聚氨酯及生产聚氨酯的原料Word文档下载推荐.docx

1、20世纪60年代，由于人们环保意识的增强和政府环保法规的出台，水系TPU涂层应运而生。70年代以后，水系PU涂层迅速发展，PU涂层织物已广泛应用。80年代以来，TPU的研究和应用技术出现了突破性进展。与国外相比，国内关于PU纺织品整理剂的研究较晚。主要用途根据所用原料的不同，可有不同性质的产品，一般为聚酯型和聚醚型两类。可用于制造塑料、橡胶、纤维、硬质和软质泡沫塑料、胶粘剂和涂料等。生产规模经过60多年的发展，聚氨酯已成为一种重要的合成树脂品种。世界聚氨酯消耗量1999年估计达7.7Mt，2000年聚氨酯总产量达到8.5Mt。近年来亚太地区成为世界聚氨酯工业发展最快的地区，而中国又是最具发展潜

2、力的国家。据估计，1998年聚氨酯制品总产量约为770kt（扣除溶剂后约为555kt），2000年约为920kt，预计到2005年聚氨酯材料需求量将达1.41.5Mt 生产技术20世纪40年代，德国Bayer实验室用二异氰酸酯及多元醇 为原料，制得了硬质泡沫塑料等聚氨酯样品。美国于1946年起开展了硬质聚氨酯泡沫塑料的研究，产品用于飞机夹心板材部件。1952年，Bayer公司报道了聚酯型软质聚氯酯泡沫塑料中试研究成果；19521954年，又开发连续方法生产聚酯型软质聚氨酯泡沫塑料技术，并开发了相应的生产设备；1961年，采用蒸气压较低的多异氰酸酯PAPI制备硬质聚氨酯泡沫塑料，提高了硬质制品的

3、性能和减少了施工时的毒性，并应用于现场喷涂工艺，使硬质泡沫塑料的应用范围进一步扩大。由于价格较低的聚醚多元醇在60年代的大量生产，以及一步法和连续法软泡生产工艺及设备的开发，聚氨酯软泡获得应用。60年代中期，冷熟化半硬泡和自结皮模塑泡沫被开发，70年代在高活性聚醚多元醇的基础上开发了冷熟化高回弹泡沫。70年代开发了聚氨酯软泡的Maxfoam平顶发泡工艺、垂直发泡工艺，使块状聚氨酯软泡的工艺趋于成熟。后来，随着各种新型聚醚多元醇及匀泡剂的开发，还开发了各种模塑聚氨酯泡沫塑料。产品应用目前聚氨酯泡沫塑料应用广泛。软泡沫塑料主要用于家具及交通工具各种垫材、隔音材料等；硬泡沫塑料主要用于家用电器隔热层

4、、屋墙面保温防水喷涂泡沫、管道保温材料、建筑板材、冷藏车及冷库隔热材等；半硬泡沫塑料用于汽车仪表板、方向盘等。市场上已 有各种规格用途的泡沫塑料组合料（双组分预混料），主要用于（冷熟化）高回弹泡沫塑料、半硬泡沫塑料、浇铸及喷涂硬泡沫塑料等。聚氨酯弹性体可在较宽的硬度范围具有较高的弹性及强度、优异的耐磨性、耐油性、耐疲劳性及抗震动性，具有“耐磨橡胶”之称。聚氨酯弹性体在聚氨酯产品中产量虽小，但聚氨酯弹性体具有优异的综合性能，已广泛用于冶金、石油、汽车、选矿、水利、纺织、印刷、医疗、体育、粮食加工、建筑等工业部门。PU是聚氨酯，PU皮就是聚氨酯成份的表皮.现在服装厂家广泛用此种材料生产服装，俗称仿

5、皮服装.PU 是英文polyurethane的缩写，化学中文名称 聚氨酯 其质量也有好坏，好的包包多采用进口PU 革；PU配皮是一般其反面是牛皮的第二层皮料，在表面涂上一层PU树脂，所以也称贴膜牛皮。其价格较便宜，利用率高。其随工艺的变化也制成各种档次的品种，如进口二层牛皮，因工艺独特，质量稳定，品种新颖等特点，为目前的高档皮革，价格与档次都不亚于头层真皮。PU皮与真皮包各有特点，PU皮包外观漂亮，好打理，价格较低，但不耐磨，易破；真皮价格昂贵，打理麻烦，但耐用。聚氨酯涂层剂聚氨酯涂层剂是当今发展的主要种类，它的优势在于：涂层柔软并有弹性；涂层强度好，可用于很薄的涂层；涂层多孔，具有透湿和通气

6、性能；耐磨，耐湿，耐干洗。 其不足在于：成本 较高；耐气候性差；遇水、热、碱要水解。TPU涂层剂按组成分类有：聚酯系聚氨酯；聚醚系聚氨酯；芳香族异氰酸酯系聚氨酯；脂肪族异氰酸酯系聚氨酯。按使用上采用的介质分为溶剂类和水系类。在大分子主链上含有NHCOO基团的重复结构单元的聚合物统称为聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯（PU）。它是由有机多异氰酸酯与聚醚型或聚酯型多元醇反应制得。人们常见的聚氨酯塑料多以软、硬泡沫体的形式出现。硬质聚醚型塑料（Rigid Polyether Polyurethane Foams） 理化性质 密度：0.040.06g/cm3，拉伸强度：0.147MPa，弯曲强度：0.196M

7、Pa，导热系数：0.035W/（m.K） 。该制品最大特点是：可根据具体使用要求，通过改变原料的规格、品种和配方，合成所需性能的产品。该产品质轻（密度可调），比强度大，绝缘和隔音性能优越，电气性能佳，加工工艺性好，耐化学药品，吸水率低，加入阻燃剂，亦可制得自熄性产品。该材料与聚醚型同一密度的硬泡相比，有较高的拉伸强度和较好的耐油、耐溶剂和耐氧化性能，但聚酯粘度大，操作较困难。主要用途 主要用于冷库、冷罐、管道等部门作绝缘保温保冷材料，高层建筑、航空、汽车等部门做结构材料起保温隔音和轻量化的作用。超低密度的硬泡可做防震包装材料及船体夹层的填充材料。软质聚醚型塑料（Flexible Polyeth

8、er Polyurethane Foams） 0.030.07g/cm3 ，拉伸强度：8.83117kPa ，伸长率（%）：150300。弯曲强度：0.0340.041W/（m.K）。熔点（）：170190。不同密度的软泡沫塑料，其主要用途有些差别。软质聚酯型聚氨酯泡沫塑料（Flexible Polyester Polyurethane Foams）主要用作服装、鞋帽衬里，垫肩和精密仪器的防震包装等。行业发展纵观世界范围，西方发达国家聚氨酯行业早已进入成熟发展时期，进入创新研究发展阶段；亚洲市场增长迅速，众多跨国化工企业已将业务重点和研发中心纷纷转移至亚洲甚至中国市场；中东地区聚氨酯市场发展尚

9、处起步阶段。总的来说，由于近十几年国民经济的高速发展，中国聚氨酯工业，包括从基本原料到制品和机械设备，已具有相当的规模。2005年中国聚氨酯产量约300万吨，产值约600亿元，比2001年的122万吨、约200亿元分别增长了146%和200%，产量年均增长率高达25%，产值年均增长率在30%以上。2005年，中国消费了51万吨MDI、36万吨TDI和88.9万吨聚醚多元醇。随着聚氨酯的广泛应用，其原料的需求也大幅增长。目前，已有众多中外企业涉足聚氨酯行业，如烟台万华、上海华谊、高桥石化、上海氯碱化工、北方化学、上海联景集团等均占有自己的一席之地，而国外聚氨酯企业包括拜耳、巴斯夫、亨斯迈、陶氏化

10、学、GE、科聚亚、德固赛等知名公司也有一定的市场，中国市场的诱惑力更吸引了马来西亚、印度、日本、韩国等国的客户和厂商。近十年来，虽然中国聚氨酯的年均增长率为GDP的两倍，但中国人均聚氨酯的消费量仍未达到世界平均水平。2004年中国人均MDI的消费量为0.35千克，而世界平均水平为0.51千克。按人均GDP发展和聚氨酯增长率推算，中国聚氨酯产业仍处于快速增长时期。未来中国聚氨酯工业的发展将主要受五大方面的拉动，即人口总量、汽车工业、建筑节能、环保要求的提高以及休闲娱乐业。“十一五”期间中国PU产品消费量，将保持15%的年平均增长率，届时，中国将是全球最大PU产品制造和消费中心。施工工艺适用范围各

11、种设有防护层的屋面防水工程，卫生间、地下建筑防水工程等。施工准备1.主体材料：甲组份（预聚体） 乙组份（固化体） 2.施工工具：名称用途电动搅拌机混合甲、乙料用油漆刷刷底胶用拌料桶滚动刷小型油漆桶装混合料用小抹子修补基层用塑料刮板涂刮混合料用油工铲刀清理基层用铁皮小刮板在复杂部位涂刮混合料墩布橡胶刮板50kg磅秤配料称量用工艺流程基层表面处理涂聚氨酯底涂料局部增强涂刮聚氨酯涂料一、二、三遍表面保护或修饰 基层要求及处理1.防水基层应按设计要求用13 的水泥砂浆抹成1/50 的泛水坡度，其表面要抹平压光，不允许有凹凸不平、松动和起砂掉灰等缺陷存在。排水口或地漏部位应低于整个防水层，以便排除积水。

12、有套管的管道部位应高出基层表面20mm 以上。阴阳角部位应做成半径10mm 的小圆角，以便涂料施工。2.所有管件、卫生设备、地漏或排水口等必须安装牢固，接缝严密，收头圆滑，不得有任何松动现象。3.施工时，传统聚氨酯防水涂料施工时，防水基层应基本呈干燥状态，含水率小于9%为宜，其简单测定方法是将面积为1、厚度为1.52.0mm 的橡胶板覆盖在基层面上，放置23 小时，如覆盖的基层表面无水印，紧贴基层一侧的橡胶板又无凝结水印，根据经验说明其含水率已小于9%， 符合施工要求。西安雨中情防水材料有限责任公司生产的911型聚氨酯涂料无这项要求，只要基层无明水即可施工。4.施工前，先以铲刀和扫帚将基层表面

13、的突起物、砂浆疙瘩等异物铲除，并将尘土杂物彻底清扫干净。对阴阳角、管道根部、地漏和排水沟口等部位更应认真清理，如发现有油污、铁锈等，要用钢丝刷、砂纸和有机溶剂等将其彻底清除干净。施工要求1.涂布底胶：此工序相当于传统沥青防水施工涂刷冷底子油，其目的是隔断基层潮气，防止防水涂膜起鼓脱落；加固基层，提高涂膜与基层的粘结强度，防止涂层出现针气孔等缺陷。我公司建议用聚氨酯底胶作为基层处理。聚氨酯底胶的配制：将聚氨酯甲料、乙料按比例1：23（重量比）配合（其它涂层按产品规格规定比例配合）。当乙料较稠时，可用专用稀释剂稀释，切不可用含酸性或含油性稀释剂稀释，以免影响原产品质量。在配制时，应先把乙料稀释搅拌

14、2-3分钟，如不需稀释，可直接用甲乙组分配和搅拌5-10分钟，把搅拌器提起，可见到均匀液体慢慢滑自容器为佳，同时应注意，打开料应立刻盖严，以免凝固报废，混合料应根据实际用量，即配即用。（注意：991型施工混合时应将甲料倒入乙料中进行搅拌，与911型、851型相反） 2.局部增强：对伸缩缝、控制缝、阴阳角、管道缝等处，可由一层加筋布增强，固化后再进行整体防水施工。3.第一遍涂层施工：在底胶基本干燥固化后，用塑料或橡胶刮板均匀涂刮一层涂料，涂刮时要求均匀一致，不可过厚或过薄，涂刮厚度一般为0.8mm左右为宜。开始涂刮时，应根据施工面积大小、形状和用料，统一考虑施工退路和涂刮顺序。4.第二遍涂层施工

15、：在第一遍涂层基本固化后，再在其表面刮涂第二遍涂层，涂刮方法同第一遍涂层。为了确保防水工程质量，涂刮的方向必须与第一层的涂刮方向垂直。重涂时间的间隔，由施工时的温度和涂膜固化的程度（以手触不粘）来确定。5.在第二遍涂膜固化后，再按上述方法涂刮第三遍涂膜。6.铺贴保护层或饰面材：在第三遍涂膜施工完毕又未完全固化时，可在其表面稀撒上少量干净的砂粒（直径不大于2mm），以增加涂膜层与将要覆盖的水泥砂浆之间的粘结能力。当涂膜固化完全和检查验收合格后，即可抹水泥砂浆保护层或粘贴面砖，马赛克等饰面层。7.两布三涂的施工工艺：这种工艺目前市场采用不是很多，这种工艺的操作方法是：按照上述的描述对于基层等的处理

16、是一样的，在涂刷完第一遍过后，将玻璃丝网格布均匀铺贴在上面，靠聚氨酯的粘接力将其粘牢，第一遍干燥后按同样的方法进行第二遍，待全部干燥后，最后按照上面的要求涂刷一遍聚氨酯防水涂料。卫生间、厨房及屋面的施工方法一致。需要注意的是玻璃丝网格在铺贴时要求平整，由于卫生间的空间相对较小，在进行网格布铺贴时应对其进行前期处理。其他要求同聚氨酯传统施工工艺要求一致。注意事项1.当涂料粘度过大，不便进行刮涂施工时，可加入少量的专用稀释剂进行稀释，以降低粘度， 加入量不得大于乙料的10%。（注：用户若需稀释聚氨酯，必须使用本公司配套的稀释剂。若购买市场二甲苯、汽油等其它稀释剂，造成的质量问题，本公司概不负责。）

17、 2.气孔、气泡：材料搅拌方式及搅拌时间未使材料拌合均匀；施工时应采用功率、转速不过高的搅拌器。另一个原因是基层处理不洁净，做涂膜前应仔细清理基层，不得有浮砂和灰尘，基层上更不应有孔隙，涂膜各层出现的气孔应按工艺要求处理，防止涂膜破坏造成渗漏。3.起鼓：基层有起皮、起砂、开裂、不干燥，使涂膜粘结不良；基层施工应认真操作、养护，待基层干燥后，先涂底层涂料，固化后，再按防水层施工工艺逐层涂刷。4.涂膜翘边：防水层的边沿、分项刷的搭接处，出现同基层剥离翘边现象。主要原因是基层不洁净或不干燥，收头操作不细致，密封不好，底层涂料粘结力不强等造成翘边。故基层要保证洁净、干燥，操作要细致。5.破损：涂膜防水

18、层分层施工过程中或全部涂膜施工完，未等涂膜固化就上人操作活动，或放置工具材料等，将涂膜碰坏。划伤。施工中应保护涂膜的完整。6.施工时应注意防火，施工人员应采取防护措施，施工现场要求通风良好，以防溶剂中毒。7.如发现工料有沉淀现象，应搅拌均匀后再使用，以免影响质量 8.甲、乙两种材料均为铁桶包装，易燃、有毒，贮存时应密封，放在阴凉、干燥、无强日光直晒的场地。9.施工温度宜在5以上。用作鲨鱼皮泳衣鲨鱼皮泳衣是人们根据其外形特征起的绰号，它的核心技术在于模仿鲨鱼的皮肤。生物学家发现，鲨鱼皮肤表面粗糙的V形皱褶可以大大减少水流的摩擦力，使身体周围的水流更高效地流过，鲨鱼得以快速游动。快皮的超伸展纤维表

19、面便是完全仿造鲨鱼皮肤表面制成的。此外，这款泳衣还充分融合了仿生学原理：在接缝处模仿人类的肌腱，为运动员向后划水时提供动力；在布料上模仿人类的皮肤，富有弹性。实验表明，鲨鱼皮的纤维可以减少3% 水的阻力，这在1%秒就能决定胜负的游泳比赛中有着非凡意义。根本原因：“鲨鱼皮”使用了能增加浮力的聚氨酯纤维材料。鲨鱼皮泳衣相关新闻公安部官员谈上海大火：保温材料燃后放毒夺命 2010年11月17日据调查，调查组称违规使用大量聚氨酯泡沫等易燃材料，是导致上海教师楼大火迅速蔓延的重要原因。这种材料一旦燃烧就会产生含有剧毒氰化氢的气体，人吸入一口就会死亡。2008年深圳舞王俱乐部火灾，济南奥体中心体育馆两次火

20、灾等均与外墙保温材料有关。公安部消防局副局长朱力平呼吁有关部门应尽快出台规定，杜绝聚氨酯等用于外墙保温和室内装修。上海火灾大楼材料燃烧迅速 产生剧毒气体（2张）截至11月17日，上海“1115”特别重大火灾事故已经夺去了53条鲜活的生命，还有70人正在医院接受治疗。这场近年来罕见的特大火灾是如何形成的？为何会造成如此惨重的人员伤亡？整个灭火救援工作经历了怎样一个过程？在悲剧背后，我们应该吸取哪些教训？ 通过对起火的大楼进行仔细勘察，发现大楼存在多种致灾因素：一是楼房四周搭得满满的全是脚手架，将整幢楼完全包围；二是外面还包裹着尼龙织网；三是脚手架上都是毛竹片做的踏板；四是楼房外立面上有大量的聚氨

21、酯泡沫保温材料。这些尼龙织网、毛竹片、聚氨酯泡沫都是易燃物，特别是聚氨酯泡沫，一旦燃烧就会产生含有剧毒氰化氢的气体，人如果吸入一口就会中毒死亡。值得注意的是，聚氨酯泡沫燃烧速度非常快，能快到什么程度？2008年深圳市龙岗区舞王俱乐部“920”火灾中，由于大量使用聚氨酯材料装修，表演人员使用道具枪引燃顶棚聚氨酯材料，现场监控录像显示，火灾发生后仅46秒，有毒浓烟就笼罩了整个大厅，造成44人死亡。这次上海“1115”火灾中，消防官兵接警后一分钟内立即出动，第一时间赶到现场，却发现整幢高楼早已被浓烟包围，火沿着楼层直往上蹿，而且当时风很大，加速了火势蔓延，瞬间就形成一个大面积、立体式的火场。聚醚多元

22、醇（简称聚醚）是由起始剂（含活性氢基团的化合物）与环氧乙烷（EO）、环氧丙烷（PO）、环氧丁烷（BO）等在催化剂存在下经加聚反应制得。聚醚产量最大者为以甘油（丙三醇）作起始剂和环氧化物（一般是PO与EO并用），通过改变PO和EO的加料方式（混合加或分开加）、加量比、加料次序等条件，生产出各种通用的聚醚多元醇。1、 作低泡沫洗涤剂或消泡剂 L61、L64、F68用于配制低泡、高去污力合成洗涤剂；L61、L81在造纸或发酵工业中用作消泡剂；F68 在人工心肺机血液循环时用作消泡剂，防止空气进入。2、 聚醚毒性很低，常用作药物赋形剂和乳化剂；在口腔、鼻喷雾剂、眼、耳滴剂和洗发剂中都经常使用。3、 聚

23、醚是有效的润湿剂，可用于织物的染色、照相显影和电镀的酸性浴中，在糖厂使用F68，由于水的渗透性增加，可获得更多的糖分。4、 聚醚是有用的抗静电剂，L44可对合成纤维提供持久的静电防护作用。5、 聚醚在乳状液涂料中作分散剂。F68在醋酸乙烯乳液聚合时作乳化剂。L62、L64可作农药乳化剂，在金属切削和磨削中作冷却剂和润滑剂。在橡胶硫化时作润滑剂。6、 聚醚可用作原油破乳剂，L64、F68能有效地防止输油管道中硬垢的形成,以及用于次级油的回收。7、聚醚可用作造纸助剂，F68能有效地提高铜版纸的质量。8、F38可用作乳化剂、润湿剂、消泡剂、破乳剂、分散剂、抗静电剂、除尘剂、粘度调节剂、控泡剂、匀染剂

24、、胶凝剂等，用于生产农用化学药品、化妆品、药品；还用于金属加工净洗、纸浆和造纸工业、纺织品加工（纺织、整理、染色、柔软整理）、水质处理；也用作漂清助剂。聚醚多元醇的制备应用 聚醚多元醇的生产在聚氨酯工业中，主要用于聚氨酯泡沫塑料，主要品种有聚氧化丙烯多元醇和聚四氢呋喃醚多元醇等。主要原料使用三类原料，有机氧化物和呋喃类环状化合物等；起始剂；催化剂 有机氧化物和呋喃类环状化合物等-环氧丙烷、环氧乙烷、环氧氯丙烷、四氢呋喃等；起始剂-含羟基的低分子化合物和含氨基或含羟基、氨基的低分子化合物。常用的有丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、乙二胺季戊四醇、木糖醇、三乙烯二胺、山梨醇、蔗糖、双酚A、双酚S、三（2

25、-羟乙基）异氰酸酯、甲苯二胺等；使用芳香族或杂环系多元醇或多元胺起始剂时，会在聚醚多元醇结构中引入上述结构，它能使生成的聚氨酯材料具有较好的尺寸稳定性，耐热、耐燃。这类起始剂常用的有双酚A、双酚S、三（2-羟乙基）异氰酸酯、甲苯二胺等。起始剂品种的变化，可以合成不同官能度、不同化学结构和不同功能的聚醚多元醇，以适应聚氨酯制品的多样性变化和性能要求。催化剂-阴离子型、阳离子型、金属络合型，聚氨酯工业中常用的是阴离子型催化剂的碱金属氢氧化物和阳离子催化剂的路易斯酸。前者用于制备低分子量的普通聚醚多元醇，后者用于制高分子量的聚醚多元醇及四氢呋喃开环共聚合特种聚醚多元醇。金属类络合催化剂用于合成超高分

26、子量的聚醚多元醇，聚氨酯用聚醚多元醇的合成仅有少量应用。最常是氢氧化钾。合成原料的预处理-通常先将起始剂和催化剂进行预混合，生成金属金属烃氧化物，经真空脱水后加到反应釜中。开环聚合反应-该反应为放热反应，必须及时移走反应热；为防止氧化反应，反应前必须通入干燥氮气。后处理工序-主要包括中和、吸附、脱水、过滤、精馏等单元。常用聚醚多元醇的种类聚氧化丙烯二醇聚氧化丙烯二醇又称聚丙二醇（polyoxypropylene glycol，简称PPG），其制备是在内衬玻璃或不锈钢反应釜中完成的。将起始剂（1，2-丙二醇或一缩二丙二醇）和催化剂（氢氧化钾）的混合物加入制备催化剂的釜内，加热升温至80100，在

27、真空下除去催化剂中的溶剂，以便促使醇化物的生成。然后将催化剂转入反应釜中，加热升温至90120，在此温度下将环氧丙烷加入釜中，使釜内压力保持0.070.35MPa。在此温度和压力下，环氧丙烷进行连续聚合，直至到在一定的分子量。负压下状态下，蒸出残存的环氧丙烷单体后，将聚醚混合物转入中和釜，用酸性物质进行中和，然后经过滤、精制、加入稳定剂得到产品。聚四氢呋喃二醇聚四氢呋喃二醇（polytetrahydrofuran glycol，简称PTHF）或聚氧四亚甲基二醇（polyoxytetramethylene glycol，简称PIG、PTMEG、PTMG、PTMO）是由四氢呋喃在阳离子催化剂存在下

28、开环聚合制成的。生产工艺：在反应釜中加入四氢呋喃，温度降到-5以下，于强烈搅拌下滴加发烟硫酸催化剂，保持反应物料低温，搅拌下加入定量的水，升温至7090，蒸出未反应的四氢呋喃单体，经静置分层、中和、过滤、抽真空等工序后，制得聚四氢呋喃二醇。聚四氢呋喃二醇价格较高，一般用于制备高性能的聚氨酯材料，其制品具有优秀的耐低温、耐水、耐油、耐磨以及耐霉菌等性能。四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇四氢呋喃-氧化丙烯共聚二醇（tetrahydrofuranoxide propylene copolymer glycol）是由四氢呋喃与环氧丙烷在路易氏酸的催化作用下开环聚合，经中和、水洗、脱水以及过滤等工序制得。结构式如下：四氢