聚氨酯实用配方(详细含硅油小料配比)
聚氨酯硬泡配方计算方法（实用）
一：硬泡组合料里最需要计算的东西是黑白料比例（重量比）是不是合理，另一个正规的说法好像叫“异氰酸指数”是否合理，翻译成土话就是“按重量比例混合的白料和黑料要完全反应完”。因此，白料里所有参与跟-NCO反应的东西都应该考虑在内。理论各组分消耗的-NCO摩尔量计算如下
㈠主料：聚醚、聚酯、硅油（普通硬泡硅油都有羟值，因为加了二甘醇之类的稀释，部分泡沫稳定剂型硅油还含有氨基）配方数乘以各自的羟值，然后相加得数Q，S1 = Q÷56100
㈡水：水的配方量W S2 = W÷9
㈢参与消耗-NCO的小分子物：配方量为K，其分子量为M，官能度为N S3 =K× N/M（用了两种以上小分子的需要各自计算再相加） S = S1+S2+S3 基础配方所需粗MDI份量[（S×42）÷0.30 ] ×1.05 (所谓异氰酸指数1.05）其实以上计算只是一个最基本的消耗量，由于黑白料反应过程复杂，实际-NCO消耗量肯定不止这个数，比如有三聚催化剂的情况，到底额外消耗了多少-NCO，这个没人说得清楚。另外，聚醚里有水分，偏高0.1%就很严重；聚醚羟值也是看人家宣传单的，我见过有聚醚羟值范围跨度90mgKOH/g，那个计算数出来后只能参考，不能认真!
[试验设计]之“冰箱、冷柜”类
本组合料体系重要要求及说明
1、流动性要好，密度分布“尽量”均匀。首先要考虑粘度，只有
体系粘度小了，初期流动性才会好（主份平均粘度6000mPa.S
以下，组合料350mPa.S以下），其次体系中的钾、钠杂离子要
控制在一个低限（20ppm以内），从而可控制避免三聚反应提前，即：体系粘度过早变大。如果流动性欠佳，发泡料行进至注料
口远端就会出现拉丝痕致使泡孔结构橄榄球化，这个位置一定
抗不住低温收缩。
2、泡孔细密，导热系数要低。不难理解泡孔细密是导热系数低的
第一前提，此时首先考虑加有403或某些芳香胺醚进入体系（它
们所起的作用是首先与-NCO反应，其生成物与其它组份互溶、乳化稳定性提升，并保证发泡体系初期成核稳定，也就是避免
迸泡，从而使泡孔细密）其次聚醚本身单独发泡其泡孔结构要
好（例如以山梨醇为起始的635SA比蔗糖为起始的1050泡孔
要细密均匀得多，还有含有甘油为起始剂的835比1050细密，
即便是所谓的4110牌号的聚醚，含丙二醇起始的比二甘醇的
好。聚醚生产的聚合催化剂不同，所生产出的聚醚性状也有差
异：氢氧化钾催化的聚醚分子量分布比二甲胺催化的要窄。另
外：聚醚生产时的工艺控制-----温控、抽真空、PO--也就是环
氧丙烷流量控制、PO原料质量、后处理等等-----也都会直接
影响聚醚发泡的泡孔结构）第三，可以考虑加入一些可以改善
泡孔细密度的聚酯成份。第四，适当加入低粘度物调整总体粘
度（如210聚醚）
3、耐低温抗收缩性要好。这个无须赘言。一是官能度，总体平均
要4以上。其次是发泡体成型后空间交联点分布均匀（直观解释是：主聚醚反应活性尽量相差不大，连续的近似的空间结构要稳定得多。）
4、粘结性好。所谓粘结性表面上是指泡沫体与冰箱、冷柜外壳和
内胆之间的粘合，其实是指泡体柔韧性，以及抗收缩性，（水份用量、降低总体羟值，添加柔性结构成分，如210、330N之类都可以改进泡沫对壳体的粘附性）
5、成本较低。目前冰箱、冷柜行业竞争白热化，性能极佳价格昂
贵的组合料没人用的起，所以我们必须为成本考虑（比如芳香聚酯价位要比聚醚的低，可以加一些。）
6、安全性。这是对环戊烷体系的特别要求（至少环戊烷不象F11
那样想加多少就加多少，不难理解加多环戊烷的更具有安全隐患）
7、保证发泡生产工艺的连续稳定性冰箱、冷柜连续生产线一般控
制很稳定，但不排除偶尔的工艺参数波动，比如料温、环境温度高个一两度，黑白料比例在小范围内波动等等，所以要求组合料有一定的“宽容性”.
8、黑料配伍。各款黑料自身性状、活性不同，那么，白料体系调
整一下有时就显得异常必要。（配合5005的没事，绝不代表与44v20可以任意切换）
主聚醚聚酯的选取方向
1)相溶性。指“聚醚、聚酯/硅油/水/催化剂/物理发泡剂”所组
成的体系要互溶性好，均相稳定-----至少存放一段时间不能分层。
2)官能度构成及骨架类型。原则上说官能度越高，所发泡体的物理
性能数值（尺寸稳定、抗压强度等）就越“理想”，但往往官能度高的聚醚粘度偏大（多挂PO也能降低粘度，价格又下不来），所以，平均一下，4个官能度马马虎虎可以对付了；另外，如果聚醚体系中有芳香结构（苯环）引入，无疑也会提升泡体的物理性能。
3)反应活。含有伯羟基结构的聚醚（和诸如三乙醇胺之类的小分子
交联剂)活性高，却多多少少会影响发泡反应的中后期流动性。所以，其加入量一定要控制在某环围内。
4)羟值搭配。根据水用量、黑白料比例预设，可以大体反算出主份
平均羟值范围，一般为380-410mgKOH/g
5)经济性。不仅是指聚醚、聚酯采购价格低，还应综合其他方面考
虑黑白料比例，毕竟现在黑料价格高企。
6)市售采购之方便性。好不容易调整出一个配方，结果原料市面上
只是你有用别人不会问津，除非财大气粗每月用量惊人，否则配料供货能不能保障就只得看“交情”浅薄。
匀泡剂（硅油）的选择
1)与组合料其它成份的配伍性。这个不难理解，否则，生产硅油
的厂家就不会编出那么多型号了------什么F11型、141B型、环戊烷型、全水型、聚酯型、蔗糖聚醚型等等。硅油型号选配
得当，可以明显控制导热系数低限化。
2)与黑料的配伍性、核化能力。这个关注的人不多。其实多数情
况下“泡孔不好”就是硅油对“黑白料整个体系的乳化能力不够”所致。
3)流动性。能使发泡体系泡孔细密的硅油可以明显提升发泡流动
性，同时另外一个佐证是：发泡速度略有加快。
4)稳定性及用量。有些硅油遇见水、碱性催化剂、含氯发泡剂或
含氯阻燃剂时会逐渐变质；有些则必须加大用量（用量2.5%以上）才会显示它是硅油。
5)价位。能用22元/kg搞定的就不必去用进口的45元/kg，要知
道每吨组合料中硅油14kg那差价就是过200元了。
水份额的确定
1、粘结性。水用量多，泡体表面偏脆，与壳面的粘结性就差，一
般冰箱、冷柜料水用量1.7-2.3%（专指141B体系和环戊烷体系）
2、物理发泡剂体系的选取。现在到处喊着环保，141B早就说要限
量使用了，可市面下居然还有F11型（或勾兑型F11）组合料交易。水用量只好随行论价，F11型的---0.6/1.6，141B型的---1.7/2.2, 环戊烷型的---2.0/2.4
3、经济性.水确实很便宜的,不过它用多了,黑料量就得加上去,于
是还是不合算的机会（自然，是使用组合料的客户买单。
催化体系确定
1、前期要求。以前很多朋友认为乳白起发慢一些,等料子稀哩
哗啦地流到各自“岗位”底下后再直发起来。其实不然，其
一：液态料子极易从箱体缝隙中漏出去造成污物粘模；其二：
影响泡孔细密度和整体结构，从而拔高泡体导热系数；其三：
起发速度加快反而会加快发泡料行进速度。一般说来，出枪
乳白时间6-8秒最好。
2、中期流动。在发泡定型期间，中期流动时间段（拉丝减去乳
白时间）越长越好，可以保证泡体填充箱体各个角落，又不
至于泡孔变形严重。最理想的状态是拉丝开始前3-5秒钟，
泡料已经充填到位，最远端排气孔有明显逸料出现。
3、后期固化。这个要求不必太严，反正连续生产中模具不是冰
冷的，如果生产线有保温炕道，不怕到期收不了庄稼。
4、建议搭配。Am-1 + 环己胺。
工艺确认
1、发泡体系确定：141B的还是环戊烷的。水量/物理发泡剂量的
范围预定
2、首先闹清楚目标生产线的工艺细节：发泡机类型、灌注流量、
灌注前的温控数值、炕道保温温控值及保温时间、箱体灌注口
在哪及发泡料流经路线行程、灌注后合模封洞操作过程。
3、目前（工作）环境温度、湿度变化情况。
4、向现场作业员、质检员求询目前现行工艺、原料有什么缺陷和
请他们提出什么其他具体要求。
具体试验
1、相溶性：
①100ml小烧杯加一短玻璃棒，归零，依次倒入主聚醚（聚酯）
搅匀看是否透明。
②加入硅油、催化剂、水，搅匀，看是否透明。
③加入物理发泡剂搅匀看是否透明（注意搅拌后挥发的物理发泡
剂要补回）。
④预配的组合料样品要存放至少3天透明不分层才好。
⑤组合料样分别放在35、15℃下贮存24hr看是否透明⑥有条件
时，需要测设计中的组合料粘度（25℃及正常生产状态下的温度）看是不是粘度随温度变化有大幅度的波动。
2、抗收缩：自由发泡样1hr后切成规则方形体，量取定边尺寸
后放在-20℃冰柜中24hr看尺寸变化情况，2%以内的线性收
缩可以接受
3、自由发泡：按设计的黑白料比例、温控执行自由发泡，关注
料速、芯密度和拉丝痕迹。
4、流动性：自由泡密度、速度确定后，一定要进行流动性试验。
简易方法是：定量发泡料（一般为200g）搅匀后立即在发
泡杯口套上稍大一点的长筒塑料袋，拉直垂直向上任由泡料
向上生长直至定型（要两个人操作）。杯口至顶高度L与料
重G的比值将作为一个重要参数来评估组合料的流动性，
L/G越大，流动性越好，此后还要分段测取芯密度作为辅助
参考（自低向高密度差不能太大，否则流动性也不能视作良
好，特别是最高点那一段）其实，如果试验做多了，在正常
自由泡发泡时，可以看杯中残留泡的形状来大致判断流动性
的优劣：泡提出杯后越象蘑菇越好，越象直棍则越差。
5、工艺条件宽容性：
①执行预设温控+3、-3℃的发泡，看是否还保持良好的流动性及
泡孔结构（“快料”与“慢料”的泡孔不能落差太大）
②进行白料恒定量，黑料量+10%、-10%的自由发泡试验，常温下
30min时泡体没有明显收缩的就算过得去。
[试产] 之“冰箱、冷柜”类这个简单了，整桶料子上机试产，按预定（或现实执行）的工艺条件生产，成品装机打冷，看箱体收缩情况和保温情况。
一般程序：试产箱中成品泡体要取样测试导热系数等综合数据。现场需要微调的一般是：泡料温控、黑白料比例、添加催化剂、熟化温度调整。
仿木产品之组合料/工艺控制（内部讨论版） [白料体系要求及制品要求]
1、白料粘度：涉及到出枪后的初始流动性（机发泡型）、搅拌混合
效果（包括手工发泡型）以及出枪流量大小和黑白料比例，原则上不应高于2000mPa.S（25℃，以下同），高密度的（自由泡密度130kg/m3以上者）例外。
2、相容性：除非现配现用或是白料整桶上机边搅边打，白料应该
均相透明不分层（如果选用浊点较低的硅油白料低温状态下也
可能不透明，但不可以分层），手工料更是如此。
3、流动性：一般仿木料流动性要求不太高，这取决于其自身生产
工艺的合理安排。对于特型尺寸闭模浇注产品还是要求料子发
泡过程中要有不错的流动性，至少它会影响产品密度分布。
4、适应黑料品种与黑白料比例变化：白料体系最好能在稍作工艺
参数（料温、管压等）调整的情况下切换黑料品种（M20S、44V20、
5005等）或是在黑白料比例合理波动范围内保证制品合乎要求。
5、制品外表结皮厚度与硬度：仿木制品至少要保证表面“够硬”，
一般都要求表皮有一定的厚度以保证表面硬性。具体指标由于
涉及到产品密度要求和作业环境温度、湿度变化等因素而难以
量化。有些特型产品则要求里、外都要刚硬，甚至能打自攻螺
丝而不滑丝。
6、制品表面光洁度与气泡：制品表面应光洁，不能有气泡、针眼、
暗泡（有些产品的背面可以降低要求，如画框、壁挂）
7、白线：这是最容易出现的缺陷（制品表面出现不规则的偏白块
斑、长线斑，该处明显偏软）要尽量避免，至少白斑处要足够
硬。
8、泡孔细密度：制品内部泡孔致密、匀称，鹤立鸡群的大泡眼（直
径0.2mm以上）越少越好。
9、上漆及贴金箔：制品喷漆或粘贴金箔后不剥落、鼓泡。
10、耐形变：制品稳定，长尺寸毛胚品开模后不仅不能“见冷回缩”，
终产品飘洋过海历经严寒酷暑也不能变形。
11、抗冲击：有足够的韧性（通常可耐1米高的平摔、抛摔）。
12、制品表面耐溶蚀：上漆贴箔前，制品往往需要用溶剂洗去脱模
剂、粗糙化处理，过不了这关肯定不行
[原料选取简述]
一、主聚醚（聚酯）:
①多数情况是“4110”为主（多数份额是60%以上）。作为一个最
为广泛应用的硬泡聚醚品种，它具有较为理想的刚性骨架和柔
性长链（蔗糖与二元醇为起始剂接枝环氧丙烷），价格也合适。
市场上适用于仿木的并不多，至少要求质量稳定，那些掺杂的、羟值/粘度随PO价格阴晴不定的、泡孔不够细密的最好不要选
用。就4110的生产配方来说，最适合做仿木的是[蔗糖+甘油]
起始型（可惜，截止目前我只用过两次，现在好像没得卖），
其次是[蔗糖+丙二醇]起始型，剩下的是[蔗糖+乙二醇或二甘
醇]起始型。其他勾兑型的真的不好用。4110的规格指标也有
讲究，粘度：一般是2500-3500mPa.S，用作全水发泡体系的还
要低一些。羟值：高于430mgKOH/g的做出来的产品只硬不韧，
需要掺加其他低羟值的聚醚配合，最好是380-420mgKOH/g这
个范围内的。
②色度外观：颜色太深的本身就说明聚醚生产过程中控制不好，
再者由此做出来的产品外观也会偏暗并使白线对比更刺眼，多
数客户对此不会满意。
③403。建议多少要加一些（3-12%）。有了它，泡孔会细密，产
品表面的气泡、针眼、暗泡就少得多，产品的整体硬度也会提升。毛病是太粘不利于白料粘度控制。目前市场上的403也是良莠不齐，真正的403应该是乙二胺起始的，原料确实贵了一些（好像是超过20元/kg），就有人打歪主意，起始剂里加有尿素、甘油，或是把PO量加大来降低成本。加尿素的氨气味很重，泡孔偏粗，加甘油的硬度受影响，多接PO的403粘度较低也是硬性不够。
④山梨醇型。以635系列为代表（10-20%）。成本考虑可以不加，
但是用后也可以明显改进产品整体硬度和表面效果（光洁、针眼等什么的）。麻烦：这类聚醚粘度不小价格也偏高。
⑤软泡聚醚。220、210、330N、甚至接枝聚醚（36/28之类）。普
通硬质仿木料可以不加。做高档品、花盆类的一定要加。这类聚醚羟值低，产品柔韧性好，产品的表面结皮厚度会改善。缺点：除了210外，其他的与主聚醚互溶性差，爱分层闹独立
⑥聚酯类。芳香聚酯类（视原料的质量、品性，5-20%）。原则上
不鼓励使用。添加最大的目的是成本“合算”，不过要是小料配合不当麻烦也多多。酸值偏高会造成泡孔粗、针孔多甚至制品表面会出现“白雾
⑦其他多元醇。（8%以内）。有多种天然植物油或其改性衍生物可
以用，能改进产品柔韧性，还可以稍微降低成本。风险同⑤，
用不好后果自负。
⑧其他思路：如果产品属于高附加值的产品，可以考虑用进口的
相似聚醚，特别是全水发泡体系的，国产聚醚原料很难达到Dow
的水准。
二、辅助小分子物：（0.5-3%）有甘油及其起始的小分子聚醚、N乙醇胺（N：一、二、三）、小分子二元醇类、甚至MOCA（这个致癌，最好别碰）功用是先期反应、整体加硬、或是加表皮厚度硬度、缩短生产周期。也是要选取合适型号、用量合理。
三、硅油：（1.5-2.5%）这个是跟着其他原料走的（原料搭配），一般的硬泡硅油都可以用，但要想改进产品的一些品性（泡孔细密、白线、流动性）还是应该费点。价格24元/kg以下的最好不要用。尤其注意聚醚（酯）主体变化后硅油型号可能要换。
四、催化剂：
①前期型的：A-1、Am-1，功用是控制起发时间，带动其他催化剂发挥功效、改善泡孔细密度、改善发泡过程的流动性。用量0.5%以内，视“水”的用量而定，天气状况稳定时最好是个“定数”
②平稳型的：环己胺，用量0.3-0.6%，目前性价比最高的硬泡催化剂，各期催化能力很平均。
③主催化剂：A-33仿木料中必不可少的催化剂，直接影响结皮效果和产品硬度，用量至少0.4%。这里的A-33是指固胺（三乙烯二胺）加小分子二元醇溶解的，不是市售的海绵上用品（有很多假冒品）。
④有机锡：进口的T-12最好，用量极少（万分之一）就可以明显改进结皮效果和缩短开模时间。需要注意的是：小心白料的储存周期，因为普通有机锡都是不耐水解的，会慢慢失效，像T-12，用在组合料中一周以后失效迹象就很明显了，建议动用耐水解型的T-120/T-6。
⑤三聚类的：最好用PC-41 （0.3-0.5%）加硬而不影响泡孔结构。有一段时间用过DMP-3达0.5% 效果不太理想。有人用二甲基乙醇胺，据说蛮好用的，我试验一下发现泡孔有变粗迹象就没敢玩火（不过那时所用4110也太不像是人做出来的。
⑥其他类型的：
二甲基苄胺（0.5%）改进制品品质并不好，除非用于较低密度的、尺寸偏长的、闭模灌注的装饰用线角板，可以改善料子的流动性。资料显示：“N-甲基、二环己胺”可以加厚结皮，可惜找了好几年我连样品都没弄到手！DBU试用过，可以加厚结皮，太贵了还不如加大A-33用量划算。
五、发泡剂配合
现在多数是 141B/水发泡体系。水量0.2-0.7%，普通仿木料141B一般不要超过10份。141B的使用量会直接影响结皮厚度与硬度，用多了也会造成表面有暗泡
六、其他助剂
降粘度、色料、抗黄变等可以加点不反应的东西降低白料粘度，比如DBP之类的来个3% 。色料、抗氧化剂等直接加进去就行了，无须多虑。
七、填料:
这里只针对手工发泡。可以加惰性细粉类的东西加强刚硬性。注意：不能加含水量过高的东西,嘿嘿，学会设计配方了（如果懂得当量，那更容易理解，可惜现在的高中大学教材都不教当量，都叫摩尔比，晕死）
接下来向老师请教几个问题：
１.硬泡聚醚的选择４１１０,４０３之类的如何配比
２.催化剂选择：三乙醇胺，ＤＭＥＡ，ＤＭＣＨＡ，ＰＭＤＥＴＡ如何选，比例大概多少
３.硅油和发泡剂的选择４.ＮＣＯ指数可以在什么范围，为什么有指数2.５的5.42是指-NCO的分子量，0.30是指粗MDI的-NCO%含量
聚氨酯发泡资料白料
多元醇和异氰酸酯是整个聚氨酯反应的最主要两种原料。而聚酯多元醇就是一种常用的多元醇之一。需要测定聚酯多元醇的酸值和羟值，对控制聚氨酯反应的重要性是不言而喻的。羟值反应的聚酯多元醇的分子量，酸值大小影响与异氰酸酯的反应性。 一：聚酯多元醇酸值 一般，聚酯多元醇呈弱酸性，酸值的含义是：每克样品中酸性成分所消耗的KOH的摩尔质量（mg）。单位是：mgKOH/g。 1）测试聚酯多元醇酸值操作步骤： 精确称取聚酯多元醇样品2-4g，加入混合试剂50ml溶液，充分摇均匀，加2-4 d PP指示剂，以0.1N 标准KOH溶液进行滴定，直至出现粉红色15 s 不变为滴定终点，记录滴定值。同时做空白实验。 2）计算公式： AV（酸值KOHmg/g）=56.1×f ×（V样-V空）÷M样重 f：0.1N 标准KOH溶液的修正值。 56.1：KOH的摩尔质量。 3）分析试剂的配制： 0.1N 标准KOH溶液的配制：精确称取分析级KOH 3.3±0.0001g，加蒸馏水至500ml，摇匀备用。 0.1N 标准KOH溶液的标定（修正值f）： 精确称取氨基磺酸1.5±0.0001g于三角瓶内，加适量蒸馏水（约90ml）进行溶解，滴入2-4 d PP指示剂，一所配制的0.1N 标准KOH溶液进行滴定，记录滴定值，则 F值=W/ V ×103 其中W：氨基磺酸称取量V：滴定值 混合试剂的配制：a无水乙醇与醋酸乙酯体积比1：1混合均匀即可；b 甲苯与醋酸乙酯体积比1：1混合均匀亦可。 二：聚酯多元醇的羟值 在聚氨酯合成中，聚酯多元醇羟值是一个重要指标。只有明确了解聚酯多
元醇的羟值，才能确定聚酯多元醇的分子量。羟值含义是：每克样品所消耗的K OH摩尔质量数。单位是mgKOH/g。 1）测试聚酯多元醇羟值的操作步骤（苯酐-吡啶法）。 精确称取聚酯多元醇样品2-5g于磨口锥形三角瓶内，用移液管精确加入苯酐-吡啶酰化剂20ml。摇匀后于烘箱（120℃）加热一小时，取出冷却后，加入蒸馏水90ml震荡，使之充分溶解。再以5 ml酰化剂对瓶壁进行清洗。加2-4 d PP指示剂，以0.5N 标准KOH溶液进行滴定，直至出现粉红色15 s不变为滴定终点，记录滴定值，同一样品分别做两次。并做空白实验。 2）计算公式： OH（羟值KOHmg/g）=(V空-V样)×f ×56.1/ m样量 f：0.5N 标准KOH溶液的修正值。 56.1：KOH的摩尔质量。 3）分析试剂的配制： 0.5N 标准KOH溶液的配制：精确称取分析级KOH 16.5±0.0001g，加蒸馏水至500ml，摇匀备用。 0.5N 标准KOH溶液的标定（修正值f）：精确称取氨基磺酸1.5±0.0001g 于三角瓶内，加适量蒸馏水（约90ml）进行溶解，滴入2-4 d PP指示剂，一所配制的0.5N 标准KOH溶液进行滴定，记录滴定值，则 F值=W/ V ×20.6 其中W：氨基磺酸称取量V：滴定值 苯酐-吡啶酰化剂配制：称取42g邻苯二甲酸酐和6g咪唑溶于300ml吡啶中，混合均匀后贮存于棕色瓶内备用。 注：本法可用于聚醚之酸值和羟值分析检测。所得数据比其他方法相对要可靠。 三：聚酯多元醇其它分析 1）分子量 M分子量=56.1×n ×1000/ 聚酯多元醇校正羟值 聚酯多元醇校正羟值=羟值+酸值 2）水分用水份分析仪检测之。
聚氨酯弹性体的制备与改性.doc
1.1 For personal use only in study and research; not for commercial use 1.2 1.3 聚氨酯弹性体概述 聚氨酯的分子结构中含有氨基甲酸酯重复链节的高分子。它是由异氰酸脂单 体和含活泼氢的化合物逐步聚合而成。由于聚氨酯分子结构中存在大量的极性 键，以及分子间稳定的氢键，因此聚氨酯具有许多优异的性能，尤其是物理机械 性能好，耐磨，附着能力强，优良的耐高温、低温性能，耐腐蚀性优良，电性能良 好等等[1～3]。聚氨酯的用途十分广泛：可用于制造弹性纤维、弹性体、涂料、胶 黏剂、软、硬泡沫塑料、人造革等等。随着科学技术地不断发展，聚氨酯弹性 体的性能不断得到提升，新产品层出不穷，广泛应用在国防、航天、石油、医疗、体育、建材等领域，应用前景十分广阔。 For personal use only in study and research; not for commercial use 聚氨酯弹性体又称聚氨酯橡胶（ PUR），它属于特种合成橡胶。传统上按聚氨酯弹性体加工特性的不同，把它分为浇注型（ CPU）、热塑型（ TPU）和混炼型（MPU）三大类。混炼型聚氨脂弹性体是采用聚醚多元醇和异氰酸酯反应制得的固体生胶状聚合物，利用传统橡胶加工机械和加工程序，进行塑炼混炼，用模具硫化成型。浇注型聚氨脂弹性体，它是采用聚醚多元醇和异氰酸脂、扩链剂等配合剂经两步或一步法合成的线型液态聚合物，它是液体状态浇注在模具中，加热、熟化使其转化成具有一定网状结构的橡胶状固体。热塑性聚氨脂弹性体，它是使用聚醚多元醇和异氰酸酯反应生成线型的聚合物，然后经过加工成为颗粒状固 体。 聚氨酯弹性体是弹性体比较特殊的一类，其原材料种类很多，配方多种多样，可调范围很大[4～6]。聚氨酯弹性体硬度范围很宽，是介于橡胶与塑料之间一类特 殊的高分子材料。 1.4 聚氨酯弹性体合成的原料
水性聚氨酯的分类
水性聚氨酯的分类 由于聚氨酯原料和配方的多样性，水性聚氨酯开发40年左右的时间，人们已研究出许多种制备方法和制备配方。水性聚氨酯品种繁多，可以按多种方法分类。 1．以外观分 水性聚氨酯可分为聚氨酯乳液、聚氨酯分散液、聚氨酯水溶液。实际应用最多的是聚氨酯乳液及分散液，本书中统称为水性聚氨酯或聚氨酯乳液，其外观分类如表5所示。 表5 水性聚氨酯形态分类 2.按使用形式分 水性聚氨酯胶粘剂按使用形式可分为单组分及双组分两类。可直接使用，或无需交联剂即可得到所需使用性能的水性聚氨酯称为单组分水性聚氨酯胶粘剂。若单独使用不能获得所需的性能，必须添加交联剂；或者一般单组分水性聚氨酯添加交联剂后能提高粘接性能，在这些情况中，水性聚氨酯主剂和交联剂二者就组成双组分体系。 3．以亲水性基团的性质分 根据聚氨酯分子侧链或主链上是否含有离子基团，即是否属离子键聚合物(离聚物)，水性聚氨酯可分为阴离子型、阳离子型、非离子型。含阴、阳离子的水性聚氨酯又称为离聚物型水性聚氨酯。 (1)阴离子型水性聚氨酯又可细分为磺酸型、羧酸型，以侧链含离子基团的居多。大多数水性聚氨酯以含羧基扩链剂或含磺酸盐扩链剂引人羧基离子及磺酸离子。 (2)阳离子型水性聚氨酯一般是指主链或侧链上含有铵离子(一般为季铵离子)或锍离子的水性聚氨酯，绝大多数情况是季铵阳离子。而主链含铵离子的水性聚氨酯的制备一般以采用含叔胺基团扩链剂为主，叔胺以及仲胺经酸或烷基化试剂的作用，形成亲水的铵离子。还可通过含氨基的聚氨酯与环氧氯丙烷及酸反应而形成铵离子。 (3)非离子型水性聚氨酯，即分子中不含离子基团的水性聚氨酯。非离子型水性聚氨酯的制备方法有：①普通聚氨酯预聚体或聚氨酯有机溶液在乳化剂存在下进行高剪切力强制乳化；②制成分子中含有非离子型亲水性链段或亲水性基团，亲水性链段一般是中低分子量聚氧化乙烯，亲水性基团一般是羟甲基。 (4)混合型聚氨酯树脂分子结构中同时具有离于型及非离子型亲水基团或链段。 4．以聚氨酯原料分 按主要低聚物多元醇类型可分为聚醚型、聚酯型及聚烯烃型等，分别指采用聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚丁二烯二醇等作为低聚物多元醇而制成的水性聚氨酯。还有聚醚-聚酯、聚醚—聚丁二烯等混合以聚氨酯的异氰酸酯原料分，可分为芳香族异氰酸酯型、脂肪族异氰酸酯型、脂环族异氰酸酯型。按具体原料还可细分，如TDI型、HDI型，等等。 5．按聚氨酯树脂的整体结构划分 (1)按原料及结构可分为聚氨酯乳液、乙烯基聚氨酯乳液、多异氰酸酯乳液、封闭型聚氨酯
聚氨酯发泡工艺简介
聚氨酯发泡工艺简介 聚氨酯硬泡生产工艺硬泡成型工艺聚氨酯硬泡的基本生产方法聚氨酯硬泡一般为室温发泡，成型工艺比较简单。按施工机械化程度可分为手工发泡和机械发泡。根据发泡时的压力，可分为高压发泡和低压发泡。按成型方式可分为浇注发泡和喷涂发泡。浇注发泡按具体应用领域、制品形状又可分为块状发泡、模塑发泡、保温壳体浇注等。根据发泡体系可发为HCFC 发泡体系、戊烷发泡体系和水发泡体系等，不同的发泡体系对设备的要求不一样。按是否连续化生产可分为间歇法和连续法。间歇法适合于小批量生产。连续法适合于大规模生产，采用流水线生产方法，效率高。按操作步骤中是否需预聚可分为一步法和预聚法(或半预聚法)。1．手工发泡及机械发泡在不具备发泡机、模具数量少和泡沫制品的需要量不大时可采用手工浇注的方法成型。手工发泡劳动生产率低，原料利用率低，有不少原料粘附在容器壁上。成品率也较低。开发新配方，以及生产之前对原料体系进行例行检测和配方调试，一般需先在实验室进行小试，即进行手工发泡试验。在生产中，这种方法只适用于小规模现场临时施工、生产少量不定型产品或制作一些泡沫塑料样品。手工发泡大致分几步：(1) 确定配方，计算制品的体积，根据密度计算用料量，根据制品总用料量一般要求过量5％～15％。(2) 清理模具、涂脱模剂、模
具预热。(3) 称料，搅拌混合，浇注，熟化，脱模。手工浇注的混合步骤为：将各种原料精确称量后，将多元醇及助剂预混合，多元醇预混物及多异氰酸酯分别置于不同的容器中，然后将这些原料混合均匀，立即注入模具或需要充填泡沫塑料的空间中去，经化学反应并发泡后即得到泡沫塑料。在我国，一些中小型工厂中手工发泡仍占有重要的地位。手工浇注也是机械浇注的基础。但在批量大、模具多的情况下手工浇注是不合适的。批量生产、规模化施工，一般采用发泡机机械化操作，效率高。2．一步法及预聚法目前，硬质聚氨酯泡沫塑料都是用一步法生产的，也就是各种原料进行混合后发泡成型。为了生产的方便，目前不少厂家把聚醚多元醇或(及)其它多元醇、催化剂、泡沫稳定剂、发泡剂等原料预混在一起，称之为“ 白料”，使用时与粗MDI(俗称“ 黑料” )以双组分形式混合发泡，仍属于“ 一步法”，因为在混合发泡之前没有发生化学反应。早期的聚氨酯硬泡采用预聚法生产。这是因为当时所用的多异氰酸酯原料为TDI-80。由于TDI 粘度小，与多元醇的粘度不匹配；TDI 在高温下挥发性大；且与多元醇、水等反应放热量大，若用一步法生产操作困难，故当时多用预聚法。若把全部TDI 和多元醇反应，制得的端异氰酸酯基预聚体粘度很高，使用不便。硬泡生产中所指的预聚法实际上是“ 半预聚法”。即首先TDI与部分多元醇反应，制成的预聚体中
聚氨酯弹性体制与改性
聚氨酯弹性体制与改性
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1.1聚氨酯弹性体概述 聚氨酯的分子结构中含有氨基甲酸酯重复链节的高分子。它是由异氰酸脂单体和含活泼氢的化合物逐步聚合而成。由于聚氨酯分子结构中存在大量的极性键，以及分子间稳定的氢键，因此聚氨酯具有许多优异的性能，尤其是物理机械性能好，耐磨，附着能力强，优良的耐高温、低温性能，耐腐蚀性优良，电性能良好等等[1～3]。聚氨酯的用途十分广泛：可用于制造弹性纤维、弹性体、涂料、胶黏剂、软、硬泡沫塑料、人造革等等。随着科学技术地不断发展，聚氨酯弹性体的性能不断得到提升，新产品层出不穷，广泛应用在国防、航天、石油、医疗、体育、建材等领域，应用前景十分广阔。 聚氨酯弹性体又称聚氨酯橡胶（PUR），它属于特种合成橡胶。传统上按聚氨酯弹性体加工特性的不同，把它分为浇注型（CPU）、热塑型（TPU）和混炼型（MPU）三大类。混炼型聚氨脂弹性体是采用聚醚多元醇和异氰酸酯反应制得的固体生胶状聚合物，利用传统橡胶加工机械和加工程序，进行塑炼混炼，用模具硫化成型。浇注型聚氨脂弹性体，它是采用聚醚多元醇和异氰酸脂、扩链剂等配合剂经两步或一步法合成的线型液态聚合物，它是液体状态浇注在模具中，加热、熟化使其转化成具有一定网状结构的橡胶状固体。热塑性聚氨脂弹性体，它是使用聚醚多元醇和异氰酸酯反应生成线型的聚合物，然后经过加工成为颗粒状固体。 聚氨酯弹性体是弹性体比较特殊的一类，其原材料种类很多，配方多种多样，可调范围很大[4～6]。聚氨酯弹性体硬度范围很宽，是介于橡胶与塑料之间一类特殊的高分子材料。 1.2聚氨酯弹性体合成的原料 透明聚氨酯弹性体通常由低聚物多元醇、二异氰酸酯和醇类扩链剂反应合成，有出色的耐介质、耐环境性能,相容性好，对多种基材粘接性强，在机械、建筑、汽车制造、医药以及航空航天等领域得到了广泛的应用[7,8]。透明聚氨酯弹性体的研究多集中于以4,4-二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)、1, 6 - 己二异氰酸酯(HDI)和异氟而酮二异氰酸酯(IPDI)等作为硬段的聚氨酯弹性体[9]。环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)是典型的不变黄脂肪(环)族异氰酸酯, 因结构中含有六元环,其耐热性较普通脂肪族异氰酸酯有较大提高，同时由于结构中不含苯环,耐环境性能优异。
甲基硅油生产设备
表2-3 项目主要生产设备
表2-2 项目主要原辅材料与能源消耗情况 项目采用本体聚合方法生产甲基硅油。 甲基硅油（本体聚合法）合成原理：二甲基硅氧烷混合环体（DMC ）高温状态下解环，在封头剂低粘度硅油作用下，共聚反应制得，反应原理见图2-1。 （2）甲基硅油生产工艺流程 项目甲基硅油生产量共1500t/a ，其中约1455t/a 用于成品出售、45t/a 用作生产硅脂的原料。甲基硅油生产工艺流程及产污流程见图2-2。 （3）物料平衡分析 甲基硅油生产物料衡算见表2-4。 表2-4 甲基硅油生产物料平衡表 单位：t/批次
*甲基硅油产品按批生产，每批最大产能3t，年生产约500批。 废气： ①甲基硅油生产有机废气 甲基硅油生产过程在一个反应釜内进行，整个生产过程包括共聚反应过程、抽低破媒沸过程、保温过程以及成品抽气冷却过程等均有低沸气体产生，经冷凝器（循环水，冷凝温度为常温）冷凝后，不凝气引至活性炭吸收装置处理后经15m排气筒高空排放。 A．反应过程跑冒滴漏无组织废气 甲基硅油整个生产过程均在密闭的反应釜内进行，生产过程中的无组织废气主要产生于管道等不严密处的散失，不严密之处泄漏出的有害气体量往往随使用期增长而增加，根据公式及上述参数计算甲基硅油生产过程跑冒滴漏无组织排放非甲烷总烃的量为0.058kg/h（0.899kg/批次，0.450t/a）。 B．生产过程有组织废气 硅油生产过程中，会有硅氧烷轻组分馏出。项目反应釜配备不锈钢冷凝器，从反应釜呼吸口馏出的物料轻组分经冷凝后，绝大部分回流至物料罐待下批次重新利用，仅有少量不凝气产生。本项目硅油生产过程排出的不凝气主要为硅氧烷有机废气，是一些不同分子量的硅氧烷低聚物，目前国内外均无相应排放指标，由于其毒性较低，故借鉴道康宁公司等同类型生产项目，以非甲烷总烃排放速率作为其考核标准。 根据建设单位提供的产品得率，甲基硅油生产线每1.1吨原辅材料生产得到1吨产品，本项目甲基硅油年产量为1500吨，计算可得挥发出来的硅氧烷有机废气总量约150t/a，其中约0.450t/a在生产过程中通过设备和管道跑冒滴漏流失，则硅氧烷馏出物的量约149.55t/a。 预计在常温冷凝器（循环水，冷凝温度为常温）的条件下，冷凝效率可达90%以上。即馏出物经冷凝后90%以上回流至物料罐，则有组织非甲烷总烃产生量约14.955t/a，每批次生产时间约15.5h，年产500批，则非甲烷总烃产生速率约1.930kg/h。 项目拟对甲基硅油生产过程冷凝处理后的不凝气，引至活性炭吸附装置处理后，经15m高排气筒室外高空排放，有机废气去除率可达90%以上，则甲基硅油生产过程非甲烷总烃有组织排放量为1.496t/a，排放速率为0.193kg/h。
浇注型聚氨酯..
浇注型聚氨酯 1概述 聚氨酯弹性体（PUE，PolyurethaneElastomer）是一类综合性能优良的高分子合成材料,包含有浇注型聚氨酯弹性体(CPU)、热塑型聚氨酯弹性体(TPU)和混炼型聚氨酯弹性体(MPU),微孔聚氨酯弹性体、聚氨酯防水材料、鞋底材料、铺装材料等。 CPU 在加工前成型前为粘性液体，故有“液体橡胶”之称，它是以液态低聚物多元醇、异氰酸酯和小分子扩链剂为原料，使用液体混合浇注的加工成型方法，经扩链交联反应得到固化交联的高弹性产物。CPU 成型工艺简单，形成的弹性体分子完整程度高，最大限度发挥了聚氨酯弹性体的特点，综合性能也优于 MPU 和 TPU，因而成为聚氨酯弹性体中产量最大、应用范围最广的品种。在许多工业领域中，CPU 正在逐步地取代传统金属和硫化橡胶，取得越来越广泛的应用。浇注法也是本课题制备聚氨酯弹性体采用的方法。MPU 加工的第一步是合成高粘度、储存稳定、可以混炼加工的聚氨酯生胶（线性分子，分子量为 20 000~30 000），然后在开炼机或密炼机中将其与硫化剂、促进剂、补强性填料等相混合，经成型最后硫化成具有弹性体物理化学性能的聚氨酯弹性体，可以看到，MPU 的加工方法和传统橡胶相似，因而是最早获得工业生产和应用的一种聚氨酯弹性体，但 MPU 的性能比 CPU 和 TPU 差，硬度一般在 ShoreA55~A80，工艺复杂，产量较小。TPU 常采用一步法生产，即将聚合物多元醇、二异氰酸酯和小分子扩链剂混合，在双螺杆反应器中反应，然后切粒和干燥，使用塑料挤出、注射成型的加工方法进行生产。TPU 的数均分子量较大，硬度较高。 聚氨酯弹性体是由相对分子质量大的聚醇软段和相对分子质量低的二异氰酸酯与二胺或二醇合成的硬段所构成的弹性体。软段提供弹性体的韧性、弹性和低温性能；硬段贡献弹性体的刚性、强度以及耐热性[1]。 聚氨酯弹性体具有优异的综合性能，因而广泛应用于各种领域。聚氨酯胶辊、胶轮、筛板、密封件等仍然是浇注型聚氨酯弹性体的重要产品，质量在提高、品种在增加、应用领域在扩大是其发展趋势。阻燃、耐热、阻尼、低摩擦型等聚氨酯弹性体具有广阔的市场空间和发展前景，已引起业界的高度重视。 聚氨酯弹性体分子中有大量的极性基团,同时氨基甲酸酯键可以使分子链之间形成较强的氢键交联。有效地防止了应力作用下分子链之间的滑移,使其不仅具有较高的力学性能、突出的耐磨性,还具有耐油、耐水、耐臭氧、耐辐射、耐低温、气密性 1
水性聚氨酯胶解析(一)
水性聚氨酯胶解析(一) 2009-11-21 23:08 水性聚氨酯胶解析 水性聚氨酯胶的发展概况 水性聚氨酯胶粘剂是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂，有人也称水性聚氨酯为水系聚氨酯或水基聚氨酯。依其外观和粒径，将水性聚氨酯分为三类：聚氨酯水溶液(粒径<0.001um，外观透明)、聚氨酯分散液(粒径0.001-0.1 um，外观半透明)、聚氨酯乳液(粒径>0.1 ，外观白浊)。但习惯上后两类在有关文献资料中又统称为聚氨酯乳液或聚氨酯分散液，区分并不严格。实际应用中，水性聚氨酯以聚氨酯乳液或分散液居多，水溶液少。 由于聚氨酯类胶粘剂具有软硬度等性能可调节性好以及耐低温、柔韧性好、粘接强度大等优点，用途越来越广。目前聚氨酯胶粘剂以溶剂型为主。有机溶剂易燃易爆、易挥发、气味大、使用时造成空气污染，具有或多或少的毒性。近10多年来，保护地球环境舆论压力与日俱增，一些发达国家制订了消防法规及溶剂法规，这些因素促使世界各国聚氨酯材料研究人员花费相当大的精力进行水性聚氨酯胶粘剂的开发。 水性聚氨酯以水为基本介质，具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等优点，已受到人们的重视。 聚氨酯从30年代开始发展，而在50年代就有少量水性聚氨酯的研究，如1953年Du Pont公司的研究人员将端异氰酸酯基团聚氨酯预聚体的甲苯溶液分散于水，用二元胺扩链，合成了聚氨酯乳液。当时，聚氨酯材料科学刚刚起步，水性聚氨酯还未受到重视，到了六、七十年代，对水性聚氨酯的研究开发才开始
迅速发展，1967年首次出现于美国市场，1972年已能大批量生产。70-80年代，美、德、日等国的一些水性聚氨酯产品已从试制阶段发展为实际生产和应用，一些公司有多种牌号的水性聚氨酯产品供应，如德国Bayer公司的磺酸型阴离子聚氨酯乳液ImPranil和Dispercoll KA等系列、Hoechst公司的Acrym系列、美国Wyandotte化学公司的X及E等系列，日本大日本油墨公司的Hydran HW 及AP系列、日本公司的聚氨酯乳液CVC36及水性乙烯基聚氨酯胶粘剂CU系列、日本光洋产业公司的水性乙烯基聚氨酯胶粘剂KR系列等等。 在水性类胶粘剂中，我国目前仍以聚丙烯酸酯类乳液胶、聚乙烯醋酸乙烯类乳液胶、水性三醛树脂等胶粘剂为主。有柔韧性好等特点，有较大的发展前途。水性聚氨酯胶粘剂的性能特点 1.与溶剂型聚氨酯胶粘剂相比，水性聚氨酯胶粘剂除了上述的无溶剂臭味、无污染等优点外，还具有下述特点。 (1)大多数水性聚氨酯胶粘剂中不含NCO基团，因而主要是靠分子内极性基团产生内聚力和粘附力进行固化。而溶剂型或无溶剂单组分及双组分聚氨酯胶粘剂可充分利用NCO的反应、在粘接固化过程中增强粘接性能。水性聚氨酯中含有羧基、羟基等基团，适宜条件下可参与反应，使胶粘剂产生交联。 (2)除了外加的高分子增稠剂外，影响水性聚氨酯粘度的重要因素还有离子电荷、核壳结构、乳液粒径等。?聚合物分子上的离子及反离子(指溶液中的与聚氨酯主链、侧链中所含的离子基团极性相反的自由离子)越多，粘度越大；而固体含量(浓度)、聚氨酯树脂的分子量、交联剂等因素对水性聚氨酯粘度的影响并不明显，这有利于聚氨酯的高分子量化，以提高胶粘剂的内聚强度。与之相比，溶剂型聚氨酯胶粘剂的粘度的主要影响因素有聚氨酯的分子量、支化度、胶的浓
二甲基硅油的用途
1.1二甲基硅油的用途 二甲基硅油分子间有较大距离，分子作用力比碳氢化合物强得多。表面力低，具有高的表面活性，优良的消泡抗泡性和良好的成膜性。二甲基硅油具有憎水性，不溶于水。二甲基硅油与其他物质有良好的隔离性，润滑性能较优。在不影响透气的情况下，有阻隔潮湿的性能。二甲基硅油在宽的温度围粘度变化小。耐热性耐酸性优良。化学性质稳定，沸点高，凝固点低，作为液体存在的温度围广。二甲基硅油的电性能佳，特别在各种频率围时率因素小，其表面力小。抗剪切性能优良。基于以上优良的性质，二甲基硅油广泛应用于机械、电气、纺织、涂料、医学等国民经济各部门。 1.1.1在化妆品领域的应用 在化妆品领域应用硅油，美国开始于50年代，日本开始于60年代，我国开始于70年代，但近十年来发展、普及非常快。头发洗理、护理制品，护肤制品，妆扮(make-uP)制品都已普遍使用。其中使用最广泛、最多的是甲基硅油。在化妆品中使用甲基硅油有以下特点： 1)无味无色，不影响最终制品的外观及香气； 2)有非常好的使用轻快感和伸展性； 3)很好的疏水性和光滑性； 4)对皮肤无刺激，对人体安全性高； 5)有很好的气体透过性，不妨碍皮肤呼吸； 6)化学稳定性，与其它化妆品原料不发生反应。
例如，各种皮肤护理制品中使用中等粘度的甲基硅油，能提高化妆品对皮肤的伸展性，起到保护皮肤的效果。在脸黛或口红中添加甲基硅油能改进颜料的分散性，提高伸展性与使用感。摩丝中添加甲基硅油，能提高梳理性。剃须膏中加少量甲基硅油能起到皮肤与刀刃之间的润滑作用。 化妆品中使用的硅油在质量品级方面应有别于工业用品级,必须慎重选择。 1.1.2在医疗、食品领域的应用 二甲基硅油对人体无生毒性，也不被体液分解，故在医疗卫生事业中，被广泛应用。医疗用甲基硅油(100~1000mPa·s)，美国、日本都已有专用标准，我国也已列入药典。主要用作外用药的添加剂和胃肠药的成分，已实用化，但硅油不能用于血液系统。利用其消泡作用，制成了口服胃肠消胀片，及肺水肿消泡气雾剂等药用。在药膏中加入硅油，可提高药物对皮肤的渗透能力，提高药效。以硅油为基础油的某些膏药剂对烫伤、皮炎、褥疮等都有很好的疗效，利用硅油的抗凝血作用，可用其处理贮血器表面，延长血样贮存时间等。 甲基硅油用于食品生产工艺，一些国家在食品法中已有规定，使用甲基硅油的枯度围300~600mPa·s，并有专用的品级牌号。主要用于食品制造时的消泡、脱模及食品包装中的防粘处理。 1.1.3作消泡剂 由于二甲基硅油表面力小，且不溶于水，动植物油及高沸点矿物油中，化学稳定性好、又无毒，用作为消泡剂已广泛用于石油、化工、
聚氨酯硬泡使用说明
聚氨酯硬泡使用说明 ―――手工浇注料 聚氨酯保温材料一大优异之处在于其现场施工的方便性。除了采用发泡设备注射、喷涂外，手工浇注也是常采用的发泡成型方式。 手工浇注，即采用简易容器和设备，用手工方式或机械搅拌把一定比例、一定数量的发泡原料混合均匀并转移到待发泡的腔体中。 1．设备（工具）： 容器：计量、混合用，共计三个，常用塑料质或铁/钢质，大小与其工作负荷相称。 搅拌器：一般采用通用手电钻，转速在1200r/min以上，搅拌头为环形或风翅形叶轮，其大小及手电钻功率可据工作负荷（混料量）而定。 清理器具：一般为铁质条、片状物或刀具，清理搅拌头、混合器具残留的泡沫。2．基本工艺：按原料厂家所提供的材料配比计量所需量的黑白料，转移到混合容器中，然后开启搅拌器对其进行搅拌混合；经充分混合将物料及时转移到待发泡腔体中，闭合模具（注意在发泡过程中适当的排气）。待泡沫固化完成后，打开模具取出已完成的工件。 在泡沫不再软、粘时将混合容器中及搅拌头上的泡沫清理干净以预备进入下一生产周期。 3．需要注意的几个工艺参数 （1）温度。一般来说手工浇注型工艺对料温缺乏相应的控制手段，多为自然温度。但由于聚氨酯成形过程易受温度影响，故常常需控制一定的料温以期得到较好的发泡效果。一般的，料温低时泡沫易酥脆且发方率较低，固化缓慢，延长生产周期和多耗材料的同时还得不到较好的发泡效果，故冬季一般采用外加热方式保证材料温度不要低于15℃；另一方面，料温过高时会导致白料中的发泡剂成分较多挥发而降低发方率，同时料温高使得反应过快不易操作、控制，在夏季可采用外辅助冷水强制降温方式来控制黑白料温度使其最好不要超过30℃（注意：小心不要使水进入黑白料中）。 （2）可操作时间。聚氨酯泡沫成型过程是化学反应过程。一般认为化学反应开始后（乳白时间）不宜再过多的对其进行操作，故而计量后混合、搅拌、转移工序应在乳白时间到来前完成。只有这样才能保证泡沫体在腔体中填充的均匀性。对配料厂家来说乳白时间具有可调性，可根据使用时混合总量、搅拌时间、转移效率等情况来确定。 温度对可操作时间有较大的影响，温度高时同一物料的可操作时间将变短。 （3）脱模时间。泡沫发起后须经一定熟化后方能稳定，即达到固化。该时间受材料本身因素的制约同时又受工艺性的影响。一般来说同一材料料温高、环境温度高、工件温度高时固化较快，反之则慢。 过早的脱模会因泡沫固化效果不好而影响工件的质量，须根据材料本性适时脱模（需要高速时可通过白料厂家来调整完成）。 4．用料量计算。 在高于自由泡密度的条件填充下，设计填充密度和待填充腔体的空间大小是决定用料量的两个主要因素，又因表皮比重大、物料损耗、气体挥发等因素势必要求有一定的过量填充。由此用料量可由下式计算： 用料量=待填充体积×设计填充密度×（1+过量填充系数） 一般过量填充系数为10-15%，温度低时表皮层较厚使该系数大一些。 低于自由泡芯密度的设计填充密度是不可能的，故最低用量是自由泡的填充。为
水性聚氨酯发展概况
水性聚氨酯发展概况 水性聚氨酯胶粘剂是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂，有人也称水性聚氨酯为水系聚氨酯或水基聚氨酯。依其外观和粒径，将水性聚氨酯分为三类：聚氨酯水溶液(粒径< 0.001um，外观透明)、聚氨酯分散液(粒径0.001-0.1 um，外观半透明)、聚氨酯乳液(粒径>0. 1 ，外观白浊)。但习惯上后两类在有关文献资料中又统称为聚氨酯乳液或聚氨酯分散液，区分并不严格。实际应用中，水性聚氨酯以聚氨酯乳液或分散液居多，水溶液少。由于聚氨酯类胶粘剂具有软硬度等性能可调节性好以及耐低温、柔韧性好、粘接强度大等优点，用途越来越广。目前聚氨酯胶粘剂以溶剂型为主。有机溶剂易燃易爆、易挥发、气味大、使用时造成空气污染，具有或多或少的毒性。近10多年来，保护地球环境舆论压力与日俱增，一些发达国家制订了消防法规及溶剂法规，这些因素促使世界各国聚氨酯材料研究人员花费相当大的精力进行水性聚氨酯胶粘剂的开发。水性聚氨酯以水为基本介质，具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等优点，已受到人们的重视。聚氨酯从30年代开始发展，而在50年代就有少量水性聚氨酯的研究，如1953年Du Pont公司的研究人员将端异氰酸酯基团聚氨酯预聚体的甲苯溶液分散于水，用二元胺扩链，合成了聚氨酯乳液。当时，聚氨酯材料科学刚刚起步，水性聚氨酯还未受到重视，到了六、七十年代，对水性聚氨酯的研究开发才开始迅速发展，1967年首次出现于美国市场，1972年已能大批量生产。7 0-80年代，美、德、日等国的一些水性聚氨酯产品已从试制阶段发展为实际生产和应用，一些公司有多种牌号的水性聚氨酯产品供应，如德国Bayer公司的磺酸型阴离子聚氨酯乳液ImPranil和Dispercoll KA等系列、Hoechst公司的Acrym系列、美国Wyandotte化学公司的X及E等系列，日本大日本油墨公司的Hydran HW及AP系列、日本公司的聚氨酯乳液C VC36及水性乙烯基聚氨酯胶粘剂CU系列、日本光洋产业公司的水性乙烯基聚氨酯胶粘剂KR系列等等。在水性类胶粘剂中，我国目前仍以聚丙烯酸酯类乳液胶、聚乙烯醋酸乙烯类乳液胶、水性三醛树脂等胶粘剂为主。有柔韧性好等特点，有较大的发展前途。水性聚氨酯的分类由于聚氨酯原料和配方的多样性，水性聚氨酯开发40年左右的时间，人们已研究出许多种制备方法和制备配方。水性聚氨酯品种繁多，可以按多种方法分类。1．以外观分水性聚氨酯可分为聚氨酯乳液、聚氨酯分散液、聚氨酯水溶液。实际应用最多的是聚氨酯乳液及分散液，本书中统称为水性聚氨酯或聚氨酯乳液，其外观分类如表5所示。表5 水性聚氨酯形态分类 -----------------------------------------------------名称水溶液分散液乳液状态溶解—胶体分散分散外观透 明半透明乳白白浊粒径，um ＜0.001 100-1000 0.001-0.1分子量数千－20万＞0.1 ＞5000------------------------------------------------------ 2.按使用形式分水性聚氨酯胶粘剂按使用形式可分为单组分及双组分两类。可直接使用，或无需交
硅油制作
01甲基硅油完整制备工艺 201甲基硅油制作工艺 工艺配方： 投料情况：DMC ：300Kg 条件：目标粘度2000CS 封头剂：DMC量的10%(此配方DMC为水解料。用其他DMC时，可根据粘度要求添加或者不添加。可在一个批次生产完毕后，做整体硅油粘度调配，得到所需粘度。) 催化剂用量：万分之一（DMC量） 催化剂：四甲基氢氧化氨 流程示意： 投料；脱水；加入封头剂、催化剂；调聚；破媒；脱低；出料 操作工艺： 将DMC投入釜中，升温至80度至90度,减压0.04-0.06mpa脱水30分钟；加入封头剂、催化剂升温至100度-110度粘度合格。继续升温到150度，常压破媒1小时，升温至220度，通n2脱 低沸至闪点合格。降温出料得成品。 工艺监控： 00小时00分：设备正常，搅拌下，投入DMC，全开升温阀门。 00小时15分：预备催化剂与封头剂 00小时45分：升温至80度，关闭升温阀门。 00小时50分：升温85度停，适量开启升温阀门，恒温85度。 00小时55分：开启真空，减压至负压0.04-0.06MPA，脱水。 01小时25分：关闭真空。加入催化剂和封头剂。开启升温阀门。 01小时25分：升温到105度，关闭升温阀门。 01小时30分：升温110度停，适量开启升温阀门，恒温110度， 调聚。 03小时30分：全开升温阀门，升温到145度。 03小时35分：常压下，保持150度，破媒。 04小时35分：将硅油毛料抽至电加热釜。 05小时00分：全开升温装置。 06小时00分：升温到215度，关闭部分升温装置，使稳定恒定 在220度。 06小时05分：开启真空至负压0.09上，脱低。 06小时15分：釜内通氮气，并保证真空
聚氨酯硬泡配方设计说明书
组合料配比之设计、计算、试验、试料 1 关于计算 硬泡组合料里最需要计算的东西是黑白料比例（重量比）是不是合理，另一个正规的说法好像叫“异氰酸指数”合理，翻译成土话就是：“按比例混合的白料和黑料要完全反应完”。因此，白料里所有参与跟-NCO反应的东西都应该考虑在。 理论各组分消耗的-NCO摩尔量计算如下 1.1 主料 聚醚、聚酯、硅油（普通硬泡硅油都有羟值，据说是因为加了二甘醇之类的）配方数乘以各自的羟值，然后相加得数Q S1 = Q÷56100 1.2 水 水的配方量w S2 = W÷9 1.3与消耗-NCO的小分子物： 配方量为K，其分子量为M，官能度为N K ×N S3 = ————————（用了两种以上小分子的需要各自计算再相加） M
S = S1+S2+S3 基础配方所需粗MDI份量[（S×42）÷0.30 ] ×1.05 (所谓异氰酸指数1.0） 其实以上计算只是一个最基本的消耗量，由于黑白料反应过程复杂，实际-NCO消耗量肯定不止这个数，比如有三聚催化剂的情况下到底额外消耗了多少-NCO，这个没人说得清楚。另外，聚醚里有水分，偏高0.1%就好严重的；聚醚羟值也是看人家宣传单的，我见过有聚醚羟值围跨度90mgKOH/g，那个计算数出来后只能参考，不能认真! 2 试验设计之“冰箱、冷柜”类 2.1 本组合料体系重要要求及说明 2.1.1 流动性要好，密度分布“尽量”均匀 首先要考虑粘度，只有体系粘度小了，初期流动性才会好（主份平均粘度6000mPa.S以下，组合料350mPa.S以下），其次体系中的钾、钠杂离子要控制在一个低限（20ppm以），从而可控制避免三聚反应提前，即：体系粘度过早变大。如果流动性欠佳，发泡料行进至注料口远端就会出现拉丝痕致使泡孔结构橄榄球化，这个位置一定抗不住低温收缩。 2.1.2 泡孔细密，导热系数要低 不难理解泡孔细密是导热系数低的第一前提，此时首先考虑加有403或某些芳香胺醚进入体系（它们所起的作用是首先与-NCO反应，其生成物与其它组份互溶、乳化稳定性提升，并保证发泡体系初期成核稳定，也就是避免迸泡，从而
聚氨酯胶的配方设计
聚氨酯胶的配方设计 胶粘剂的设计是以获得最终使用性能为目的,对聚氨酯胶粘剂进行配方设计,要考虑到所制成的胶粘剂的施工性(可操作性)，固化条件及粘接强度，耐热性，耐化学品性，耐久性等性能要求。 1.聚氨酯分子设计——结构与性能聚氨酯由于其原料品种及组成的多样性,因而可合成各种各样性能的高分子材料，例如从其本体材料(即不含溶剂)的外观性严主讲,可得到由柔软至坚硬的弹性体，泡沫材料，聚氨酯从其本体性质(或者说其固化物)而言,基本上届弹性体性质,它的一些物理化学性质如粘接强度，机械性能，耐久性，耐低温性，耐药品性,主要取决于所生成的聚氨酯固化物的化学结构，所以,要对聚氨酯胶粘剂进行配方设计,首先要进行分子设计,即从化学结构及组成对性能的影响来认识，有关聚氨酯原料品种及化学结构与性能的关系。 2. 从原料角度对PU胶粘剂制备进行设计聚氨酯胶粘剂配方中一般用到三类原料:一类为NCO类原料(即二异氰酸酯或其改性物、多异氰酸酯),一类为oH类原料(即含羟基的低聚物多元醇、扩链剂等,广义地说,是含活性氢的化合物,故也包括多元胺、水等),另有一类为溶剂和催化剂等添加剂，从原料的角度对聚氨酯胶粘剂进行配方设计,其方法有下述两种。 (1).由上述原料直接配制最简单的聚氨酯胶粘剂配制法是0H类原料和NCO类原料(或及添加剂)简单地混合，直接使用，这种方法在聚氨酯胶粘剂配方设计中不常采用,原因是大多数低聚物多元醇分子量较低(通常聚醚Mr<6000,聚酯Mr<3000),因而所配制的胶粘剂组合物粘度小，初粘力小，有时即使添加催化剂,固化速度仍较慢,并且固化物强度低, 实用价值不大，并且未改性的TDI蒸气压较高,气味大，挥发毒性大,而MDI常温下为固态,使用不方便,只有少数几种商品化多异氰酸酯如PAPlDesmodur RDesmodur RFCoronate L等可用作异氰酸酯原料。不过,有几种情况可用上述方法配成聚氨酯胶粘剂例如 1)由高分子量聚酯(Mr5000-50000)的有机溶液与多异氰酸酯溶液(如Coronate L)组成的双组分聚氨酯胶粘剂,可用于复合层压薄膜等用途,性能较好，这是因为其主成分高分子量聚酯本身就有较高的初始粘接力,组成的胶粘剂内聚强度大; (2)由聚醚(或聚酯)或及水，多异氰酸酯，催化剂等配成的组合物,作为发泡型聚氨酯胶粘剂，粘合剂,用于保温材料等的粘接制造等,有一定的实用价值。 (2).NCO类及OH类原料预先氨酯化改性如上所述,由于大多数低聚物多元醇的分子量较低,并且TDI挥发毒性大,MDI常温下为固态,直接配成胶一般性能较差,故为了提高胶粘剂的初始粘度，缩短产生一定粘接强度所需的时间,通常把聚醚或聚酯多元醇
双组分水性聚氨酯胶粘剂的制备与性能
双组分水性聚氨酯胶黏剂的合成及表征 郑延清1*，邹友思 2 (1.闽江学院化学与化学工程系，福建福州350108； 2.厦门大学材料学院，福建厦门361005) 摘要：以聚酯二元醇、甲苯二异氰酸酯（TDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）、1,4-丁二 醇（BDO）和三羟甲基丙烷（TMP）等为原料合成了双组分水性聚氨酯的多元醇组 分作为A组分。考虑到溶解性，反应活性，工业成本等因素，本文从小分子二元醇（如乙二醇，丙二醇，丁二醇，一缩乙二醇等），小分子三元醇（甘油），小分子四 元醇（季戊四醇），聚乙二醇（相对分子质量从200到2000），聚丙二醇（相对分子 质量从300到2000）等数十种醇类化合物中，反复试验，再三筛选，最后确定以聚 乙二醇-800和六亚甲基二异氰酸酯（HDI）三聚体为原料合成了亲水性多异氰酸酯 固化剂作为B组分。将A、B组分混合配制，得到了双组分水性聚氨酯胶黏剂。通 过红外光谱（FT-IR）、核磁共振（NMR）、粘度、吸水率、粘接强度、离心稳定性等 性能测试，分别对A、B组分合成的关键步骤及影响产物性能的各种因素进行了探讨。结果表明，当DMPA、BDO、TMP的质量分数分别为6%、4%、3%时，多元醇 组分的外观、稳定性、粘接强度等性能较好；选择聚乙二醇作为亲水组分对HDI三 聚体进行改性，且当其添加的质量分数为11%及以上时，制备出的多异氰酸酯固化 剂组分具有较好的水分散性。 关键词：水性聚氨酯；胶黏剂；多元醇组分；固化剂；粘接强度 中途分类号：O 631 文章标志码：A 文章标号： 聚氨酯胶黏剂具有独特的软硬段结构，这种化学结构决定了它具有耐低温、耐磨、耐脆化、拉伸强度高、韧性、弹性好等优点[1-4]。传统的溶剂型聚氨酯胶黏剂以二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯等溶剂为分散介质，这些溶剂易燃易爆，挥发性和毒性较大，污染环境，危害操作者的身体健康。近年来，随着保护环境的舆论压力和人们的环保意识不断增强，一些发达国家制定了限制挥发性有机物（VOC）的法律法规，这些因素促进了*通信作者：yanqingz2115@https://www.360docs.net/doc/ec14713488.html,
聚氨酯硬泡沫配方及计算
聚氨酯硬泡配方及计算方法 一、硬泡组合料里最需要计算的东西是黑白料比例（重量比）是不是合理，另一个正规的说法好像叫“异氰酸指数”是否合理，翻译成土话就是“按重量比例混合的白料和黑料要完全反应完”。因此，白料里所有参与跟-NCO反应的东西都应该考虑在内。理论各组分消耗的-NCO 摩尔量计算如下 ㈠主料：聚醚、聚酯、硅油（普通硬泡硅油都有羟值，因为加了二甘醇之类的稀释，部分泡沫稳定剂型硅油还含有氨基）配方数乘以各自的羟值，然后相加得数Q，S1 = Q÷56100 ㈡水：水的配方量W S2 = W÷9 ㈢参与消耗-NCO的小分子物：配方量为K，其分子量为M，官能度为N S3 =K× N/M（用了两种以上小分子的需要各自计算再相加） S = S1+S2+S3 基础配方所需粗MDI份量[（S×42）÷0.30 ] ×1.05 (所谓异氰酸指数1.05） 其实以上计算只是一个最基本的消耗量，由于黑白料反应过程复杂，实际-NCO消耗量肯定不止这个数，比如有三聚催化剂的情况，到底额外消耗了多少-NCO，这个没人说得清楚。另外，聚醚里有水分，偏高0.1%就很严重；聚醚羟值也是看人家宣传单的，我见过有聚醚羟值范围跨度90mgKOH/g，那个计算数出来后只能参考，不能认真! [试验设计]之“冰箱、冷柜”类 本组合料体系重要要求及说明 1、流动性要好，密度分布“尽量”均匀。首先要考虑粘度，只有体系粘度小了，初期流动性才会好（主份平均粘度6000mPa.S以下，组合料350mPa.S以下），其次体系中的钾、钠杂离子要控制在一个低限（20ppm以内），从而可控制避免三聚反应提前，即：体系粘度过早变大。如果流动性欠佳，发泡料行进至注料口远端就会出现拉丝痕致使泡孔结构橄榄球化，这个位置一定抗不住低温收缩。 2、泡孔细密，导热系数要低。不难理解泡孔细密是导热系数低的第一前提，此时首先考虑加有403或某些芳香胺醚进入体系（它们所起的作用是首先与-NCO反应，其生成物与其它组份互溶、乳化稳定性提升，并保证发泡体系初期成核稳定，也就是避免迸泡，从而使泡孔细密）其次聚醚本身单独发泡其泡孔结构要好（例如以山梨醇为起始的635SA比蔗糖为起始的1050泡孔要细密均匀得多，还有含有甘油为起始剂的835比1050细密，即便是所谓的4110牌号的聚醚，含丙二醇起始的比二甘醇的好。聚醚生产的聚合催化剂不同，所生产出的聚醚性状也有差异：氢氧化钾催化的聚醚分子量分布比二甲胺催化的要窄。另外：聚醚生产时的工艺控制-----温控、抽真空、PO--也就是环氧丙烷流量控制、PO原料质量、后处理等等-----也都会直接影响聚醚发泡的泡孔结构）第三，可以考虑加入一些可以改善泡孔细密度的聚酯成份。第四，适当加入低粘度物调整总体粘度（如210聚醚） 3、耐低温抗收缩性要好。这个无须赘言。一是官能度，总体平均要4以上。其次是发泡体成型后空间交联点分布均匀（直观解释是：主聚醚反应活性尽量相差不大，连续的近似的空间结构要稳定得多。） 4、粘结性好。所谓粘结性表面上是指泡沫体与冰箱、冷柜外壳和内胆之间的粘合，其实是指泡体柔韧性，以及抗收缩性，（水份用量、降低总体羟值，添加柔性结构成分，如210、330N 之类都可以改进泡沫对壳体的粘附性） 5、成本较低。目前冰箱、冷柜行业竞争白热化，性能极佳价格昂贵的组合料没人用的起，所以我们必须为成本考虑（比如芳香聚酯价位要比聚醚的低，可以加一些。） 6、安全性。这是对环戊烷体系的特别要求（至少环戊烷不象F11那样想加多少就加多少，不难理解加多环戊烷的更具有安全隐患）
水性聚氨酯胶黏剂国内外发展情况
1.国外研究进展 国外对聚氨酯的研究较早。 20 世纪 40 年代,德国的拜耳就建成了聚氨酯试验车间, 美国、英国于20 世纪 5 0 年代相继开始了工业化, 20 世纪 60 年代杜邦公司首次工业化生产了水性聚氨酯, 20 世纪 70年代以来德国对水性聚氨酯进行了大量的研究工作, 对自乳化稳定机理及相转变过程进行了描述与解释。 20 世纪 80 年代后 , 美国、日本、荷兰等国家开始生产和应用聚氨酯。由于合成技术的发展和性能的不断改进, 使水性聚氨酯进入飞速发展 阶段, 涉及的领域涵盖皮革、纸张、纺织、涂料、胶黏剂等。进 入 21 世纪后, 聚氨酯的应用领域不断拓宽, 特别是世界范围内日 益高涨的环保要求, 更加快了水性聚氨酯工业的发展步伐。经过几十年的发展, 聚氨酯产品在汽车涂料、胶黏剂等领域已接近或达到溶剂型产品水平, 原料生产实现了规模化, 异氰酸酯、聚醚多元醇等聚氨酯基本原料的先进生产技术只掌握在少数几家跨国公司( 如BASF, Bayer, H untsman,DuPONT 等)手中,他们在世界各地建立了特大规模(10万t/a以上)的生产装置,这对中国规模较小、技术相对落后的原料企业的发展构成了一定威胁。国外水性聚氨酯胶黏剂的发展速度明显快于其他胶黏剂产品 , 且品种多、产量大。例如 : 拜耳公司U53 , U 54 等系列产品; 日本大日本油墨公司的H ydr an H W 及 AP 系列; 日本公司的聚氨酯乳液CV C36 及水性乙烯基聚氨酯胶黏剂 CU 系列等 [ 5] 。这些胶黏剂一般都具有较好的初黏性、耐水性、耐温性。近年来环境保护的压力迫使一些