梨醇聚醚 甘油聚醚 乙二胺 聚醚 乙二醇聚醚,聚醚多元醇的原料,含氧的环状化合物 如环氧丙烷，环养乙烷，四氢呋喃 含有活泼氢的起始剂 离子型的催化剂,环氧乙烷,又名氧化乙烯 常温下无色气体 加压或冷却 可液化为透明液体 沸点10.4度 与空气混合形成爆炸性混合物
9、 爆炸极限3-100%体积比 可溶于水 容易与活泼氢的化合物发生反应,环氧丙烷,物理特性 有醚味的无色透明液体 沸点：34.2度 操作中危险性没有环氧乙烷大，但是要采取相同的安全防范措施,聚合催化剂,阴离子聚合催化剂 氢氧化钾 氢氧化钠 醇钾 醇钠 阳离子聚合催化剂 三氟化硼 氧化锡 氧化铁 氯磺酸 金属络合催化剂 制取高分子量等规聚醚多元醇,聚醚多元醇的生产方法,四个工序 1.醇钾催化体系的制备 2.氧化烯烃的聚合 3.中和脱色及脱挥发物 4.过滤处理,聚醚多元醇的生产,醇钾催化体系的制备 起始剂 催化剂在常压不锈钢反应釜中进行搅拌溶化 溶化温度80-90度 真空减压下110-120度 脱水
10、1-2小时 制成醇钾溶液 氧化烯烃的聚合反应 采用分批加料或是连续加料的方法加入氧化丙烯，进行聚合反应纺织聚合热集中引起爆聚 反应温度80-120度，3-8大气压,聚醚多元醇的生产,中和脱色处理 是将聚醚多元醇中的残余催化剂除去 色素脱除 常用的吸附剂有合成碳酸镁 白土 常用的酸有草酸 磷酸 中和脱色的条件：80度 搅拌混合一小时脱挥发物和过滤 主要是将吸附物 盐类固体物质,组合聚醚,是合成聚氨酯材料的B组分之一 是将单体聚醚，催化剂，稳定剂，发泡剂，等多种原料组合在一起的混合物,多元醇,起始剂的符号和参数 名称 符号 分子量 官能度 甘油 G 92.1 3 三乙醇胺 TEA 149.2 3
11、乙二胺 EDA 60.1 4 甲苯二胺 MTD 122.2 4 蔗糖 SU 342.3 8 在硬泡聚醚的选择上其羟值350-600mgKOH/g,官能度3-8之间,催化剂,有机锡类催化剂月桂酸二丁基锡辛酸亚锡 叔胺类催化剂三乙胺三乙烯二胺NN-二甲基环己胺 （是广泛使用的硬泡的催化剂之一）,泡沫稳定剂,两个作用 1. 乳化作用:使各组分互溶性增强 2. 降低液体的表面张力 是分散在原料中的气体在搅拌过程中更加容易成核,有助于小的气泡产生,使得细小的气泡产生,提高泡沫的稳定性 泡沫稳定剂在聚氨酯泡沫中的作用不同分为用于硬泡,和软泡的两种,发泡剂,有两种 ： 化学发泡 物理发泡 化学发泡 是利用组
12、合聚醚中含有的少量的水与异氰酸酯作用，产生二氧化碳气体，二氧化碳作为泡沫塑料的发泡剂 水消耗异氰酸酯 成本上升 水有助于提升聚氨酯泡沫的流动性 二氧化碳的导热性能变差 综合的评估：1.8-2%的量为佳,发泡剂,物理发泡 选择物理发泡剂的原则 易于气化 气相导热率低 毒性低 相容性好 无腐蚀 价格低 易于操作 控制管理,发泡剂,1.氯氟烃 CFC-11 由于对环境破坏被淘汰 2.氢氯氟烃 HCFC-141b 即将被淘汰 3.碳氢化合物 环戊烷 环异戊烷 目前中国的所有冰箱生产线基本上使用环戊烷，环异戊烷做发泡 完全按照蒙特利尔签署的协议执行4. 245fa 发泡 科龙广州,典型的硬质聚氨酯配方,
13、单体聚醚 100 OH=450 叔胺类催化剂 1.8-2.0 硅油稳定剂 2.0-2.2 水 2.0 发泡剂 环戊烷 100：13 以上组分混合 均匀 作为B组分 在客户使用前加入发泡剂 以上就是红宝丽公司提供给我们客户的聚氨酯组合料 这种组合料去年生产25000吨,聚氨酯组合料的检测,黏度 水分 反应时间 乳白时间 拉丝时间 不粘时间 自由发泡密度 物性参数以上指标是我们生产监控的重要参数数据也要随产品提供 以便客户使用,组合聚醚的贮存,包装 密封的200升铁桶中或是1000的塑料桶 贮存温度：室温 10-20度 通风的室内 禁止烟火 容易吸附潮气 有效期：6个月,聚氨酯,聚氨酯从它诞生到现
14、在只有60年的历史，其资历远比不上老的高分子材料，但其优良的性能而备受人类的青睐和重视 中国是世界的制造业中心，使经济最活跃的地区,发泡原料的正确使用,H526组合聚醚的特点 三低一快发泡系统 低导热 k=0.020w/mk 低密度 33-34 低配比 1：1.2-1.22 快速脱模 330分钟/8厘米厚泡沫,特点,操作与正常的环戊烷发泡系统相同 设备无需调整 原料温度 23-25度 冬季要设定在上限 黑白料比 1：1.2-1.22 密度 自由泡密度 22.5-23.5 箱体解刨密度 32.5-34 取决于环境温度，特别在冬季箱体解剖密度高于夏季1公斤,监控,环戊烷配比 100：13 原料温度
15、 22-25度 模温： 40-45度 注射压力 100-150 注料量 称重 每天校对一次 小样密度 在发泡作业前测试 箱体密度 定期检测,小样密度,混合效果 是否均匀一致 有无混合不均的现象 塌泡 测反应时间，乳白，拉丝 测小样密度 在22.5-23.5范围内门体小样密度 高于箱体1公斤 一切正常后方可进行发泡作业,箱体密度测试,定期的解刨箱体 看泡沫的充填状况 判断泡沫是否正常 测试冰箱9点的密度 顶部 底部 右上 右下 左上 左下 背上 背下 中板 观察密度分布情况,箱体预热和模温的控制,在冬季尤为重要 预热使得表面温度达到35度 模温要保持在40-45度 温度低 会导致内胆的粘结性差，脱壳 低温会导致泡沫流动性差，充填困难最终导致与外壳脱离冰箱收缩变形,注射压力的控制,压力是提供两个组分混合的能量 混合压力100-150 大小取决于混合的效果来定 不正常时要检查管路，计量泵，注射枪头 及时清洗 过滤器清洗每周一次，将杂质放出，保证循环畅通,发泡原料的检验,每批原料提供给客户一个质检报告包括；检测条件 温度 反应时间 密度 粘度 原料配比 生产日期 数量等 进厂测试 进行核对 主要手工小样的测试 入库,
