聚氨酯的助剂(二)
汇总聚氨酯软泡配方重点
汇总聚氨酯软泡配方重点SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#聚氨酯软质泡沫塑料一、前言聚氨酯软泡系列产品主要包括块状.连续.海绵、高回弹泡沫（HR）、自结皮泡沫、慢回弹泡沫、微孔泡沫以及半硬质吸能泡沫等。
这类泡沫仍占聚氨酯产品总量的50%左右。
应用面日渐扩大的一个大品种，它已涉及到国民经济的各个领域：家电、汽车、家装、家具、火车、轮船、航天等诸多领域。
PU软泡自上世纪50年代问世以来，尤其是进入21世纪之后，不论技术上还是品种与产品产量上都有一个飞跃发展。
突出的是：环保型PU软泡，即绿色聚氨酯产品；低VOC值PU软泡；低雾化PU软泡；全水PU软泡；全MDI系列软泡；难燃、低烟、全MDI系列泡沫；反应型高分子量催化剂、稳定剂、阻燃剂以及防老剂等新品种助剂；低不饱和度、低单醇含量的多元醇；超低密度的优异物性的PU软泡；低共振频率、低传递性PU软泡；聚碳酸酯二元醇、聚ε-己内酯多元醇、聚丁二烯二醇、聚四氢呋喃等特种多元醇；液态CO2发泡技术、负压发泡技术等。
·总之，新品种、新技术的出现，促进了PU软泡进一步发展。
二、成泡原理：若要合成出理想的符合要求的PU软泡，必须了解泡沫体系的化学反应原理，才能选择合适的主辅原料与制造工艺。
聚氨酯工业发展到今天，已不是仿制阶段，而是根据最终制品的性能要求，通过原料结构、合成技术手段，才能达到，为此，掌握好成泡原理至关重要。
聚氨酯泡沫塑料在合成过程中参与化学变化，影响泡沫结构性能的变化因素较复杂，其中不仅涉及异氰酸酯与聚醚（酯）醇、水之间的化学反应，而且也涉及到起泡的胶体化学，其化学反应有扩链、起泡与交联等过程。
它又与参加反应的物质结构、官能度、分子量等均有影响。
一般聚氨酯泡沫塑料合成的总反应可用下面公式表示：但实际情况较为复杂,现就重要反应归纳如下：1、扩链多官能度的异氰酸酯与聚醚（酯）醇，尤其是二官能度化合物，其扩链按下式进行：发泡体系中，一般异氰酸酯用量是大于含活泼氢化合物的，即所讲的反应指数是大于1，通常取1.05，所以发泡过程中扩链最终产品末端应是异氰酸酯基团。
聚氨酯生产原料
聚氨酯生产原料
聚氨酯的生产原料主要包括以下几种：
1. 异氰酸酯：聚氨酯的核心原料，常用的异氰酸酯有二甲基苯二异氰酸酯（MDI）和甲基二苯基二异氰酸酯（TDI）等。
2. 多元醇：用于与异氰酸酯反应生成聚氨酯的主要原料。
常用的多元醇有聚酯多元醇（如聚己内酯醇）和聚醚多元醇（如聚醚二醇）等。
3. 链延长剂：用于调节聚氨酯的分子量和硬度的原料。
常用的链延长剂有低分子量的二元醇（如丙二醇和乙二醇）和低聚醚（如聚醚三醇）等。
4. 催化剂：用于促进异氰酸酯和多元醇的反应速度的原料。
常用的催化剂有有机锡化合物（如二乙基锡酸盐）和有机铅化合物等。
5. 阻燃剂：用于提高聚氨酯的阻燃性能的原料。
常用的阻燃剂有硅基阻燃剂和磷基阻燃剂等。
6. 增塑剂：用于调节聚氨酯的柔韧性和延展性的原料。
常用的增塑剂有低分子量的多元醇和聚合物加工助剂等。
7. 填充剂：用于增加聚氨酯的体积和改善物理性能的原料。
常用的填充剂有纤维素、矿物填料和玻璃纤维等。
需要注意的是，不同类型的聚氨酯产品所使用的原料组合和比例会有所差异，以上仅为常见的聚氨酯生产原料。
解读聚氨酯橡胶弹性体合成助剂
解读聚氨酯橡胶弹性体合成助剂刘潇聚氨酯弹性体（PU）又称聚氨酯橡胶，是一类在分子链中含有较多氨基甲酸酯基团（-NHCOO-）的弹性体聚合物材料。
通常以低聚物多元醇、多异氧酸酯、扩链剂/交联剂及少量助剂为原料制得。
聚氨酯橡胶弹性体是一种具有高强度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料，助剂是橡胶工业的重要原料，用量虽小，作用却甚大，聚氨酯弹性体从合成到加工应用都离不开助剂，按所起作用的不同，可分合成体系、改性及操作体系、硫化体系及防护体系四类助剂。
聚氨酯产业拥有良好的市场前景，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，在当下人们的日常生活、工农业生产、医学等领域得到了广泛地应用，受到了社会的广泛关注。
本文介绍聚氨酯橡胶弹性体合成主要助剂如下。
1•催化剂及阻聚剂在化学反应里能改变反应物的化学反应速率（既能提高也能降低）而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂（固体催化剂也叫触媒）。
据统计，约有90%以上的工业过程中使用催化剂，如化工、石化、生化、环保等。
催化剂自身的组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化；它和反应体系的关系就像锁与钥匙的关系一样，具有高度的选择性（或专一性）。
一种催化剂并非对所有的化学反应都有催化作用。
催化剂是一类能改变化学反应速度而在反应中自身并不消耗的物质。
用作聚合的催化剂有离子聚合和配位聚合的催化剂，缩聚反应的催化剂。
例如，在制作单体铸型尼龙时可用纳或氢氧化纳为催化剂，乙酰基已内酰胺为助催化剂将已内酰胺进行离子开环聚合反应；胺和有机锡化合物用作氨酰的催化剂；在制造PVC泡沫塑料时用硬脂酸金属盐为催化剂，氧化锌为助催化剂，使偶氮二甲酰胺的分解温度降低，以适应发泡工艺的要求。
催化剂种类繁多，按状态可分为液体催化剂和固体催化剂；按反应体系的相态分为均相催化剂和多相催化剂，均相催化剂有酸、碱、可溶性过渡金属化合物和过氧化物催化剂。
聚氨酯合成产品常用原料与助剂
聚氨酯合成产品常用原料与助剂聚氨酯技术摘要列举聚氨酯合成常用原料，分别叙述其必要性和功能性。
1.概述聚氨基甲酸酯是指分子主链中含有氨基甲酸酯重复单元链（-OOCNH-）的聚合物的统称，简称聚氨酯（PU）。
绝大多数PU是由多异氰酸酯和含有活泼氢原子的物质如多元醇，加聚反应而成。
其化学反应表达式如图1所示：图1聚氨酯合成反应表达式由于PU所用原料品类繁多，加工方法各异，性能范围宽广，因而应用领域不断拓展，已成为世界六大发展合成材料之一。
根据IAL Consultants (London)的调查统计和预测，其最终产品全球生产量持续增长。
按最终产品类别分，其分别产量如表1所示。
表1全球PU产品产量(以t计)产品类别2000年2005年年均增长率2010年年均增长率（%）（%）CASE 3484940 4792195 6.7 5877100 4.1粘合剂476000 592370 4.7 669700 2.5软质泡沫3672125 4944500 6.0 5942000 3.9硬质泡沫2290215 3423500 8.5 4418800 5.2总计9923280 13752565 6.7 16907600 4.2注：年均增长率数据系笔者所算。
CASE是涂料、胶粘剂、密封剂和弹性体的总称。
表1数据显示，硬质泡沫（硬泡）增长速度最快，可能是全球节能法规日益严格，绝热材料需求量应运增长的缘故。
C ASE次之，其中热塑性聚氨酯(TPU)树脂深受关注，由它可制备CASE最终产品。
据中国PU工业协会统计，中国PU产品2005年的消费量达300万t,其中含PU树脂干品约218.2万t。
2004年和2003年消费量分别为259万和210.4万t。
表2列出中国近年PU原料和产品的消费量。
表2中国近年PU原料和产品的消费量(万t)类别2003 2004 2005 年均增长率%原料MDI 32.0 43.6 51.0 26.2TDI 30.0 32.8 36.0 9.5聚醚50.2 78.5 88.9 13.2(05)总计112.2 154.9 175.9 13.6(05)产品软质泡沫48.0 55.0 60.0 11.8硬质泡沫43.0 48.0 55.0 13.1泡沫总计91.0 103.0 115.0 12.4 CPU 3.5 4.0 6.0 30.9 TPU 4.0 10.0 12.0 73.2 防水及铺装材料7.3 8.0 10.0 17.0氨纶7.0 12.0 16.0 51.1鞋底原液16.0 18.0 20.0 11.8 合成革浆料（干树脂）35(10.5) 53(15.9) 65(19.5) (36.2) 涂料（干树脂）29( 9.0) 32(10.0) 35(11.7) (14.0)胶粘剂/密封剂（干树脂）17.6(6.1) 19( 7.0) 21( 8.0) (14.5)产品总计（干树脂）210.4(154.4) 259(187.9) 300(218.2) (19.0) 注：（）中数据系干树脂的。
聚氨酯涂料常用助剂种类
聚氨酯涂料常用助剂种类涂料用的助剂不是成膜物质，而是涂料配方中用量很少（一般在千分之几或更少），并能显著改善涂料性能的一种化学物质。
在现代涂料的生产和应用中起着越来越重要的作用。
在聚氨酯涂料中使用的助剂很多，其作用在于：（1）改善聚氨酯涂料的生产工艺；（2）提高聚氨酯涂料的贮存稳定性；（3）改进聚氨酯涂料的施工性能；（4）改善涂膜的使用性能。
总之，采用不同的助剂可赋予聚氨酯涂料不同的性能，用以解决聚氨酯涂料生产、贮存、施工和应用中遇到各种问题，有助于将聚氨酯涂料的生产和应用提高到一个崭新的水平。
本文列举了集中聚氨酯涂料常用的助剂，并对它们做了详细的介绍。
1.催化剂在聚氨酯涂料的制造和固化成膜过程中都需要使用催化剂，因此催化剂的选择和使用，在聚氨酯涂料中具有特别重要的意义。
用于加速异氰酸酯基和含活性氢化合物反应的催化剂主要有如下两类：（1）胺类催化剂，如二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、己-二胺、二乙醇胺、三乙胺、4,4-二氨基-3,3-二氨二苯基甲烷（MOCA），二氮二杂环辛烷等。
（2）金属盐类。
最常用的是二月桂酸二丁基锡、辛酸锌、环烷酸锌等。
催化剂的用量视聚氨酯涂料的品种、反应温度、催化剂的类型之不同而异，一般在0.03-0.1%之间。
用于异氰酸醋的二聚或三聚成环反应的催化剂，必须是具有亲核特性的化合物，如吡啶、甲醇钠、三乙基膦、三丁基膦；金属有机化合物，如烷基锡、二茂铁、碱金属的醋酸盐、草酸盐等均可作为异氰酸酯自聚或共聚的催化剂，以有机膦化合物和有机锡化合物最为有效。
2.紫外吸收剂和抗氧剂紫外光吸收剂是能吸收紫外光，并将所吸收的能量转化为无害能量（如热能）的一种功能性化合物。
例如二苯甲酮类化合物，可通过鳌合氢键的形成而使紫外光能转化为热能，以便有效的消除或削弱紫外光能对涂膜的破坏作用，对涂膜的其他性能也没有影响。
作为一种理想的紫外光吸收剂还应具有很好的光热稳定性，与漆基有很好混溶性；其挥发性小，不易被水和溶剂抽出，也不会迁移；对可见光的吸收尽可能低，不着色、不变色；无毒或低毒，不会与漆料发生有害的化学反应而影响涂料性能；原料来源丰富，价格适中。
聚氨酯聚合方法
聚氨酯聚合方法聚氨酯是一种重要的聚合物，在各个领域具有广泛的应用。
聚氨酯的合成方法有很多种，其中最常用的是聚酯和聚醚两种方法。
1. 聚酯法聚酯法是一种常见的聚氨酯合成方法。
它的基本原理是通过聚酯多元醇与异氰酸酯发生反应，生成聚氨酯。
具体步骤如下：（1）聚酯多元醇的制备：首先，选择适当的酸和醇进行酯交换反应，生成聚酯多元醇。
常用的酸有酒石酸、己二酸等，常用的醇有乙二醇、丙二醇等。
（2）异氰酸酯的制备：异氰酸酯是聚氨酯合成的关键原料。
一般是将二异氰酸酯与醇进行反应，生成异氰酸酯。
（3）聚氨酯的合成：将聚酯多元醇和异氰酸酯按一定比例混合，在一定的温度和压力下进行反应，生成聚氨酯。
反应过程中，还可以添加一些助剂，如催化剂、阻燃剂等，以改善聚氨酯的性能。
2. 聚醚法聚醚法也是一种常用的聚氨酯合成方法。
它的原理与聚酯法类似，只是聚醚多元醇和异氰酸酯的选择不同。
具体步骤如下：（1）聚醚多元醇的制备：首先，选择适当的醇进行缩聚反应，生成聚醚多元醇。
常用的醇有环氧乙烷、环氧丙烷等。
（2）异氰酸酯的制备：异氰酸酯的制备方法与聚酯法相同。
（3）聚氨酯的合成：将聚醚多元醇和异氰酸酯按一定比例混合，在一定的温度和压力下进行反应，生成聚氨酯。
同样地，反应过程中可以添加助剂来改善聚氨酯的性能。
聚氨酯聚合方法的选择取决于所需聚氨酯的性能要求和应用领域。
聚酯法合成的聚氨酯具有良好的耐热性和耐候性，适用于制备高温和户外使用的材料。
而聚醚法合成的聚氨酯具有良好的柔软性和低温性能，适用于制备弹性体和冷藏设备等。
聚氨酯聚合方法是一种重要的合成方法，可以根据不同的需求选择聚酯法或聚醚法。
通过合理的配比和合成条件，可以得到具有不同性能的聚氨酯材料，满足各种应用的需求。
未来随着科学技术的不断发展，聚氨酯的合成方法也将进一步完善，为各个领域带来更多的应用和创新。
聚氨酯材料及其应用 讲座(2)
聚氨酯弹性体加工方法多样，新技术新品种不断涌 现，其应用前景将十分广阔。
过氧化物硫化 混炼型 固体体系 全塑型 热塑型 半塑型 异氰酸酯硫化 硫磺硫化 模压、挤出、注射等加工 粉末加工 溶液加工 单组分 按组分分 双组分 胺交联 醇交联 加热硫化 按加热方法分 室温硫化 浇注加工 传递模加工 闭模加工 涂敷 ...... 模制品 模压成型 模制品
加工方法
(1)手工浇注 手工浇注适于生产批量小、品种多的小型制品， 是实验室和小型工厂较为常用的生产弹性体制件的 方法。一步法、预聚体或半预聚体法都可采用手工 浇注工艺。手工浇注简单灵活，成本也低，然而存 在搅拌不均问题，气泡也不易消除。 (2)机械浇注 浇注机配备自动计量泵和混合器，把预聚物脱 气后再与经严格计量的扩链剂同时输送到混合器中 混合均匀，浇注时液料经过混合器的浇口注入模具 中，经硫化即得制品。混合器可连续或间断运转。 并可使混合和注射动作同时进行。机械浇注可连续 和间歇进行，机械浇注生产效率高、产品质量稳定， 适合于大批量及中大型制品的生产。
107.1 109 103.3 104.2 103.8 104
Endurance Test
Air Pressure (psi) Ambient Temp (EF) Test Load (lbs) Actual Load (lbs) Test Speed (mph) Check Time Test Miles Test Cycle Hrs Total Hrs. 26/26 95.8 937 937 0 11:35 0 0 0 95.9 937 937 50 15:35 200 4 4 91.4 992 992 50 21:35 500 6 10 28 93.9 1,102 1,102 50 22:35 1,700 24 34
聚氨酯弹性体用各类助剂简介
助剂是橡胶工业的重要原料，用量虽小，作用却甚大，聚氨酯弹性体从合成到加工应用都离不开助剂，按所起作用的不同，可分合成体系、改性及操作体系、硫化体系及防护体系四类助剂。
1 合成助剂1.1 催化剂及阻聚剂在聚氨酯弹性体的合成中，为了加快主反应的速度，往往需要加入催化剂，常用的催化剂有叔胺和有机锡两类，叔胺类有三乙烯二胺、三乙胺、三甲基苄胺、二甲基乙醇胺、吗啡啉等，其中以三乙烯二胺最重要；有机锡类有辛酸亚锡、二月桂酸二丁基锡等。
此外，还有有机汞、铜、铅和铁类，以有机铅、汞最为重要，如辛酸铅和乙酸苯汞等。
有机二元酸，如己二酸、壬二酸可作为聚醚型聚氨酯浇注橡胶的催化剂。
胺类催化剂多用于泡沫配方中的成泡反应，在聚醚体系中，胺和锡类催化剂并用可获得最佳的泡孔结构。
有机锡类催化剂通常催化HO和NCO反应过程，可避免OH的副反应，该类催化剂除提高总的反应速率外，还能使高分子质量多元醇与低分子质量多元醇的反应活性趋于一致，从而使制得的预聚物具有较窄的分子质量分布和较低的粘度。
使用催化剂对弹性体最终制品的性能是有不良影响的，主要影响高温性能和耐水解性。
阻聚剂以酸类、酰氯类使用较多，酸类使用最多的氯化氢气体，酰氯类有苯甲酰氯、己二酰氯等。
1.2 扩链剂和扩链交联剂在聚氨酯弹性体的合成中，扩链剂是指链增长反应必不可少的二元醇类和二元胺类化合物；而扩链交联剂指的是既参与链增长反应，又能在链节间形成交联点的化合物，如三元醇和四元醇类、烯丙基醚二醇等。
浇注型聚氨酯弹性体除烯丙基醚二醇不适用外，其他扩链或扩链交联剂都可以使用，热塑性聚氨酯弹性体仅使用二醇类；混炼型聚氨酯弹性体既可使用二醇也可用烯丙基醚二醇类。
一般低分子质量的脂肪族二元醇和芳香族二元醇都可以作为扩链剂，脂肪族二元醇有乙二醇、丁二醇和己二醇等，其中最重要的是1，4-丁二醇（BDO），在制备热塑性聚氨酯时用得最多，它不仅起扩链作用，还可调整制品硬度。
在芳香族二元醇中，较重要的是对苯二酚二羟乙基醚（HQEE），其结构式是：它能提高聚氨酯弹性体的刚性和热稳定性；另一种芳族二醇是间苯二酚二羟乙基醚（HER），它能最大限度地维持弹性体的持久性、弹性和可塑性，而同时又可将收缩率限制到最小。