skipping-归隐
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。
< br>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。<
/p>
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
3
30.5
℃（
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%<
/p>
以上，聚氨酯行
业中
AA
的用量只约
20%
< br>，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’
-
< br>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
行业中，
PAPI
主要用于生产硬泡，此外还可用于胶粘剂、铺装材料
等。
1
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，<
/p>
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：
<
/p>
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/cm
3
（
25/4
℃）
，
熔点
-61
℃，沸点
153
℃，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（
< br>BDO
）
1
< br>、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/cm
3
(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
ε
—己内酯类，聚碳酸酯类。
聚酯多元醇是由二元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
ε
—己内酯类是
ε
—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：
己二酸
二元醇
催化剂
聚
酯
合
成
釜
酯化
缩聚
产品
2
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
聚己二酸乙二醇酯二醇
聚己二酸乙二醇—丙二醇酯二醇
聚己二酸二乙二醇酯二醇
聚己二酸乙二醇二乙二醇酯二醇
聚己
二酸
1
，
4
—
丁二醇酯二醇
聚己二酸乙二醇—
1<
/p>
，
4
—丁二醇酯二醇
聚己二酸
1
，
< br>2
—丙二醇酯二醇
聚己二酸新
二醇—
1
，
6
—己二醇酯二醇
聚己二酸蓖麻油酯二醇
聚
ε
—己内酯二醇
聚碳酸
—
1
，
6
—己
二醇酯二醇
二）：聚醚多元醇（<
/p>
PPG
）：
代号
PEA
PEPA
PDA
PEDA
PBA
PEBA
PPA
PNHA
PCA
PCL
PHC
状态
白色蜡状固体
白色蜡状固体
浅黄色粘稠液体
白色或浅黄色油状物
白色蜡状固体
浅黄色油状物
浅黄色粘稠液体
浅黄色油状物或白色蜡状固
体
浅黄色油状物
白色蜡状固体或浅色油状物
浅色蜡状固体
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。
< br>第二种：
含活泼氢的起始物：
主要有：
< br>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
、
FeCl
3
、
AlC
l
3
、
BF
3
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
聚氧化丙烯二醇
聚氧化丙烯三醇
聚氧化丙烯—
蓖麻油多元醇
聚氧化丙烯四醇
聚氧化丙烯五醇
聚氧化丙烯六醇
聚氧化丙烯八醇
高活性聚醚多元醇
填充聚醚多元醇
端胺基聚醚多元醇
阻燃聚醚多元醇
聚四氢呋喃二醇
四氢呋喃—氧化丙烯共聚二醇
用途
泡沫塑料、胶粘剂、铺装材料
泡沫塑料、胶粘剂、铺装材料
耐水解弹性体、胶粘剂
硬泡
耐高温硬泡
耐高温硬泡
耐高温硬泡
高回弹、自结皮、
RIM
注射弹性体
高承载、高模量、高弹性泡沫塑料
快速模注弹性体、喷涂弹性体
阻燃泡沫塑料
弹性体、氨纶
胶粘剂、弹性体
3
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、<
/p>
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
）
：
O
NC
—
R
—
N
CO + H
2
O
ONC
—
RNHCOOH
ONC
—
R
—
NH
2
+ CO
2
ONC
—
R
—
NCO +
R
—
NH
2
ONC
—
RNHCONHR
（
2
）：
ONC
—<
/p>
R
—
NCO + HO
< br>—
R
1
—
OH
+ ONC
—
R
—
NCO
ONC
—
R
—
NH
—
R
1
—
NH
—
R
—
NCO
2
、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：<
/p>
聚
醚
T
D
I
发
泡
剂
催
化
剂
硅
油
填
料
发
泡
箱
泡
沫
产
品
3
、各组份作用：
< br>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
（
T
—
80
：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
CO
2
，形成泡沫塑料中泡孔。
第三：过量的—
< br>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
4
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
< br>反应中放出的
CO
2
，形成泡沫
塑料中泡孔。
物理发泡剂：常用的有：
F
11
（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
< br>间。
5
）、填料：降低成本和提高泡沫强度、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，但最常用的双螺杆连续化生产工艺。
低聚物二醇
脱
水
计
高
速
双螺
二醇扩链剂
脱
水
混
杆反
应器
合
量
头
纯
MDI
熔
融
包
干
造
冷
产
品
装
燥
粒
却
胶
条
5
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<
/p>
方
式
氧
化
聚
合
加热
0
NCO%
颜
料
分
散性
常规法
干
燥
时
间
/h
0.4
—
4.0
耐
磨
性
一
般
主要用途
氨酯油
单
组
分
封闭型
装饰漆、船舶
漆、防锈漆、
木器漆
绝缘漆、烘烤
漆
木材、铜材、
塑
料
等
防
腐
涂料
防腐涂料、耐
磨涂料
防腐涂料、装
饰
涂
料
、
塑
料、皮革用涂
料。
0
常规法
0.5
良
（
150C
?
好
以下）
良
好
很
好
很
好
湿固化型
空
气
中
小于
15
的湿气。
催化剂
+
预聚体
—
NCO+
—
OH
反
应
交
联
5
—
10
不
均匀，
0.2
—
禁
用
碱
8.0
性颜料
RH30%
不均匀，
0.1
—
禁
用
碱
2.0
性颜料
RH30%
多
羟
基
组
分
与
颜
料
研
磨成浆
2
—
16
催化固化型
双
组
分
多羟基固化
型
（
N
CO/OH
）
6
—
12
2
、特性：
涂膜耐耐磨与粘附力强、涂膜防腐性能优良、施工温度范
围广、涂料配方可
调范围广、
具有优良的电气性能。
与其它树脂相溶性良好。
装饰与保
护性能良好。耐
温性能好。
3
、工艺简介：
6
1
）、单组分涂料生产工艺：
多
干
催
元
性
化
醇
油
剂
T
D
I
催
化
剂
助
剂
溶
剂
颜
料
溶
剂
助
剂
醇
解
釜
合
成
釜
砂
磨
机
脱
水
清漆产品
滋漆产品
氨酯型、封闭型、湿气固化型等单组分涂料的生产，其
工艺基本相同，主要
是配方不同。
2
）：双组分涂料生产工艺：
在双组分聚氨酯涂料中，甲组分为末端带—
NCO
的预聚物，乙组分为末端带—
OH
的多元醇。其中乙组分的
生产工艺与聚酯多元醇的生产工艺基本相
同。甲组分为多异氰酸酯组分，主要有三类：加
成物，缩二脲，异氰
酸酯三聚体。其中以加成物为主，其它两类为辅。
< br>
下面为
TDI<
/p>
—
TMP
加成物的生产工艺图：
TDI
反
TMP
应
釜
溶剂
后
处
理
产
品
3
、用途：
7
1
）、
聚氨酯涂料用于飞机涂装、船舶水下防腐涂装、水上保色涂装以及车辆表
面涂装。
2
）、聚氨酯涂料用于建筑物外墙涂刷、地
面或木制地板涂刷。也可用于电器、
仪表和机床等到方面涂装。
3
）、聚氨酯涂料用于作家具等到木器漆，也可用于塑料、橡胶
、皮革表面涂装。
（四）胶粘剂：
1
、生产工艺：
主剂的生产工艺：
异氰酸酯
聚醚多元醇
减压脱水
反
应
冷
却
固化剂的生产工艺：
聚醚多元醇
混
脱
包
无机填料
和
泡
装
增塑剂
釜
催化剂
腔作势
包
装
注意：主剂是由聚醚多元醇与多异
氰酸酯反应得到的端—
NCO
预聚体。
固化剂是聚醚多元醇、多元胺、填料、抗氧化剂、
催化剂等组成的端—
OH
混合物。
（五）聚氨酯弹性纤维：
生产工艺：
聚氨酯弹性纤维的生产分三步：
嵌段聚氨酯树脂的制备；
纺丝
工艺；
纤维后加工。
1
）、嵌段聚氨酯树脂的制备：
8