聚氨酯概况综述

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1、聚氨酯概况 一、聚氨酯定义 聚氨酯： 凡是在大分子主链中含有氨基甲酸酯基的聚合物称为聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯。 分类：聚酯型聚氨酯; 聚醚型聚氨酯。 聚酯型聚氨酯：以异氰酸酯和端羟基聚酯为原料制备的聚酯称为聚酯型聚氨酯。聚醚型聚氨酯：以异氰酸酯和端羟基聚醚为原料制备的聚氨酯。二、聚氨酯生产常用原料简介己二酸（AA） 1、物理性质：白色晶体或结晶粉末，略有酸味，微溶于水、环己烷，溶于丙酮、乙醇、乙醚。不溶于苯、石油醚。熔点152，沸点330.5（760mmHg），比重1.360（20/4），闪点196。2、用途：AA主要用于生产尼龙（纤维和树脂），约占总生量的70%以上，聚氨酯行业中AA 的用量

2、只约20%，余下的用于增塑剂、造纸、药物等方面生产。在PU行业中，AA用于生产PU革用树脂、鞋底原液、弹性体、胶粘剂和油漆等方面。二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯（MDI）1、物理性质：白色到微黄色结晶体（或粉末）。溶于丙酮、苯、甲苯、氯苯、硝基苯、煤油、乙酸乙酯等，比重1.197（70），凝固点38-39，沸点190（5mmHg）。2、用途：MDI只用于聚氨酯行业中，其应用范围是：弹性体、纤维、革用树脂、鞋底原液、胶粘剂和油漆等方面。多亚甲基多苯基多异氰酸酯（PAPI）1、物理性质：棕色粘稠液体，溶于丙酮、苯、甲苯、氯苯、硝基苯、煤油、乙酸乙酯等，比重1.23（25）。 2、用途： 在PU行业

3、中，PAPI主要用于生产硬泡，此外还可用于胶粘剂、铺装材料等。甲苯二异氰酸酯（TDI）1、物理性质无色至淡黄色液体，有强烈刺激性气味。可溶于醚、丙酮、苯、四氯化碳、氯等。与水、醇及胺等反应，比重1.2244（20/4），熔点19.5-21.5，沸点251（760mmHg）。2、用途：TDI的主要用途是生产PU泡沫，约占TDI总量的80%以上。此外还用于胶粘剂、弹性体、油漆、固化剂等方面。N,N-二甲基甲酰胺（DMF）1、物理性质：无色透明液体，有氨气味，溶于水、乙醇、乙醚、氯仿等大多数有机溶剂，微溶于苯。溶解能力强，被称为万能有机溶剂。比重0.9445g/cm3（25/4），熔点-61，沸点1

4、53，折射率为1.4269。2、用途： DMF主要用于革用树脂的合成和PU皮革生产加工方面，约占总量的90%以上，余下的用于医药和分析方面。1，4丁二醇（BDO）1、物理性质：无色粘稠油状液体，味苦，有吸湿性，无气味。可溶于水、甲醇、乙醇和丙酮，微溶于乙醚，不易挥发。比重为1.016g/cm3(20/4)，凝固点为20.9，沸点为228，折射率为1.4446（25）。2、用途：用于制造聚酯多元醇、不饱和树脂、药物、染料、化妆品及油漆等。多元醇一）：聚酯多元醇 1、分类：聚酯多元醇的种类繁多，根据其结构来分可分为三大类：聚酯多元醇类（主要是己二酸系列），聚己内酯类，聚碳酸酯类。聚酯多元醇是由二元

5、酸与二元醇或三元醇经酯化、缩聚成一定分子量的端羟基高聚物。聚己内酯类是己内酯在催化剂（有机钛类、辛酸亚锡）存在下，由起始剂（二醇或二胺）开环聚合成线性的端羟基或端胺基高聚物。聚碳酸酯类是1，6己二醇与二苯基碳酸酯经酯交换、缩聚而成的聚碳酸己二醇酯二醇。2、聚酯多元醇生产工艺：催化剂己二酸聚酯合成釜 产品缩聚酯化二元醇 3、聚酯多元醇主要品种：见表1： 表 1：常见的聚酯多元醇 聚酯多元醇 名称代号 状态聚己二酸乙二醇酯二醇PEA 白色蜡状固体聚己二酸乙二醇丙二醇酯二醇PEPA 白色蜡状固体聚己二酸二乙二醇酯二醇PDA 浅黄色粘稠液体聚己二酸乙二醇二乙二醇酯二醇PEDA 白色或浅黄色油状物聚己二

6、酸1，4丁二醇酯二醇PBA 白色蜡状固体聚己二酸乙二醇1，4丁二醇酯二醇PEBA 浅黄色油状物聚己二酸1，2丙二醇酯二醇PPA 浅黄色粘稠液体聚己二酸新二醇1，6己二醇酯二醇PNHA 浅黄色油状物或白色蜡状固体聚己二酸蓖麻油酯二醇PCA 浅黄色油状物聚己内酯二醇PCL 白色蜡状固体或浅色油状物聚碳酸1，6己二醇酯二醇PHC 浅色蜡状固体二）：聚醚多元醇（PPG）：1、分类： 聚醚多元醇品种很多，根据其特性来分可分为四大类：第一类：普通氧化丙烯为基的聚醚多元醇。第二类：特种氧化丙烯为基的聚醚多元醇。第三类：四氢呋喃为基的聚醚多元醇。第四类：丁二烯为基的聚醚多元醇。2、聚醚多元醇生产原料：聚醚多元

7、醇的生产原料只有三种：第一种：含氧的环化物：主要有：环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃等。第二种：含活泼氢的起始物：主要有：乙二醇、丙三醇、季 四醇、乙二胺、芳胺等。第三种：离子型催化剂：主要有：KOH、NaOH、FeCl3、AlCl3、BF3等3、主要的聚醚多元醇品种：见表2： 表2：主要的聚醚多元醇品种 聚醚多元醇名称 用途聚氧化丙烯二醇泡沫塑料、胶粘剂、铺装材料聚氧化丙烯三醇泡沫塑料、胶粘剂、铺装材料聚氧化丙烯 蓖麻油多元醇耐水解弹性体、胶粘剂聚氧化丙烯四醇硬泡聚氧化丙烯五醇耐高温硬泡聚氧化丙烯六醇耐高温硬泡聚氧化丙烯八醇耐高温硬泡高活性聚醚多元醇高回弹、自结皮、RIM注射弹性体填充聚醚多元醇

8、高承载、高模量、高弹性泡沫塑料端胺基聚醚多元醇快速模注弹性体、喷涂弹性体阻燃聚醚多元醇阻燃泡沫塑料聚四氢呋喃二醇弹性体、氨纶四氢呋喃氧化丙烯共聚二醇胶粘剂、弹性体聚丁二烯二醇胶粘剂、弹性体三、聚氨酯制品的生产和用途概述聚氨酯用途很广，涉及的产品有：泡沫塑料、弹性体、涂料、胶粘剂、纤维、合成皮革等。这些制品广泛应用于工、农业，运输、建筑以及日常生活用品等行业中。下面简单概述一下聚氨酯的有关用途。（一）泡沫塑料1、生产原理（1）：ONCRNCO + H2O ONCRNHCOOH ONCRNH2 + CO2ONCRNCO + RNH2 ONCRNHCONHR （2）：ONCRNCO + HOR1OH

9、 + ONCRNCO ONCRNHR1NHRNCO2、生产工艺按聚氨酯泡沫的生产工艺，可分为一步法、预聚体法（两步法）两种；按生产机械的种类，可分为间歇法、连续法两种。常见的箱式发泡是间歇式一步法。其生产流程如下：发泡剂TDI填料硅油催化剂聚醚泡 沫 产 品发 泡 箱3、各组份作用：1）、聚醚多元醇：是泡沫塑料的主要原料之一，与异氰酸酯反应，生成氨基甲酸酯，使分子链增长形成聚氨酯。构成泡沫体的主体骨架。2）、TDI（T80：是泡沫塑料的主要原料之一，其作用有：第一：与异氰酸酯反应，生成氨基甲酸酯，使分子链增长形成聚氨酯。构成泡沫体的主体骨架。第二：与水反应，放出CO2，形成泡沫塑料中泡孔。第三

10、：过量的NCO与脲、氨基甲酸酯中的活泼氢反应，生成缩二脲和脲基甲酸酯，使聚合物分子链接连起来，形成聚合物网络结构，起交联作用，赋予泡沫体强度。3）、发泡剂：发泡剂有两类：水和物理发泡剂。 水：与异氰酸酯反应，生成脲基甲酸酯，形成泡沫体的主体骨架之一。同时反应中放出的CO2，形成泡沫塑料中泡孔。 物理发泡剂：常用的有：F11（三氯一氟甲烷），二氯甲烷等。其作用是：其一：起发泡作用；其二是带走热量或减少放热量，防止泡沫烧心或燃烧。4）、催化剂：用来调整和平衡在泡沫形成过程中，发生的发泡和聚合凝胶两种反应速率。以克服泡沫中的各种问题。同时为了加快反应速度，缩短生产时间。 5）、填料：降低成本和提高泡

11、沫强度、耐热性能。6）、硅油：属于表面活性剂系列。 4、应用领域： 1）、垫材：软泡用于家具座椅、沙发，汽车座垫、靠背、扶手，床垫等。 2）、软泡可用作隔音材料、鞋内衬等织物复合材料、玩具、过滤材料和高档仪器的包装材料等方面。 3）、硬泡可用于冰霜、冷藏方面的绝热材料，工业管道、贮罐的保温材料，以及汽车的车门板、行李箱盖、发动机盖板等。 4）、硬泡在建筑方面可用作楼顶层的防水、隔热材料，组合活动建筑。同时还能作为具有车、锯、刨功能的仿木材料。（二）弹性体 1、分类： 从制造工艺来分，聚氨酯弹性体可分为浇注型、热塑性、混炼型三大类。2、热塑性聚氨酯弹性体（TPU）的生产工艺：TPU的生产工艺很多

12、，但最常用的双螺杆连续化生产工艺。低聚物二醇二醇扩链剂脱 水脱 水计 量纯 MDI熔 融高速混合头双螺杆反应器产品胶条冷却干燥造粒包装 3、弹性体用途1）、聚氨酯弹性体可用于矿山中各种设备的管道、弯头、内衬、筛板（筛网）和传送运输带等。2）、聚氨酯弹性体可用于造纸、纺织、印染、印刷等各种胶辊，也可用于矿山中各种车辆上的实心轮胎。3）、聚氨酯弹性体可用于汽车行业中的仪表板、车身板、保险杠以及其它零部件，此外还可用于模具内衬、各种物料的软硬管、鞋底鞋材以及医用各种材料等。（三）涂料1、分类： 聚氨酯涂料的分类 类型固化方式NCO%颜料分散性干燥时间/h耐磨性主要用途单组分氨酯油氧化聚合 0常规法0.44.0一般装饰漆、船舶漆、防锈漆、木器漆封闭型加热 0常规法0.5（150C以下）良好绝缘漆、烘烤漆湿固化型空气中的湿气。小于15不均匀，禁用碱性颜料0.28.0