全面、详细的PU基础知识

聚氨酯基本常识一、聚氨酯基础知识聚氨酯树脂制成的产品有泡沫塑料、弹性体、涂料、胶粘剂、纤维、合成皮革、铺面材料等到品种。

广泛用于机电、船舶、航空、车辆、土木建筑、轻工业以及纺织等领域。

（一）PU制品的基本组成:生产聚氨酯（PU）制品,其所用的原材料按性质、功能来分,可分为如下几个组份：组份一:异氰酸酯（盐）类-此类原料是PU树脂主要原料之一.其官能团为：—NCO(即为异氰酸酯基），此类原料中一般在其分子结构中有两个或两个以上的—NCO基。

常用的原料有：MDI、PAPI、TDI三种.特殊的：HDI（1,6-己二异氰酸酯）,IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯),H12MDI（二环己基甲烷二异氰酸酯），HTDI（甲基环己基二异氰酸酯）.XDI（苯二亚甲基二异氰酸酯）,NDI（萘—1,5—二异氰酸酯).改性的异氰酸酯类：是指过量的异氰酸酯与含活泼氢类化合物反应，生成末端是-NCO的预聚物。

如液化MDI（碳化二亚胺改性MDI),鞋底原液B料（聚酯多元醇改性MDI）,弹性体所用的预聚物等。

组份二：活泼氢类——此类原料是PU树脂主要原料之一。

一般在其分子结构中有两个或两个以上的羟基(—OH)或胺基（-NH2)等.常用的有：聚酯多元醇,聚醚多元醇，二元醇（EG，BDO,1，6—HDO，PG等），MOCA，TMP，HQEE，水等组份三：溶剂类-此类原料量大，在合成中不参与反应.常用的有:DMF，MEK，TOL，ETAC,CY,二甲苯，汽油，水等。

组份四:助剂类-此类原料量少，但对制品的品质影响很大，同时其种类很多，根据其作用来分有:催化剂：有机锡类（DBTDL,辛酸亚锡）,叔胺类（三亚乙基三胺,三乙醇胺，三乙胺等）表面活性剂：改善制品内部或表面性质.如硅油匀泡剂（DC—193，DC-5043),DS-80,OT—70等.抗氧化剂：防止制品在制作过程中,被空气氧化发生颜色变化。

常用的是BHT，I-1010等。

着色剂：分无机和有机颜料，常将颜料与多元醇研磨成糊状物-—色浆或色膏,有红、黄、绿、蓝、黑五种颜色.此外还有其它助剂：紫外线吸收剂，分散剂，防结皮剂，增塑剂，偶联剂，增粘剂等.另外在PU制品中常使用填料，其目的是：改进制品物理性能，补强其力学性能,降低成本.常用的填料有：CaCO3,瓷土，滑石粉等。

（二）基本反应：1：与醇类反应:R1—NCO + R2—OH ——R1NHCOOR22：与胺类反应：R1-NCO + R2—NH2 -—R1NHCONHR23：与水反应：R—NCO + H2O -—RNHCOOH ——R-NH2 + CO2R—NCO + R—NH2—- RNHCONHR（三）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(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。

四：多元醇简介：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.23:聚酯多元醇主要品种:见表1：二):聚醚多元醇：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。

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2:二、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、合成皮革和铺装材料等。

这些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）：ONC—R-NCO + H2O ONC—RNHCOOH ONC—R—NH2 + CO2ONC-R-NCO + R-NH2ONC—RNHCONHR（2):ONC—R—NCO + HO—R1—OH + ONC-R—NCOONC-R—NH—R1—NH—R—NCO2: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: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（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CO2，形成泡沫塑料中泡孔。

第三: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）：硅油：属于表面活性剂系列.其作用有三：其一:有助各种原料混合均匀。

其二:稳定泡孔，防止泡沫塌泡。

其三：控制泡孔大小和均匀度.6）：填料：降低成本和提高泡沫强度、耐热性能。

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。

1）：浇注型聚氨酯弹性体是通过浇注工艺,由液体树脂浇注并反应成型的一类聚氨酯弹性体. 2):热塑性聚氨酯弹性体是由低聚物多元醇软段与二异氰酸酯-扩链剂硬段构成的线性嵌段共聚物.3）：混炼型聚氨酯弹性体是先合成贮存稳定的固体生胶，再经过混炼机加工，制成热固性网状分子结构的聚氨酯弹性体。

2：浇注型聚氨酯弹性体的生产工艺：浇注型聚氨酯弹性体的生产工艺有三种:一步法、预聚体法、半预聚体法。

其中一步法和预聚体法比较常用，是TDI —MOCA 体系.半预聚体法不很常用，是MDI —BDO 体系。

下面简单概述一下预聚体法、半预聚体法的生产工艺：一步法： 二步法：3．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。

41）：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:2：特性:1)：涂膜耐耐磨与粘附力强。

2）：涂膜防腐性能优良. 3）:施工温度范围广。

4)：涂料配方可调范围广。

一 5）：具有优良的电气性能。

6）：与其它树脂相溶性良好。

7）:装饰与保护性能良好. 8)：耐温性能好。

3：工艺简介:1）：单组分涂料生产工艺：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。