全面、详细的PU基础知识

聚氨酯基本常识聚氨酯基本常识 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 —— R1NHCOOR2 2：与胺类反应： R1-NCO + R2—NH2—— R1NHCONHR2 1 3：与水反应： R—NCO + H2O -— RNHCOOH —— R—NH2+ CO2 R—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： 2 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。 2:聚酯多元醇生产工艺： 催化剂 聚酯己二酸 合 酯化缩聚产品 成 釜二元醇 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-1，4—丁二醇酯二醇 聚己二酸 1,2-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 3 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 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