水性聚氨酯膜(WPU)

水性聚氨酯薄膜
一、透气膜
膜性材料在现代人类社会活动中占有举足轻重的地位。

我们常见的膜材：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、尼龙（PA）、聚酯（ PET）等，除了一些传统的性能如轻薄、柔软、透明或着色、阻隔、防护等功能可以满足人们日益增长的需求外，一些新的功能性膜材正在改变人们的生活。

具有透气功能的膜性材料是其中重要的增长极。

目前具有透气功能的材料有：
1．微孔透气膜
微孔型透气薄膜的结构是靠牵伸两种不相容组分如在聚合物中加入无机微粒而形成的。

其结构中存在很多像毛细管一样的微孔。

这些微孔构成了允许气体通过的通道，但由于外界的液体液滴的直径大于微孔的直径所以不能通过。

这类膜材的代表有PE透气膜：此种透气膜以聚烯烃树脂为载体，加入微细特殊填充料（如CaCO3）后用流延冷辊成型法挤出而成，经纵向拉伸处理后，具有独特的微孔结构。

这些以高密度分布在薄膜表面的特殊结构微孔，使薄膜既能阻隔液体水的渗漏，又能让水蒸汽等气体分子通过。

该薄膜的原材料主要由基本树脂（LLDPE+LDPE、HDPE、EVA或PP）和无机填充物（CaCO3含量在45%～50%之间）组成。

在湿度90%、37℃的条件下测量，水蒸气透气率（WVTR）可达到500～5000g/m2（24h），耐水压（60～200cm水柱）。

在通常情况下，该薄膜的温度比非透气性薄膜低1.0～1.5℃，手感柔软（与自然的棉制品相似），吸附力强。

图1 微孔透气膜及微孔透气膜电镜图
2．分子透气膜
分子薄膜是致密的无微孔薄膜，由简单的挤出吹膜或其他的工艺技术生产，然后贴附到织物上的。

水气在分子薄膜上的渗透过程可称为“主动扩散”过程。

这与气球中的氦气渗出的过程类似。

渗透物附着在高浓度的一边，利用存在的压力差扩散渗透到薄膜的另一边。

对于分子薄膜，聚合物的化学结构和薄膜的厚度是决定渗透力的主要因素
这类膜材的代表有PU透气膜：又称聚氨酯透气膜，主要采用挤出、压延和吹塑等工艺来制备，由于聚氨酯分子结构的特点，人们可以通过调节聚氨酯嵌段成分比例改变其弹性、硬度和亲水性。

因此聚氨酯薄膜同聚氨酯弹性体一样具有卓越的高张力、高拉力、防水透气
性、强韧性和耐老化性能，同时又具有优异的生物和血液相容性及耐化学药品性。

厚度5
微米的薄膜的透气度是 30000g/m2（24h）；厚度10微米的薄膜透气度是 20000g/m2（24h），广泛应用于医疗卫生、高档纺织面料、工业等多个领域，深受用户的欢迎和青睐。

当然随着技术的进步聚氨酯薄膜也可做成微孔型的，但它不是靠填充来获得的。

如图：
图2 微孔型聚氨酯透气膜孔隙电镜图
目前国际上流行的PU透气膜生产工艺为一般热塑弹性体（TPU）制膜工艺。

聚氨酯热塑性弹性体又称热塑性聚氨酯橡胶，简称TPU，是一种(AB)n型嵌段线性聚合物，A为高分子量(1000～6000)的聚酯或聚醚，B为含2～12直链碳原子的二醇，AB链段间化学结构是二异氰酸酯，通常是MDI，一般的结构式为：
热塑性聚氨酯橡胶靠分子间氢键交联或大分子链间轻度交联，随者温度的升高或降低，这两种交联结构具有可逆性。

在熔融状态或溶液状态分子间力减弱，而冷却或溶剂挥发之后又有强的分子间力连接在一起，恢复原有固体的性能。

聚氨酯热塑性弹性体有聚酯型和聚醚型两类，白色无规则球状或柱状颗粒，相对密度l.10～1.25，聚醚型相对密度比聚酯型小。

聚醚型玻璃化温度为l00.6～106.1℃，聚酯型玻璃化温度l08.9～122.8℃。

聚醚型和聚酯型的脆性温度低于-62℃，聚醚型耐低温性优于聚酯型。

图3 聚氨酯热塑弹性体颗粒
聚氨酯热塑性弹性体突出的特点是耐磨性优异、耐臭氧性极好、硬度大、强度高、弹性好、耐低温，有良好的耐油、耐化学药品和耐环境性能，在潮湿环境中聚醚型的水解稳定性远超过聚酯型。

聚氨酯热塑性弹性体无毒、无味，可溶于甲乙酮、环己酮、四氢呋喃、二氧六环、二甲基甲酰胺等溶剂，也能溶于甲苯、醋酸乙酯、丁酮、丙酮以适当比例组成的混合溶剂中，呈现无色透明状态，有较好的贮存稳定性。

二、水性聚氨酯
随着人类对环境保护的呼声越来越高，全球对VOC（挥发性有机物volatile organic compounds）的限制越来越严，以水作为介质的工业体系得到越来越多的支持和发展。

水性聚氨酯就是顺应环保要求而蓬勃发展起来的一种材料体系。

水性聚氨酯分类：
（1）按粒径和外观分可分为聚氨酯水溶液(粒径<0．001微米，外观透明)、聚氨酯水分散体(粒径：0．001-0．1微米，外观半透明)、聚氨酯乳液(粒径>O．1微米，外观白浊)。

（2）依亲水性基团的电荷性质，水性聚氨酯可分为阴离子型水性聚氨酯、阳离子型水性聚氨酯和非离子型水性聚氨酯。

其中阴离子型最为重要，分为羧酸型和磺酸型两大类。

（3）依合成单体不同水性聚氨酯可分为聚醚型、聚酯型和聚醚、聚酯混合型。

（4）依照选用的二异氰酸酯的不同，水性聚氨酯又可分为芳香族和脂肪族，或具体分为TDI型、HDI型等等。

（5）依产品包装形式水性聚氨酯可分为单组分水性聚氨酯和双组分水性聚氨酯。

图4 水性聚氨酯乳液
1．水性聚氨酯的合成：
水性聚氨酯整个合成过程可分为两个阶段。

第一阶段为预逐步聚合，即由低聚物二醇、扩链剂、水性单体、二异氰酸酯通过溶液逐步聚合生成相对分子质量为l000量级的水性聚氨酯预聚体；第二阶段为中和后预聚体在水中的分散。

图5 水性聚氨酯的合成
2．水性聚氨酯的主要用途如下：
2．1涂层剂
(1)皮革涂层聚氨酯材料柔韧、耐磨，可用作天然皮革及人造革的涂层剂及补伤剂。

我国自70年代就有水性聚氨酯皮革涂饰剂开发，80年代末、90年代初发展较快，类型以阴离子型聚醚型为主，用于替代丙烯酸酯树脂乳液皮革涂饰剂，处理高档天然皮革时它克服了丙烯酸酯树脂的“热粘冷脆”的缺点，经涂饰的皮革手感柔软丰满。

它可与丙烯酸酯树脂共混使用。

聚氨酯涂饰的皮革可用于靴鞋、服装、女士包等。

图6 水性聚氨酯皮革涂饰
(2)织物涂层可用于多种织物的涂层剂，例如帆布、服装面料、传送带涂层。

(3)纤维处理剂棉纤维、化学纤维经聚氨酯乳液稀溶液浸渍，脱水，热处理，可改善手感、耐折痕性和防缩性。

(4)塑料涂层尼龙、ABS等表面涂层。

(5)地板涂层可用于体育馆、室内木地板的涂层，混凝土地板的涂层，耐磨、耐冲击，光泽度好。

图7 聚氨酯地板涂层
(6)其他材料的涂层，如纸张涂层、汽车内装饰件涂层。

(7)底涂剂。

2．2胶粘剂(粘合剂)
和溶剂型聚氨酯胶粘剂一样，水性聚氨酯胶粘剂粘接性能好，胶膜物性可调节范围大，可用于许多应用领域。

除可用作各种基材的涂层胶，可用于多种基材的粘接和粘结。

(1)多种层压制品的制造，包括：胶合板，食品包装复合塑料薄膜，织物层压制品，各种薄层材料的层压制品，如软质PVC塑料薄膜或塑料片与其他材料(如木材、织物、纸、皮革、金属)的层压制品。

(2)植绒粘合剂、人造革粘合剂、玻纤及其他纤维集束粘合剂、油墨粘合剂。

图8 聚氨酯植绒
(3)普通材料的粘接，如汽车内装饰材料的粘接。

水性聚氨酯胶粘剂的施胶方法和溶剂型基本相同，如手工刷涂、机械辊涂、喷涂等。

喷涂时，须注意乳液的粒径及粘度不能太大。

粘接方式有湿粘接法、热活化法等。

(1)湿层压对于多孔性基材，可在常温涂布后，直接贴合、加压，进行粘接。

湿层压法也是水性树脂胶粘剂最常用的粘接施工方法。

(2)对于非渗透性基材，可在胶粘剂涂布、干燥后，用热空气、红外灯或烘箱、烘道进行热活化，即干法层压，也就是加热使涂布干燥后表面已无粘性的胶层热融，赋予可粘接性，贴合后树脂再结晶化，立即得到较高的初期粘接强度。

这种粘接方式，在工业操作上希望热活化温度低。

2．3木材加工
木材加工是水性胶粘剂的最大应用领域。

据日本胶粘剂工业协会(日本接着剂工业会)统计，1994年用于各种木材加工的脲醛树脂产量有33．92万吨、三聚氰胺树脂7．33万吨、水性酚醛树脂2．42万吨、醋酸乙烯及其共聚乳液17．03万吨、EVA乳液3．26万吨、丙烯酸酯乳液6．74万吨、用于木材粘接的水性乙烯基聚氨酯0．9万吨、其他水性胶粘剂5．42万吨。

胶合板、纤维板、刨花板制造常用的水性胶粘剂有脲醛树脂、三聚氰胺—甲醛树脂、酚醛树脂等，木工粘接用水性胶粘剂还有醋酸乙烯树脂乳液、乙烯-醋酸乙烯树脂乳液、丙烯酸酯树脂乳液等。

釆用“三醛树脂，，制造复合板材，一般要求木材水分含量在2％以内，而未经干燥处理的木材水分含量在10％左右甚至更高，需要经过干燥处理才能进行层压复合加工，耗能大，否则压制的板材产生爆裂；并且三醛树脂在粘接过程及制品使用、放置过程均可能产生有刺激性气味和毒性的甲醛，对环境造成污染；脲醛胶粘合的制品耐水性较差，白胶则耐水及耐热性均不佳，热压时易透胶。

而采用含异氰酸酯基团的乙烯基水性聚氨酯胶粘剂及异氰酸酯乳液可避免以上缺点，固化快，制品耐水性好。

水性聚氨酯类胶粘剂用量少，可弥补价格高的不足。

日本、美国、德国等国家已将水性乙烯基聚氨酯胶粘剂部分取代了污染严重的“三醛树脂”胶粘剂。

水性乙烯基聚氨酯胶粘剂就是为了替代脲醛等甲醛树脂而开发的。

由日本光洋产业株式会社和株式会社于1974年开发成功的水性乙烯基聚氨酷胶粘剂，最早应用于木材加工，据1983年的报道年产量就达1万吨，1987年以来用于胶合板及木材粘接等用途的水性乙烯基聚氨酯年产量达1—1．5万吨左右。

日本光洋产业(株)以生产KR系列水性乙烯基聚氨酯木材胶粘剂而著称，其产品有：具有高耐久性、用于粘接高强度木制品的KR7800、134L、181L、135、136；短时间加压粘接、硬木材用KR134、181，软木材用KRl37；胶合板用的KRl6460C；一般木材及聚烯烃泡沫粘接用KRl20；另外用于PVC粘接的高耐水性KR302XT，聚烯烃泡沫粘接用KR646等。

12mm厚单板采用三聚氰胺—脲醛树脂胶粘剂(MUF)或水性乙烯基聚氨酯胶粘剂(APl)制成五合板的粘接强度。

图9 聚氨酯木材层压
水性乙烯基聚氨酯具有以下特性：
①常温固化，甚至可在0℃粘接，加热固化性能更好；
②pH值在6-8，基本上为中性，对木材无污染；
③不含甲醛、苯酚等有害物质；
④根据主剂材料配方及交联剂多异氰酸酯用量、品种的选择，可适应不同的基材的粘接。

缺点是有适用期限制，由于异氰酸酯基团的反应性，如粘附在衣物、手上，于燥后不易清除。

2．4复合层压及贴塑加工
聚氯乙烯、聚酯、ABS、经电晕处理的聚烯烃等塑料薄膜或片材，以及棉布和化纤织物、纸张、皮革之间可用水性聚氨酯胶粘剂进行层压复合，聚氨酯具有柔韧的胶膜，并且特别适合于含增塑剂的软质PVC的涂层和粘接。

水性聚氨酯最初的应用是用于粘接PVC等材料。

聚氨酯具有优异的耐低温性、柔韧性，是其他水性胶粘剂所不及的，可用于制造高质量的复合布、布-塑料片复合层压物等，如水性聚氨酯可用于地毯背衬胶粘剂。

溶剂型聚氨酯胶粘剂的用途中用量最大的领域是食品包装复合薄膜及装饰纸用复合胶粘剂，但溶剂的气味大，已有人研究用双组分水性聚氨酯作为复合薄膜干法复合胶粘剂，使制品仍具有较好的复合强度及柔软性。

即为一种复合塑料薄膜粘接用水性胶与一种溶剂型胶的粘接强度的比较示例。

大多数水性聚氨酯是热塑性聚氨酯，能够采用热熔胶的方法进行粘接。

在这种情况下，需要掌握聚氨酯的熔融粘度特性，一般来说，熔融粘度在104Pa·s左右是比较合适的热熔粘接温度。

2．5其他
(1)植绒加工植绒加工中，要求粘合剂对PVC塑料底材或布料具有较高的粘附力。

衣料植绒要求成型的植绒层具有耐干湿洗涤性，以及对二次加工的适应性。

静电植绒，有机溶剂有发生火灾、爆炸的危险，必须采用高性能的水性胶粘剂。

水性聚氨酯具有优良的柔韧性，胶层柔软，可作为植绒粘合剂。

内交联水性聚氨酯或添加交联剂之水性聚氨酯粘合剂的性能超过丙烯酸酯乳液粘合剂。

作为植绒粘合剂，必须增稠。

例如，一种由聚醚二醇、DMPA、聚酯类增塑剂、少量三羟基交联剂、防老剂、三乙胺制成的阴离子型聚氨酯乳液，用聚丙烯酸增稠剂增稠至48Pa·s，刮涂在斜纹棉布上，湿胶层厚0.25mm，在15-30s内撒1mm长的人造丝，通过打浆棒使毛绒定向，在150-155℃干燥
5min，吹去未粘附的绒毛，即得到具有柔软织态感的植绒制品。

经干湿擦测试，性能评价为A级。

(2)压敏胶乳液压敏胶的用途是制造胶带、不干胶标签等，也可直接使用，广泛用于办公用品、建筑、家具、车辆等领域，考虑到耐老化性、粘接强度、透明性、无毒性等因素，目前一般使用丙烯酸酯类乳液。

而聚氨酯具有粘接强度高、耐寒等性能，可成为水性压敏胶中一种新型优良品种，基材主要是纸张、塑料薄膜及织物等。

三、水性聚氨酯薄膜
将水性聚氨酯制成薄膜具有功能性环保性，其产业化具有重要战略意义。

经文献查新结果：国内外水性聚氨酯与薄膜有关的研究主要集中于涂层、粘合、改性研究上，将水性聚氨酯用于薄膜生产处于国际领先地位。

1．技术方案：
水性聚氨酯薄膜生产工艺流程图
图10 水性聚氨酯薄膜生产工艺
2．技术关键：
水性聚氨酯的组成：由二异氰酸酯、低聚物二元醇、扩链剂、水性单体、中和剂组成，经流变改性制成涂料。

2．1二异氰酯酯：
芳香族二异氰酸酯：甲苯二异氰酸酯（tolulene diisocyanate TDI）包括2，4—甲苯二异氰酸酯（2，4-TDI），2，6—甲苯二异氰酸酯（2，6-TDI），及其混合物（65%/35%或80%/20%）,二苯基甲烷二异氰酸酯（diphenylmethane-4，4-diisocynate,MDI），包括4，4—二苯基甲烷二异氰酸酯（4,4-MDI），2，4—二苯基甲烷二异氰酸酯(2,4-MDI),2,2—二苯基甲烷二异氰酸酯（2,2-MDI）,液化MDI。

脂肪族二异氰酸酯：六亚甲基二异氰酸酯（hexamethylene-1,6-diisocynate,HDI）HDI二聚体HDB、HDI三聚体HDT，异佛尔酮二异氰酸酯（isophorone diisocynate，IPDI）芳脂族二异氰酸酯：苯二亚甲基二异氰酸酯（xylylene diisocynate，XDI），四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯（tetramethylxylylene diisocynate，TMXDI）。

脂环族多异氰酸酯：4,4-二环己基甲烷二异氰酸酯
（4,4-diisocyanatodicyclohexylmethane，H12MDI）、环己烷二亚甲基二异氰酸酯（H6XDI）2．2低聚物二元醇：
聚醚多元醇主要由环氧乙烷、环氧丙烷、四氢呋喃单体的开环聚合合成。

聚环氧乙烷（聚乙二醇）二醇（polyethylene glycol ，PEG）、聚环氧丙烷（聚丙二醇）二醇（polypropylene glycol ，PPG）、聚四氢呋喃二醇（polytetramethylene glycol ，PTMEG）以及上述单体的均聚或共聚二醇或多元醇。

聚酯多元醇主要由二元羧酸与二元醇反应制得。

适合的二元酸有：脂肪族类如己二酸、辛二酸、壬二酸等，芳香族类如邻苯二甲酸、间苯二甲酸，酸酐类如邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐，不饱和类如马来酸、富马酸。

适合的二元醇有：乙二醇、丙二醇、丁二醇、戊二醇以及二乙二醇、三乙二醇、四甘醇、聚乙二醇、二丙二醇、聚丙二醇、二丁二醇和聚丁二醇、己二醇等。

实例如聚己二酸乙二醇酯二醇、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇、聚己二酸己二醇酯二醇等，聚己内酯二醇（PCL）、聚碳酸酯二醇(PCDLs)亦属于本类型二元醇
特别地，由2-甲基-1,3-丙二醇（MPD）、新戊二醇（NPG）、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇（TMPD）、2-乙基-2-丁基-1,3-丙二醇（BEPD）、1,4-环己烷二甲醇（1,4-CHDM）、己二酸（adipic acid）、六氢苯酐（HHPA）、1,4-环己烷二甲酸（1,4-CHDA）、壬二酸（AZA）、间苯二甲酸（IPA）衍生的聚酯二醇可大大提高耐水解性。

2．3扩链剂
主要为小分子二元醇类如乙二醇、一缩二乙二醇（二甘醇）、1,2-丙二醇、一缩二丙二醇、1,4-丁二醇（BDO）、1,6-己二醇（HD），三羟甲基丙烷（TMP）或蓖麻油。

2．4水性单体
阴离子型扩链剂中带有羧基、磺酸基等亲水基团，结合有此类基团的聚氨酯预聚体经碱中和离子化，即呈现水溶性。

常用的产品有：二羟甲基丙酸（dimethylol propionic acid ，DMPA）、二羟甲基丁酸（dimethylol butanoic acid ，DMBA）、1,4-丁二醇-2-磺酸钠阳离子型扩链剂有二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、N-乙基二乙醇胺(EDEA)、N-丙基二乙醇胺(PDEA)、N-丁基二乙醇胺(BDEA)、二甲基乙醇胺、双(2-羟乙基)苯胺(BHBA)、双(2-羟丙基)苯胺(BHPA)等，国内大多数采用N-甲基二乙醇胺(MDEA)。

非离子型水性聚氨酯的水性单体主要选用聚乙二醇二醇，数均相对分子质量通常大于1000。

2．5中和剂
阴离子型水性聚氨酯使用的中和剂是三乙胺（TEA）、二甲基乙醇胺(DMEA)、乙二胺、氨水，阳离子型水性聚氨酯使用的中和剂是盐酸，醋酸，硫酸二甲酯，氯代烃等。

2．5助剂：使用PH调节剂及合适的增稠剂。

3．涂料：将水性聚氨酯乳液用PH调节剂及合适的增稠剂增稠。

a) 粘度合适的粘度为10000mPa.s—50000mPa.s；
b) 固含量 20%—50%。

4．涂布工艺为刮涂，其特征为：
a)使用基材；
b)将水性聚氨酯涂料放于基材上；
c)拖动基材；
d) 水性聚氨酯涂料通过一刀口（刮刀）间隙；
e)烘干；
f)或覆盖无纺布；
g)收卷。

1-基材 2-驱动 3-涂布辊 4-料槽 5-涂料 6-刮刀 7-烘箱
8-驱动 9-压辊 10-冷却 11-复合 12-收卷
图11 刮涂机构
5．结果：
水性聚氨酯经涂布干燥后成为薄膜，具有透气性，适当的强度及弹性。

四、水性聚氨酯膜的应用
1．医疗卫生领域凡使用热塑性聚氨酯薄膜的地方均可使用，如手术衣、医疗手套、医疗用褥垫、冰袋、绷带、血浆袋、避孕套、伤口敷药、人造器官等方面。

防水透气的聚氨酯医用手套能提供优良的水蒸气渗透性、防菌性和舒适性。

传统伤口敷料具有很多缺点，而采用聚氨酯微孔及亲水膜可以使伤口敷料有良好透气和吸收功能，聚氨酯良好的生物相容性也可用作经皮肤给药敷料，既能有效阻隔药物中活性组份不必要的扩散，又可以保证活性成分按一定渗透速率作用于皮肤，目前国外已经大量使用，国内四川大学生物医学工程中心也开发成功了新型聚氨酯双层创伤敷料，使用效果良好。

图12 水性聚氨酯薄膜敷料
图13水性聚氨酯手术膜
图14水性聚氨酯手套图15 水性聚氨酯绷带
2．采用聚氨酯薄膜作为医疗服装面料，具备透气、防菌、防液体透过、长期洗涤和蒸汽杀菌条件下不会降解和价格合理等优点。

3．近年来国外开发的热成型的聚氨酯薄膜，用于生产一种其他薄膜材料不能生产的大体径比的低压气囊，用于泌尿系统、心血管系统及肿瘤治疗装置，使用效果良好。

另外聚氨酯薄膜在人工心脏、人造肛门袋等人造器管上的应用也显示良好发展潜力。

4．由于聚氨酯薄膜具有光学透明、柔软手感、高伸展性、耐久易加工和防水透气性，作为高档或特殊纺织面料在日常生活中应用十分广泛。

最早聚氨酯薄膜及涂层首先应用于从事农业、建筑业、林业、登山和海洋及空中救援等户外工作人员的服装，后逐浙拓展到鞋类。

目前聚氨酯薄膜在鞋类上应用极为广泛，如各种鞋类由其是运动或者特殊功能鞋类面料及内里材料等；近年来聚氨酯薄膜越来越多地应用于成衣和时装的制备，采用透气的聚氨酯薄膜材料制备的服装不仅具有呼吸功能，还能够抗静电；聚氨酯薄膜在运动服装和制品中用制作潜水衣、游泳衣、韵律衣及空气降落衣、充气水床、球内胆、皮划艇、救生圈等面料及内里材料。

新开发的形状记忆聚氨酯薄膜，具有良好结晶性，嵌段聚集成微区起物理交联点的作用，控制形状记忆聚氨酯的形状固定和恢复，将这些形状记忆聚氨酯的形状记忆温度定为室
温，用于生产复合织物，作为家居服饰面料，在室温以下可以起到保暖作用，在室温以上可以具有良好透湿性能。

图16 各种聚氨酯膜
5．在工业领域聚氨酯薄膜常被用于防火、隔热、隔音材料，飞机零部件及装潢、汽车零部件、防水贴条、压缩封垫、传动皮带、绝缘板、安全防弹玻璃。

如美国将其做成汽车保护膜产品，用于发动机罩前缘、汽车前后保险杠、车门下围板、门锁把手等包覆，避免受到石击、耐磨和保护汽车面漆等场合，该聚氨酯薄膜具有良好光学透明性和光稳定性；我国许多汽车生产厂家也采用进口聚氨酯薄膜对汽车内外部进行包装和保护。

英国开发出一种用于飞机和防弹轿车上使用的防弹玻璃，就是用多层聚氨酯薄膜粘合而成，当以聚氨酯为基础的塑料薄膜还用于模具工业、金属及武器的防腐蚀等领域。

6．随着科技进步，聚氨酯薄膜性能也在逐浙提高，如日本东丽公司已经开发出可以大幅度提高聚氨酯薄膜耐热性和强度的工艺，主要采用了可对材料结构进行分子级控制的纳米技术。

共混改性在聚氨酯薄膜改性和应用方面也发挥了越来越重要作用，如国内开发的丝素／聚氨酯共混膜、聚氨酯／聚氧乙烯磺酸钠复合膜等。

另外在降低聚氨酯薄膜生产成本、改进制备工艺方面国外也有大量研究报道。

7．聚氨酯薄膜美国、日本西欧已经得到很大发展，尤其是在军用、高档和专用服装及医疗领域。

但是在我国聚氨酯薄膜研究与应用沿处于起步阶段，大多数聚氨酯薄膜及涂层依赖进口，加工成医疗材料和纺织品等再出口到国外。

我国目前仅能够生产一些普通的低性能的聚氨酯薄膜材料，在生产与应用研究方面非常薄弱，尤其是功能化的聚氨酯薄膜的研究与生产与国外差距较大，随着我国经济不断发展，国内医疗卫生、服装和其他领域对聚氨酯薄膜数量和功能化要求将快速增加，因此国内聚氨酯薄膜的应用市场前影广阔。

图17 华丽的聚氨酯膜
五、聚氨酯薄膜市场分析
聚氨酯薄膜是一个新兴发展的行业，它的许多优势正在唤起人们的关注——
（1）聚氨酯产品有着良好的性能
聚氨酯涂膜具有硬度高、附着力强、耐磨性高、耐溶剂性、耐化学品性、耐低温性能好等诸多优点。

如聚氨酯制品的硬度约为邵氏A10-D80，而普通的橡胶的硬度一般在邵氏A60-100，聚氨酯弹性体的在这样的硬度范围内还具有400-800%的伸长率。

一般而言聚氨酯产品有着良好的外观，为许多高端产品的首选用料。

（2）聚氨酯产品有着广泛的用途
聚氨酯材料有着广泛的用途，它已经渗透到了我们的日常生活及工农业生产的各个行业，如软泡材料用于座垫沙发，消震吸音、海棉垫肩等。

硬泡材料用于冰箱、冰柜、冷库、冷藏车、车内装饰等其消费巨大，防水灌浆、仿木材以及未来用于建筑保温潜力具大。

半硬泡材料用于减震缓冲、方向盘等。

弹性体用于轮胎、胶辊、压辊、油封、垫圈等，聚氨酯鞋底具有诸多优点：密度低，质地柔软，穿着舒适轻便。

聚氨酯浆料用于皮革涂饰、布料涂层等。

聚氨酯纤维用于纺织，性能突出。

聚氨酯涂料广泛用于飞机、船舶、车辆涂装，木材、塑料、橡胶、皮革的表面涂装，建筑物涂装，防腐涂装等等。

水性聚氨酯涂料——以水为主要介质，具有低VOC含量、低或无环境污染、施工方便等特点，是溶剂型涂料的主要替代品之一。

已在许多领域得到广泛的应用，如：（1）木器漆及木地板漆；（2）纸张涂层；（3）建筑涂料；（4）皮革涂层；（5）织物涂层等等。

聚氨酯胶粘剂中含有很强极性和化学活泼性的-NCO-（异氰酸根）、-NHCOO-（氨基甲酸酯基团），与含有活泼氢的基材如泡沫、塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料，以及金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有优良的化学粘接力。

聚氨酯密封胶与硅酮密封胶、聚硫密封胶构成为目前高档密封胶的三大品种之一。

（3）聚氨酯行业有政策法规保障
随着各国环保法规的确立和环保意识的增强,传统的溶剂型涂料中的挥发型有机化合物(ＶＯＣ)的排放量愈来愈受到限制。

开发低污染、高性能、多功能的环保型涂料成为涂料技术发展的主要方向。

如美国在研究造成洛杉矶、加利福尼亚州的烟雾污染成因后颁布的 66号条例和旧金山海湾地区为减少溶剂蒸汽散发到大气中而正式通过的3号法令明确规定了限制使用的溶剂的种类和用量；美国食品药品管理局(FDA)、欧盟的 EU901／128以及德国的 BgVV，都明确提出了用于食品、药品包装的胶粘剂品种和类型，只要法规中没有提到的化学品一律禁止使用。

因此，目前在发达国家使用溶剂型胶粘剂的复合包装材料已从 10年前的80％减少到目前的30％团。

这些法规的实施对推动水性聚氨酯胶粘剂的应用起了极大的作用。

我国也在环保节能方面制定了相关法规。

（4）聚氨酯行业增长势头迅猛
聚氨酯作为一个新兴的产业，一直吸引着业内关注的目光。

11月6日，在全球金融危机爆发一年多以后，2009年中国聚氨酯原料技术与市场论坛在北京召开，中国聚氨酯产业今年仍将保持两位数的增长，这也是全球聚氨酯产业中的唯一。

近年来我国的聚氨酯原料MDI和TDI处于供不应求的局面，从1999年到2006年，我国聚氨酯原料MDI的需求量年增速是25%，基本为GDP增速的2.5倍。

2007年我国MDI 需求量增长约18%，2008年受金融危机影响，增速减缓，据中国聚氨酯工业协会统计，2008年，我国MDI产量仍达50.3万吨，表观消费量为81.4万吨。

烟台万华聚氨酯股份有限公司是我国生产MDI的龙头企业。

烟台万华目前在烟台和宁波两地共拥有MDI年产能50万吨。

宁波万华年产30万吨的MDI二期工程将于2010年建。