聚氨酯弹性体生产工艺配方技术样本
聚氨酯弹性体生产工艺配方技术1
聚氨酯弹性体工艺流程一、聚氨酯弹性体的概述二、聚氨酯弹性体的主要原料三、聚氨酯弹性体主要生产设备四、模具的加工五、聚氨酯弹性体生产工艺流程一、聚氨酯弹性体的概述聚氨酯弹性体（简称CPU），又称聚氨酯橡胶，是弹性体中比较特殊的一大类，其原材料品种繁多，配方各种各样。
聚氨酯弹性体最大的优点是加工方便，可调范围很大，硬度范围很宽，从绍氏A10—绍氏A100均可加工。
耐老化、耐热、耐寒也可根椐需要调整粘性、雾性，透明度、拉力也可以做万能的固体填充物之用；而且它在工业上的用途要优于热可塑性弹性体。
聚氨酯弹性体广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。
所以聚氨酯弹性体的用途范围很宽。
二、聚氨酯弹性体主要原材料2.1聚氨酯橡胶聚氨酯弹性体原料主要是聚酯和聚醚，聚酯是聚氨酯弹性体最重要的原料之一。
2.2扩链剂与交联剂扩链剂与交联剂是对聚氨酯弹性体起到相当重要作用的助剂，在聚氨酯弹性体的合成中，进行交联反应。
聚氨酯弹性体制备中所需的扩链剂和交联剂都有一定的要求，特别要求含水量低于0.1%。
聚氨酯弹性体的扩链剂和交联剂，特别对浇注型聚氨酯弹性体是极其重要的。
其目的就是要使加工的制品具有相当的交联密度，以改善制品的压缩永久变形和耐溶胀等性能。
2.3 其他助剂助剂是聚氨酯弹性体的重要原料，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。
聚氨酯弹性体助剂种类很多，主要是粘接剂、脱模剂和着色剂，可根据制品的不同要求适量加入。
三、聚氨酯弹性体主要生产设备浇注型聚氨酯弹性体制品具有承载能力大，抗撕裂强度高，耐磨、耐油和硬度可调节范围广的特点。
根据不用的原材料和工艺条件，设计制造适于聚氨酯弹性体的生产设备。
3.1 真空罐3.1.1 用途用于聚氨酯弹性体聚合、脱泡，是聚氨酯弹性体生成的重要设备之一。
3.1.2 操作方法真空罐结构一般采用不锈钢内胆，附有搅拌、控温系统及真空泵系统。
聚氨酯弹性体参考配方(三)
碳化二胺改性 MDI（NCO 含量为 28.75%） 63.8
备注
电器灌封胶配方 原料
重量份数
备注
预聚体（NCO 为 8.9%） 碳化二亚胺改性 MDI（NCO 为 28.75%） 端羟基聚丁二烯醚（数均分子量 2800，羟 基含量为 0.83 毫克当量/克） 三羟甲基丙烷 二月桂酸二丁基锡 物性 180 度剥离强度，公斤/寸 常温 50℃×5 分三氯甲烷浸渍后 硬度，邵氏 A 电气特性（体积电阻）,欧姆一厘米 常温 耐水处理后（60℃，86%相对湿度，250 小 时） 热水处理后（105℃×500 小时） 耐药品性（体积变化率，%） 三氯甲烷（50℃，5 ㎜） 热水（100℃，72 小时） 二甲基甲酰胺（23℃×500 小时） 5%氨水（23℃×500 小时） 3%硼酸乙二醇溶液（23℃×500 小时）
70 9.4 150.3
3.5 0.01
15 11 53
1.0×10^15 7.0×10^14
9.0×10^14
23 0 17 0 0
4.聚氨酯电气灌封胶 （1）聚氨酯电气灌封胶配方 预聚体配方 原料 聚氧化丙烯二元醇（分子量 2000） 碳化二亚胺改性 MDI（NCO 为 28.75%）
பைடு நூலகம்
重量份数 100 66.8
备注
制备方法 上述反应物在氮气保护下，于 40℃反应 3 小时，即得预聚体，NCO 含量为 9.0%
（2）灌封胶配方和性能 原料 预聚体（NCO 为 9.0%） 三羟甲基丙烷 二月桂酸二丁基锡 物性 180 度剥离强度，公斤/英寸 50℃×5 分三氯甲烷浸渍后 180℃剥离强 度，公斤/英寸 硬度，邵氏 A 电气特性（体积电阻）,欧姆一厘米 常温 耐水处理后（60℃，86%相对湿度，250 小 时） 热水处理后（105℃×500 小时） 耐药品性（体积变化率，%） 三氯甲烷（50℃，5 ㎜ 热水（100℃，72 小时） 二甲基甲酰胺（23℃×500 小时） 5%氨水（23℃×500 小时） 3%硼酸乙二醇溶液（23℃，500 小时）
TPU的简介及生产工艺
塑性聚氨酯弹性体（TPU）母料的生产工艺及设备TPU是加热可塑化，溶剂可溶解的聚氨酯弹性体。
与MPU（混炼型聚氨酯弹性体）和CPU （浇注型聚氨酯弹性体）比较，化学结构上没有或少有化学交联，分子基本上是线性的，而存在一定的物理交联。
它具有高模量、高强度、高伸长和高弹性。
优良的耐磨、耐油、耐低温、耐老化性能。
可用一般塑料加工方法生产各种制品，废料可回收利用，可广泛使用助剂与填料，以改善某些物理性能、加工性能或降低成本。
TPU按软段结构可分为聚酯型、聚醚型等。
聚酯型因含有内聚能较高的酯基，产品的机械性能较高，成本适中，但耐水性能较差。
而聚醚型由于它无酯基并在分子中含有可自由放置的醚键，而表现出较好的低温柔顺性和耐水解性，但机械强度和耐热性较差。
聚己内酯型介于聚酯和聚醚之间，综合性能较好，但价格较高。
二、聚酯型热塑性聚氨酯弹性体1、原料：（1）高分子二醇：聚酯多元醇（PES）PEA（聚己二酸乙二醇酯）M=2000，羟值55±3 mgKOH/gPDA（聚己二酸乙二醇内二醇酯）M=2000，羟值56±2.5 mgKOH/gPBA（聚己二酸乙二醇丁二醇酯）M=2000，羟值56±2.5 mgKOH/g（2）二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）（芳香族）纯MDI在常温下为白色或微黄色固体，加热时有刺激性臭味，熔点≥38℃，沸点194~199℃/5mmHg，密度：1.19。
分子式及分子量：C15H10N2O2；250（3）扩链剂（低分子二醇）：1，4丁二醇（BDO）（脂肪开链二醇）为无色油状液体，极易吸水，相对分子量M=90.1、密度1.02，沸点：229.5℃，熔点20.1℃2、配方：PES（MW2000，二官能度）1克分子MDI 3克分子BDO 2克分子异氰酸酯指数R=（NCO/OH）=0.97~1.03性能：密度1.2 硬度（邵A）70-95拉伸强度MP 35-40 300%模量MPa 3-18伸长率% 450-700 撕裂强度MPa 4-12磨耗（克损失）0.0025~0.15 脆化温度-17~-30℃3、生产工艺：将高分子聚酯二醇（PES）熔化后加入A料罐，加热到要求料温（100~120℃）后在低速搅拌下真空脱水2~3h，使之含水量＜0.05%，解除真空通氮气后备用；将MDI熔化后加入B料罐，加热到要求温度（60~70℃）后在低速搅拌下真空脱气0.5~1h，使之达到要求后，解除真空并通氮气后备用；将低分子二醇（BDO）加入C料罐加热到要求温度（30~50℃）后在低速搅拌下真空脱水0.5~1h，使之含水量达到要求后，解除真空并通氮气后备用。
聚氨酯弹性体生产工艺配方技术
聚氨酯弹性体工艺流程一、聚氨酯弹性体的概述二、聚氨酯弹性体的主要原料三、聚氨酯弹性体主要生产设备四、模具的加工五、聚氨酯弹性体生产工艺流程六、生产过程中注意事项一、聚氨酯弹性体的概述所谓弹性体是指玻璃化温度低于室温，扯断伸长率＞50%，外力撤出后复原性比较好的高分子材料，而玻璃化温度高于室温的高分子材料称为塑料。
在弹性体中，其扯断伸长率较大（＞200%）、100%定伸应力较小（如＜30Mpa）、弹性较好的可称为橡胶。
所以弹性体是比橡胶更为广泛的一类高分子材料。
聚氨酯弹性体，又称聚氨酯橡胶是弹性体中比较特殊的一大类，其原材料品种繁多，配方各种各样，可调范围很大。
聚氨酯弹性体硬度范围很宽，低至绍尔A10以下的低模量橡胶，高至绍尔D85的高抗冲击橡胶弹性材料。
所以聚氨酯弹性体的性能范围很宽，是介于从橡胶到塑料的一类高分子材料。
二、聚氨酯弹性体主要原材料聚氨酯弹性体用的原料主要是三大类，即低聚物多元醇、多异氰酸酯和扩链剂（交联剂）。
除此之外，有时为了提高反应速度，改善加工性能及制品性能，还需加入某些配合剂。
下面只对生产的聚氨酯鞍座所用原材料进行具体描述。
反应过程：多元醇与二异氰酸酯反应，制成低分子量的预聚体；经扩链反应，生成高分子量聚合物；然后添加适当的交联剂，生成聚氨酯弹性体。
其工艺流程如下：扩链剂多元醇预聚体浇注硫化二异氰酸酯2.1 低聚物多元醇聚氨酯用的低聚物多元醇平均官能度较低，通常为2或2~3.相对分子质量为400~6000，但常用的为1000~2000.主要品类有聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚ε-己内酯二醇、聚丁二烯多元醇、聚碳酸酯多元醇和聚合物多元醇等。
它们在合成聚氨酯树脂中起着非常重要的作用。
一般可通过改变多元醇化合物的种类、分子量、官能度与分子结构等调节聚氨酯的物理化学性能。
2.1.1聚酯多元醇聚酯多元醇简称聚酯，是聚氨酯弹性体最重要的原料之一。
它是由二元羧酸和多元醇缩聚而成，最常用的二元羧酸是己二酸，最常用的多元醇有乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇。
聚氨酯弹性体参考配方(四)
原料
重量份数
预聚体（NCO 为 4.7%，粘度为 3600 厘泊 130 20℃）
硬化剂（粘度 8400 厘泊/20℃）
100
性能
硬度，邵氏 A
58
拉伸强度，㎏／㎝²
52
伸长率，%
580
撕裂强度，㎏／㎝
18
100%模量，㎏／㎝²
15
300%模量，㎏／㎝²
25
备注
防静电的聚氨酯泡沫配方
原料
重量份数
备注
性能
硬度
起始 水解试验后 80℃饱和水， 蒸汽中 28 天 性能保持率 热老化试验， 100℃×56 天 起始 试验后 保持率
JISA 95 93
-2
95 94 -1
100%模量 ㎏／㎝² 140 112
200%模量 ㎏／㎝² 169 127
300%模量 ㎏／㎝² 224 157
拉伸强度 ㎏／㎝² 360 328
重量份数 100 7.5 2
备注
B 组份 碳化二亚胺改性 MDI 聚氨酯喷涂胶配方 原料 组份 B 组份 物性 拉伸强度，㎏／㎝² 起始 130℃蒸汽流中 5 小时 再置于 120℃烘箱中 24 小时 伸长率，% 起始 130℃蒸汽流中 5 小时 再置于 120℃×24 小时老化
重量份数 100 32.4
3×10^9Ω
以上内容仅供参考，来源/华南聚氨酯原料商城
甘油为起始剂环氧乙烷和环氧丙烷聚醚多 100 元醇（羟值 33，分子量 5000）
氨基甲酸酯改性纯 MDI(NCO%为 23%) 48
1,4 丁二醇
8
L-529
1.5
乙酰丙酮镍
0.5
带 OH 基的静电纺织剂
聚氨酯弹性体参考配方
聚氨酯弹性体参考配方配方如下：1.聚酯多元醇：60-70份2.异佛尔酮二异氰酸酯(TDI)：30-40份3.链延长剂：2-3份4.稳定剂：0.2-0.5份5.催化剂：0.5-1份6.塑料化剂：根据需要添加聚酯多元醇是聚氨酯制备的主要原料，可以选择聚酯多元醇根据需要的性能来确定。
常用的聚酯多元醇有聚酯多元醇A、聚酯多元醇B等。
聚酯多元醇具有良好的柔软性、耐磨性和低温性能。
异佛尔酮二异氰酸酯(TDI)是聚氨酯制备的硬段原料，可以通过调整其用量来控制聚氨酯材料的硬度和弹性。
在配方中，可以根据需要将TDI分为两个部分添加，一部分作为预聚体与聚酯多元醇反应，另一部分作为链延长剂与预聚体反应，从而得到所需的硬度和弹性。
链延长剂用于调节聚氨酯材料的分子量和柔软性，一般选择具有双官能团的分子作为链延长剂。
常用的链延长剂有乙二醇、丁二醇等。
稳定剂用于提高聚氨酯材料的稳定性，防止氧化和黄变等现象的发生。
可以选择有机锡化合物等作为稳定剂。
催化剂用于促进聚氨酯材料的硬化反应，常用的催化剂有二甲苯胺(DMA)、四乙基二氮唑(DABCO)等。
塑料化剂可以根据需要添加，用于调节聚氨酯材料的流动性和柔软性。
常用的塑化剂有聚醚、聚乙烯醇等。
配方制备过程如下：1.将聚酯多元醇、TDI和链延长剂按照配方比例混合搅拌，使其均匀混合。
2.添加稳定剂和催化剂，继续搅拌混合。
3.如有需要，可以添加塑化剂进行调节，继续搅拌混合。
4.将混合物倒入模具中，进行加热硬化过程，通常需要在150-200°C下进行。
5.根据需要，可以通过改变硬化温度和时间来调节聚氨酯弹性体的硬度和弹性。
以上是一种聚氨酯弹性体的参考配方和制备过程，需要根据具体需求进行调整。
在实际制备过程中，还需要进行反应的控制和工艺的优化，以获得所需的产品性能。
TPU的简介及生产工艺
塑性聚氨酯弹性体（TPU）母料的生产工艺及设备TPU是加热可塑化，溶剂可溶解的聚氨酯弹性体。
与MPU（混炼型聚氨酯弹性体）和CPU （浇注型聚氨酯弹性体）比较，化学结构上没有或少有化学交联，分子基本上是线性的，而存在一定的物理交联。
它具有高模量、高强度、高伸长和高弹性。
优良的耐磨、耐油、耐低温、耐老化性能。
可用一般塑料加工方法生产各种制品，废料可回收利用，可广泛使用助剂与填料，以改善某些物理性能、加工性能或降低成本。
TPU按软段结构可分为聚酯型、聚醚型等。
聚酯型因含有内聚能较高的酯基，产品的机械性能较高，成本适中，但耐水性能较差。
而聚醚型由于它无酯基并在分子中含有可自由放置的醚键，而表现出较好的低温柔顺性和耐水解性，但机械强度和耐热性较差。
聚己内酯型介于聚酯和聚醚之间，综合性能较好，但价格较高。
二、聚酯型热塑性聚氨酯弹性体1、原料：（1）高分子二醇：聚酯多元醇（PES）PEA（聚己二酸乙二醇酯）M=2000，羟值55±3 mgKOH/gPDA（聚己二酸乙二醇内二醇酯）M=2000，羟值56±2.5 mgKOH/gPBA（聚己二酸乙二醇丁二醇酯）M=2000，羟值56±2.5 mgKOH/g（2）二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）（芳香族）纯MDI在常温下为白色或微黄色固体，加热时有刺激性臭味，熔点≥38℃，沸点194~199℃/5mmHg，密度：1.19。
分子式及分子量：C15H10N2O2；250（3）扩链剂（低分子二醇）：1，4丁二醇（BDO）（脂肪开链二醇）为无色油状液体，极易吸水，相对分子量M=90.1、密度1.02，沸点：229.5℃，熔点20.1℃2、配方：PES（MW2000，二官能度）1克分子MDI 3克分子BDO 2克分子异氰酸酯指数R=（NCO/OH）=0.97~1.03性能：密度1.2 硬度（邵A）70-95拉伸强度MP 35-40 300%模量MPa 3-18伸长率% 450-700 撕裂强度MPa 4-12磨耗（克损失）0.0025~0.15 脆化温度-17~-30℃3、生产工艺：将高分子聚酯二醇（PES）熔化后加入A料罐，加热到要求料温（100~120℃）后在低速搅拌下真空脱水2~3h，使之含水量＜0.05%，解除真空通氮气后备用；将MDI熔化后加入B料罐，加热到要求温度（60~70℃）后在低速搅拌下真空脱气0.5~1h，使之达到要求后，解除真空并通氮气后备用；将低分子二醇（BDO）加入C料罐加热到要求温度（30~50℃）后在低速搅拌下真空脱水0.5~1h，使之含水量达到要求后，解除真空并通氮气后备用。
聚氨酯弹性体参考配方(一)
硫化条件 混合温度，℃ 硫化，℃/小时
性能 硬度，邵氏 A 拉伸强度，㎏／㎝² 100%模量，㎏／㎝² 回弹率，% 压缩变定，% 70℃×22 小时
2,4TDI 为基的聚氨酯浇注胶配方 预聚体配方 原料 聚四氢呋喃醚二元醇（分子量 1000） 2,4TDI 反应温度，℃ 反应时间，小时
高硬度聚己内酯/TDI 浇注胶配方 预聚体配方 原料 聚己内酯二元醇，分子量 840 TDI 80/20 预聚体 NCO 含量%
浇注配方 原料 预聚体 MOCA 物性 硬度，邵氏 A 100%模量，公斤／厘米² 300%模量，公斤／厘米² 拉伸强度，公斤／厘米² 伸长率，% 撕裂强度，公斤／厘米 压缩永久变形，% 回弹率
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聚氨酯弹性体
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中等硬度聚酯/TDI 浇注胶配方 预聚体配方 原料 聚己二酸乙二醇酯，分子量 1000 TDI 80/20 NCO%含量 反应条件
浇注配方 原料 预聚体
重量份数 1000 348 6.2 80℃/3 小时
备注
重量份数 100
备注
MOCA 反应条件 适合温度，℃ 硫化，℃/小时 物性 硬度，邵氏 A 拉伸强度，㎏／㎡ 100%模量，㎏／㎡ 断裂伸长率，% 玻璃化温度，℃
847 (约) 1,119 (约)
聚氨酯弹性体参考配方(一)
56 511 112 525 -16
重量份数 100 32 4.2
备注
重量份数 100 12
元醇，聚氧化烷基醚多元醇一般不用再热硫化的 TDI 浇注胶体系中，因其制品性能达不到 使用要求。固化剂通常采用二元胺化合物，其中 3，3’-erlv -4,4’-二苯基甲烷二胺（MoCa） 用量最大。
（1） 聚酯型浇注胶配方 低硬度聚/TDI 浇注胶配方 预聚体配方
重量份数
备注
聚己二酸乙二醇酯，分子量 2000
847 (约) 1,119 (约)
73 325 630 210 19.6 45
重量份数
备注
1000
28.71 60℃，4 小时 18000 厘泊
4.2
重量份数 100 12.68
备注
100 110/4 小时
89 294 61.6 42 33
重量份数 1000 348 80 2
备注
预聚体 NCO % 粘度，厘泊/25℃
6.25 13000
2000
TDI 80/20
348
预聚体 NCO%
3.6
反应条件
80℃/3 小时
浇注胶配方 原料 预聚体
MOCA 反应条件 适合温度，℃ 硫化，℃/小时 性能 硬度，邵氏 A 拉伸强度，㎏／㎡ 100%模量，㎏／㎡ 断裂伸长率，% 玻璃化温度，℃
重量份数 100 10.87
100 110/16
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聚氨酯弹性体工艺流程
一、聚氨酯弹性体的概述
二、聚氨酯弹性体的主要原料
三、聚氨酯弹性体主要生产设备
四、模具的加工
五、聚氨酯弹性体生产工艺流程
六、生产过程中注意事项
一、聚氨酯弹性体的概述
所谓弹性体是指玻璃化温度低于室温, 扯断伸长率＞50%, 外力撤出后复原性比较好的高分子材料, 而玻璃化温度高于室温的高分子材料称为塑料。
在弹性体中, 其扯断伸长率较大( ＞200%) 、 100%定伸应力较小( 如＜30Mpa) 、弹
性较好的可称为橡胶。
因此弹性体是比橡胶更为广泛的一类高分子材料。
聚氨酯弹性体, 又称聚氨酯橡胶是弹性体中比较特殊的一大类, 其原材料品种繁多, 配方各种各样, 可调范围很大。
聚氨酯弹性体硬度范围很宽, 低至绍尔A10以下的低模量橡胶, 高至绍尔D85的高抗冲击橡胶弹性材料。
因此聚氨酯弹性体的性能范围很宽, 是介于从橡胶到塑料的一类高分子材料。
二、聚氨酯弹性体主要原材料
聚氨酯弹性体用的原料主要是三大类, 即低聚物多元醇、多异氰酸酯和扩链剂( 交联剂) 。
除此之外, 有时为了提高反应速度, 改进加工性能及制品性能, 还需加入某些配合剂。
下面只对生产的聚氨酯鞍座所用原材料进行具体描述。
反应过程: 多元醇与二异氰酸酯反应, 制成低分子量的预聚体; 经扩链反应, 生成高分子量聚合物; 然后添加适当的交联剂, 生成聚氨酯弹性体。
其工艺流程如下:
2.1 低聚物多元醇
聚氨酯用的低聚物多元醇平均官能度较低, 一般为2或2~3.相对分子质量为400~6000, 但常见的为1000~ .主要品类有聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚ε-己内酯二醇、聚丁二烯多元醇、聚碳酸酯多元醇和聚合物多元醇等。
它们在合成聚氨酯树脂中起着非常重要的作用。
一般可经过改变多元醇化合物的种类、分子量、官能度与分子结构等调节聚氨酯的物理化学性能。
2.1.1聚酯多元醇
聚酯多元醇简称聚酯, 是聚氨酯弹性体最重要的原料之一。
它是由二元羧酸和多元醇缩聚而成, 最常见的二元羧酸是己二酸, 最常见的多元醇有乙二醇、丙二醇、丁二醇、二乙二醇。
另外, 一些特殊聚酯还用戊二醇、乙二醇、三羟甲基丙烷、甘油等多元醇。
由于可用的多元醇品种多, 因此聚酯的分子结构多种多样, 品种牌号也较多。
为了得到端羟基聚酯, 必须用过量的多元醇与二元羧酸反应。
一般采用间歇法生产聚酯。
其反应过程分为酯化反应和酯交换反应两个阶段。
生产装置大同小异, 一般工艺流程, 主要设备包括缩合釜、分馏冷凝器、冷凝器、计量罐、真空系统、加热冷却系统和控制系统。
整个系统的气密性要求十分严格。
缩合釜搅拌轴可采用端面机械密封。
加料顺序先加多元醇和配合剂, 后加已二酸, 然后充氮。
酯化反应从加热升温开始到220~250℃后约1h基本完成。
此阶段主要是常压脱水过程, 生成低分子聚酯和缩合水。
当升温到135℃左右时酯化反应最激烈, 生成大量缩合水。
由于缩合水的蒸发会发生大量气泡上升, 用1, 4-丁二醇和1, 6-乙二醇为原料时气泡尤为激烈。
此时应及时调节加热功率, 控制冷凝器出水速度, 防止大量水蒸气将大量分子多元醇带出分馏冷凝器。
激烈反应过后, 维持适宜的出水速度, 逐渐将反应温度升到220~250℃.当酸值降至30mgKOH/g左右或出水量约等于理论水量时, 由于混合物中的羟酸很少, 酯化难以继续进行, 出水基本停止, 酯化反应阶段基本结束。
本次聚氨酯鞍座中所选用的低聚物多元醇为聚酯多元醇, 牌号为ODX-218,分子量。
2.2 多异氰酸酯
多异氰酸酯品种也不少, 但产量最大的只有两种, 即二苯基甲烷二异氰酸酯( MDI) 及其聚合物多苯基多亚甲基多异氰酸酯( PAPI) 和甲苯二异氰酸酯( TDI) 。
多异氰酸酯我们采用德国拜耳的TDI-100。
TDI是以甲苯为基本原料, 用硝酸和硫酸的混合物进行硝化生成二硝基甲苯, 然后溶于甲醇中, 在雷尼催化剂和15~20Mpa的氢气压下进行加氢还原成甲苯二胺( TDA) , 在经光气化制得的。
甲苯硝化的第一阶段生成邻位、对位、间位三种硝基甲苯异构体混合物, 且其含量分别为55%~60%、 35%~40%和2%~5%。
异构体的含量几乎不受反应条件的影响。
将上述单硝基甲苯混合物进行不硝化生成2,4-二硝基甲苯和2,6二硝基甲苯, 其比例为80/20, 再经还原和光化制得80/20TDI(T-80)。
如单硝基甲苯混合物现经结晶分离出纯的邻位和对位单硝基苯, 再分别进行第二次硝化和还原, 光化, 可制得65/35TDI(T-65)和纯2,4-TDI( T-100) 。
生产过程见下图: 化学反应方程式:
异氰酸酯的反应是有有机酸酯与氰酸钾而得:
R
2SO
4
+KCNO→2RNCO+K
2
SO
4
TDI产品中T-80占绝大部分, 主要用于软质泡沫塑料, 约占软质泡沫塑料产量的31.5%, 其次是聚氨酯涂料、胶粘剂和弹性体, T-100产量主要是用于生产聚氨酯预聚体及聚氨酯弹性体。
T-65基本上不生产了被T-80代替。
2.3 扩链剂与交联剂
扩链剂与交联剂是具有不同化学作用的助剂, 在聚氨酯弹性体的合成中, 扩链剂参与化学反应, 是聚合物分子增长、延伸; 交联剂参加化学反应, 不但使聚合物分子增长、延伸, 同时还能在聚合物链中产生支化, 产生一定的网状结构, 进行交联反应, 一般扩链剂多为二元醇或二元胺类化合物。
二元以上醇类和胺类化合物则具有扩链和交联的双重功能。
聚氨酯弹性体制备中所需的扩链剂和交联剂都有一定的要求, 特别要求含
水量低于0.1%, 若达不到该指标都要进行处理。
一般使用的二元胺类扩链剂都是芳香族的, 最常见的是3, 3’-二氯-4, 4’-二苯基甲烷二胺( 商品名为MOCA) 。
MOCA是聚氨酯弹性体的扩链剂和交联剂, 特别是对于浇注型聚氨酯弹性体一般都用它, 在MOCA的结构中氨基邻位苯环上的氯原子取代基, 使氨基电子云密度增加, 降低了氨基与异氰酸酯的反应速率, 从而延长了釜中寿命, 这对于浇注聚氨酯弹性体制品是极其重要的。
我们加工浇注制品时, 一般将MOCA的用量控制在理论用量的90%上下, 其目的就是要使加工的制品具有相当的交联密度, 以改进制品的压缩永久变形和耐溶胀等性能。
本次聚氨酯弹性体所选用的MOCA是苏州湘原Ⅱ型MOCA.
2.4 其它助剂
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。
聚氨酯弹性体助剂种类很多, 可根据制品的不同要求适量加入。
下面简单描述聚氨酯鞍座所用到的主要助剂。
2.4.1脱模剂
它是生产聚氨酯弹性体制品时离不开的操作助剂。
聚氨酯是强极性高分子材。