聚氨酯树脂及其应用
聚氨酯涂料的发展现状及其应用
一、聚氨酯涂料的背景
聚氨酯涂料是由异氰酸酯和羟基化合物反应生成的一种聚合物，具有极其复杂 的分子结构。聚氨酯涂料的组成成分包括多元醇、异氰酸酯、催化剂、扩链剂、 填料和助剂等。随着聚氨酯涂料技术的不断发展，其应用领域不断扩大，成为 当今涂料行业的重要支柱。
二、聚氨酯涂料的发展现状
1、市场前景
谢谢观看
随着我国经济的不断发展和人民生活水平的提高，我国聚氨酯涂料的市场需求 不断增长。目前，我国聚氨酯涂料主要应用于建筑、家具、汽车等领域，其中 建筑领域的应用占据了最大的市场份额。此外，在家具、汽车等领域，聚氨酯 涂料的应用也越来越广泛。
4、行业竞争加剧
随着我国聚氨酯涂料产业的发展，越来越多的企业开始进入这个领域，导致市 场竞争越来越激烈。目前，我国聚氨酯涂料市场的竞争格局已经发生了变化。 以前主要是几家国内大型涂料企业的竞争，现在国内外企业都在这个领域展开 了竞争，价格战也时有发生。一些企业为了争夺市场份额，不惜以低价抢占市 场，这给整个行业带来了极大的压力。
3、技术创新
为了满足市场的不断变化和对性能要求的不断提高，聚氨酯涂料技术创新将成 为未来发展的重要趋势。例如，通过研究新的聚合方法、新的扩链剂和助剂等， 提高聚氨酯涂料的性能；通过开发水性、粉末化和多功能化的技术，推动聚氨 酯涂料向更加环保和高性能方向发展。
参考内容
一、聚氨酯涂料概述
聚氨酯涂料是指以聚氨酯树脂为主要成膜物质的涂料。聚氨酯涂料具有多种优 点，包括耐磨、耐腐蚀、耐低温、耐水和耐温差等。此外，它还具有优异的柔 韧性和附着力，因此被广泛应用于各种领域，如汽车、船舶、建筑、家具等。
四、聚氨酯涂料的未来发展方向
1、政策支持
随着全球环保政策的不断加强，各国政府将会继续出台相关政策，鼓励和推动 环保型涂料的发展，如水性聚氨酯涂料、粉末聚氨酯涂料等。同时，政府还将 加强对有害涂料的限制和淘汰，为聚氨酯涂料等环保型涂料提供更多的市场机 会。
聚氨酯树脂及其应用
聚氨酯树脂及其应用
聚氨酯树脂是由二氨基甲酸酯及其异构体组成的酯结构类化合物，它是一种热塑性树脂。
聚氨酯在近年来受到了广泛关注，在工业应用中也发挥了重要作用。
聚氨酯树脂具有较高的抗拉强度，抗冲击性能则根据不同的型号新而有所不同，但一
般是较好的。
同时，聚氨酯树脂的抗老化性好，对日晒、和气候的变化敏感性较小，耐药
品性也较好。
此外，聚氨酯树脂具有体积小、重量轻的优点。
聚氨酯树脂主要用于制造液体密封件，防腐件和涂层材料，广泛应用于石油化工、原
子能等行业，也用于建筑、汽车工程、电子、医药和食品加工等领域。
例如可应用在矿业、化学和污水处理行业，用于防腐保护管道和储罐，同时用于汽车内外涂料的涂装和铺设。
此外，聚氨酯树脂除可用于建筑领域，如屋面层和抗老化层，滴水沟等外，还可以用
于制造电子产品、医药产品和玩具等。
电子部件中如电池外壳，电线护套，LED芯片等，
医药产品如制药盒，吸冻乳包装，也是聚氨酯树脂的重要应用。
聚氨酯树脂由于具有良好的抗化学腐蚀性和多种性能，受到了工业制造业的重视。
它
不仅具有优异的抗拉强度和抗冲击性能，而且还有高的耐药品性。
同时，聚氨酯树脂价格低，应用简便，成为今天工业生产的重要材料之一。
聚氨酯ppt课件
泡沫结构
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➢聚氨酯硬质泡沫是以异氰酸酯和聚醚为主要原料， 在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下， 通过专用设备混合，经高压喷涂现场发泡而成的 高分子聚合物。
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硬质聚氨酯泡沫用途
➢1、建筑隔热材料 ➢2、保温材料(管道设施等的保温隔热) ➢3、生活用品(床、沙发等的垫材、冰箱，空调等
的隔热层和冲浪板等的芯材) ➢4、运输工具(汽车、飞机、铁路车辆的坐垫、顶
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其它工程应用 ➢生物医用材料：聚氨酯具有优良的生物体相容性，
因此逐渐被广泛用作生物医用材料。可用于人工 心脏起搏器、人工血管、人工骨骼、人工食道、 人工肾脏、人工透析膜等的制造。 ➢PU（合成革）
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谢 谢！
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感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
➢1)在环境温度为25.2℃,湿度为92%,聚氨酯硬泡膨 胀系数16倍的情况下,测得聚氨酯硬泡材料的强度 极限为179.56 kPa,弹性模量为39.4MPa,泊松比 为0.42;
➢2)通过聚氨酯硬泡压缩试验,可以发现聚氨酯硬泡 材料的弹性模量较小且在抗压方面有很好的延性 性能;
➢3)聚氨酯硬泡抗压破坏为明显的塑性破坏,破坏时 并无开裂现象.
➢在多元醇或异氰酸酯键上直接引入上述阻燃元素, 以得到结构型阻燃泡沫。
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➢
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聚氨酯弹性体 ➢聚氨酯弹性体具有很好的抗拉强度、抗撕裂强度、
耐冲击性、耐磨性、耐候性、耐水解性、耐油性 等优点。主要用作涂覆材料(如软管、垫圈、轮带、 辊筒、齿轮、管道等的保护)、绝缘体、鞋底以及 实心轮胎等方面。
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➢ 聚氨酯鞋底
增粘树脂的种类及用途
增粘树脂的种类及用途增粘树脂是一类具有黏性和粘附性能的树脂材料，广泛应用于各个领域。
本文将介绍几种常见的增粘树脂及其用途。
一、环氧树脂环氧树脂是一种常见的增粘树脂，具有优异的粘附性能和化学稳定性。
它可以通过与固化剂反应形成坚固的化学键，从而实现粘接和固化。
环氧树脂广泛应用于胶黏剂、涂料、复合材料等领域。
在胶黏剂中，环氧树脂可以提供强大的粘接力，用于粘接金属、陶瓷、塑料等材料。
在涂料中，环氧树脂可以提供优异的附着力和耐化学性，用于保护和装饰各种表面。
在复合材料中，环氧树脂可以作为基体树脂，与纤维材料（如碳纤维、玻璃纤维）相结合，形成高强度、轻质的复合材料。
二、聚氨酯树脂聚氨酯树脂是一种具有良好粘附性和弹性的增粘树脂。
它可以通过与异氰酸酯类化合物反应形成强韧的聚合物。
聚氨酯树脂广泛应用于胶黏剂、密封材料、涂料等领域。
在胶黏剂中，聚氨酯树脂可以提供高强度的粘接，用于粘接木材、橡胶、金属等材料。
在密封材料中，聚氨酯树脂可以填充和密封缝隙，防止液体和气体的渗透。
在涂料中，聚氨酯树脂可以提供耐磨性和耐候性，用于保护建筑物和汽车等表面。
三、丙烯酸树脂丙烯酸树脂是一种具有优异粘附性和耐候性的增粘树脂。
它可以通过自由基聚合反应形成高分子聚合物。
丙烯酸树脂广泛应用于胶黏剂、涂料、印刷油墨等领域。
在胶黏剂中，丙烯酸树脂可以提供快速粘接和高粘接强度，用于粘接纸张、塑料薄膜等材料。
在涂料中，丙烯酸树脂可以提供良好的附着力和耐候性，用于室内外建筑涂料和汽车涂料。
在印刷油墨中，丙烯酸树脂可以提供高光泽度和耐磨性，用于印刷各种材料。
四、酚醛树脂酚醛树脂是一种具有优异耐热性和耐化学性的增粘树脂。
它可以通过酚和醛的缩聚反应形成三维网络结构。
酚醛树脂广泛应用于胶黏剂、绝缘材料、模塑材料等领域。
在胶黏剂中，酚醛树脂可以提供高温粘接和耐化学性，用于粘接金属、陶瓷等材料。
在绝缘材料中，酚醛树脂可以提供优异的绝缘性能，用于电气设备和电子元件的绝缘。
pur胶水各成分含量
pur胶水各成分含量pur胶水是一种广泛应用于工业、家居和手工制作等领域的胶水。
它由多种成分组成，每种成分都起着特定的作用。
以下是pur胶水中各成分的含量及其作用。
一、聚氨酯树脂（Polyurethane Resin）聚氨酯树脂是pur胶水的主要成分，其含量通常占胶水总量的60%以上。
聚氨酯树脂具有优异的粘接性能和耐候性，能够牢固地粘合各种材料，如金属、塑料、木材等。
同时，聚氨酯树脂还具有较高的强度和耐热性，使得pur胶水在高温环境下仍能保持良好的粘接效果。
二、溶剂（Solvent）溶剂是pur胶水中的重要成分之一，其含量通常占胶水总量的10%左右。
溶剂的主要作用是稀释聚氨酯树脂，降低胶水的粘度，使其更易于涂抹和扩散。
同时，溶剂还能够促进胶水的干燥和固化过程，加快粘接速度。
三、填充剂（Filler）填充剂是pur胶水中的一种辅助成分，其含量通常占胶水总量的5%左右。
填充剂的主要作用是增加胶水的粘度和黏度，使其更适合填充和密封。
常见的填充剂有硅酸盐、氧化铝等，它们能够填充材料表面的微小凹槽和孔隙，提高胶水的粘接强度和密封性能。
四、助剂（Additive）助剂是pur胶水中的一类辅助成分，其含量通常占胶水总量的3%左右。
助剂的种类繁多，包括稳定剂、抗氧化剂、增塑剂等。
这些助剂能够改善胶水的性能和工艺特性，如增加胶水的抗老化能力、提高其柔韧性和延展性等。
五、固化剂（Curing Agent）固化剂是pur胶水的一种特殊成分，其含量较低，通常占胶水总量的2%以下。
固化剂能够与聚氨酯树脂发生化学反应，使胶水从液态逐渐固化成坚硬的固体。
固化剂的添加量会影响胶水的硬化速度和硬度，因此需要根据具体应用情况进行调整。
pur胶水的各成分含量及其作用为：聚氨酯树脂（60%以上，提供粘接性能和耐候性）、溶剂（10%左右，稀释树脂、促进干燥固化）、填充剂（5%左右，增加黏度和密封性能）、助剂（3%左右，改善性能和工艺特性）和固化剂（2%以下，使胶水固化成坚硬的固体）。
水性聚氨酯的用途分类说明
水性聚氨酯的用途汇总一、轻纺（纺织方面）：水性聚氯酯能赋于织物柔软而丰满的手感和皮感调节聚氯酯高分子结构还可用于织物的防水、防油、防污、防起毛起球等整理改善纺织品的抗溶剂性、耐磨性、耐洗性、防皱、防缩、耐压烫1、织物表面涂层剂织物涂层是指在织物(基布,通常是中长纤维布,帆布,尼龙绸涤纶等)表面涂一层具有高附着力的高聚物,成膜后经后处理加工.得到不同要求的功能性涂层织物.水性聚氨酯无毒无环境污染.是推荐使用的高档织物涂层剂.具有很好的发展前景,广泛用于尼丝纺,真丝棉,帆布,涤棉等织物.经涂层整理后的织物具有防水透湿,表面柔软,富有弹性的功能.为了提高水性聚氨酯涂层的性能,可在制备过程加入封闭剂,使封闭剂与预聚体中的部分异氰酸酯基反应生成氨酯键而氨酯键在加热的条件下又裂解生成异氰酸酯(解封闭) 再与织物上的羟基反应生成聚氨酯.这样就增加了聚氨酯涂层与织物的结合力.2、羊毛织物防缩整理剂树脂整理是目前国外常用的羊毛防缩加工方法与氧化法相比基本上对羊毛没有损伤,处理比较均匀,操作易控制.3、抗静电整理剂大多数化纤织物摩擦后会产生负电荷,因而需采用抗静电剂进行整理.抗静电剂是一类重要的织物后整理助剂.阳离子表面活性剂对合成纤维来说,是效果较好的抗静电剂,但是在工业中应用的此类抗静电剂存在着耐洗牢度不够,染色织物容易变色,摩擦牢度低的缺点.而水性聚氨酯尤其是含离子型水性聚氨酯,是良好的织物整理剂不仅具有很好的抗静电效果,而且与织物黏附性好耐洗涤.4、抗起毛起球整理剂纯棉针织物经过煮漂,染色,整理等加工,其表面会产生许多绒毛,加之静电作用,穿着一段时间后织物表面会起毛起球,影响美观和舒适感.对织物进行树脂整理可以提高织物抗起毛起球性能并可以改善织物防皱,抗静电等性能.聚氨酯是一种无甲醛整理剂能在织物表面形成强韧的薄膜,且耐低温,耐脆化,耐摩擦,拉伸强度高,弹性好并有一定亲和性.织物处理后可改善纤维间的粘结力,减少纱线毛羽,减少静电,有利于抗起毛起球.5、其它功能性整理剂水性聚氨酯本身就是一种优良的无醛织物整理剂.有研究结果表明,若将对其进行改性,或与其它物质结合,然后对织物进行整理,将会获得意想不到的效果.二、印染方面：1、染色助剂2、涂料印花粘接剂3、柔软与防皱整理剂4、抗静电和亲水整理剂三、皮革加工方面：1、皮革涂饰剂：高档光亮剂、漆皮用光亮剂、防尘耐污型皮革涂饰剂、抗粘连性。
培训课件-聚氨酯应用简介(机关人员培训)
其中MDI和TDI的 产量和用量最大， 占异氰酸酯总量的TDI 95% 以上。 n=1 ，2 ，3„.
CH3 NCO
种类：芳香族异氰酸酯(MDI、TDI、NDI)
NCO
脂肪族和脂环族异氰酸酯（ HDI、 IPDI、HMDI 、XDI等）
NCO(4 or 6 pos ition )
2、脂肪族、脂环族异氰酸酯
分类 泡沫塑料按照化 学成分分类，可 分为：聚乙烯、 聚苯乙烯、聚氯 乙烯、聚氨酯、
塑料（泡孔间互
相封闭）。
聚丙烯泡沫等。
聚氨酯泡沫塑料 根据泡沫硬度或泡孔结构分为：
聚氨酯硬泡
聚氨酯软泡
半硬泡和自结皮
聚氨酯硬泡
定义 特点 不同领域的聚氨酯硬泡的用量
3% 3% 4% 15% 37%
冰箱、冷柜 应用 汽车 冷藏集装箱 建筑喷涂
MDA系列产品
MDA-100（二氨基二苯基甲烷）
H 2N CH 2 NH 2 MDA-85的MDA含量为80-85％、MDA-75的MDA含量为70-75％、 MDA-60的MDA含量为55-60％，其余成分为多苯基甲烷多胺的混合物。
用途：除了用于生产MDI、HMDI以外，还可用于
聚酰亚胺绝缘漆、
18
水解氯% ≤0.005
2，4体含量 ≤2 1.7-2.0
产品的主要用途
微孔弹性体、热塑性弹性体、 人造革、合成革、胶黏剂、涂 料、密封胶等
≥38.1
12
≥38.1 ≥15.0 12-18ppm ≤0.005
聚氨酯弹性纤维的制造
6
5 50-54
6高回弹泡沫、半硬泡和微孔弹
性体；粘合剂、涂料、密封胶、 聚脲等。
聚氨酯材料及其应用ppt课件
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2012年2月27日
由于异氰酸酯基团的高活泼性，使其可以与许多含活性氢 的物质反应。可与异氰酸酯发生反应的活性氢化合物有醇、 水、胺(氨)、醇胺、酚、硫酸、羧酸、脲等。反应可生成氨 基甲酸酯、取代脲、脲基甲酸酯、缩二脲等化学结构。
由于异氰酸酯及活泼氢化合物种类繁多，分子结构千变万 化，所以可以合成出结构、性能各异的聚氨酯（脲）材料。
异氰酸酯与酰胺、脲、氨基甲酸酯反应活性低，反应温度高； 2、异氰酸酯与胺、水、羧基反应都生成脲，在较高温度下，脲基可 进一步与异氰酸酯反应生成支链或交联结构产物。 3、只有在异氰酸酯基过量和高温条件下，才能生成支链或交联结构 产物。
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2012年2月27日
异氰酸酯的自聚合反应
生成二聚体的反应：
N CO
2002年
285.5 40.5 68.0 52.0 180.2 48.5 301.8 1016.5
2006年
326.5 45.0 71.0 53.5 240.7 52.0 327.7 1165.0
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2012年2月27日
世界聚氨酯主要原料消耗量
万吨
原料名称 聚合MDI 纯MDI TDI 脂肪族异氰酸酯 聚醚多元醇 聚酯多元醇 总计
汽车弹性体 和RIM, 6%
涂料、胶粘 剂和密封 剂, 19%
鞋用, 6%
汽车弹性体 汽车模塑泡和RIM, 7%
沫, 13%
2001年
世界聚氨酯产品市场消耗比例
2010年
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2012年2月27日
二、聚氨酯主要原料
聚氨酯原料
脂肪族
异氰酸酯 脂环族
芳香族
聚酯多元醇
环氧丙烷聚醚多元醇
低聚物多元醇 聚醚多元醇 四氢呋喃聚醚多元醇
聚氨酯树脂及其应用解析
异氰酸酯的封闭反应
异氰酸酯可与一些弱反应型活性氢化合物反应，得到的产物常温 下稳定，在一定条件下可逆向反应，这就是“封闭（blocking）”和 “解封（unblocking）”反应。
常见封闭剂有酚类（ArOH）、已内酰胺、乙酰乙酸乙酯 （CH3COCH2COOC2H5）、乙酰内酮（CH3COCH2COCH3）、丙二酸 二乙酯（C2H5OCOCH2COOC2H5）、甲乙酮肟[（CH3）（C2H5）C=NOH]、亚硫酸氢钠（NaHSO3）、咪唑类化合物、3,5-二甲基吡唑等。
异氰酸酯的三聚反应
芳香族或脂肪族（包括脂环族）异氰酸酯均 能于加热及催化下自聚为三聚体，三聚体的核基 是异氰脲酸酯（isocyanurate）六元杂环。三聚 反应是不可逆反应。下面为二异氰酸酯的三聚反 应反应式：
异氰酸酯的自缩聚反应—碳化二亚胺
在有机膦催化剂及加热条件下，异氰酸酯可发生自 身缩聚反应，生成含碳化二亚氨基（-N=C=N-）的化合物， 该反应是异氰酸酯三聚及二聚反应以外的另一重要反应。
异氰酸酯基与羟基的反应产物为氨基甲酸酯。有研究表明， 异氰酸酯与羟基的反应是二级反应，反应速率常数随着羟基含量 而变化，不随异氰酸酯浓度而改变。
多元醇与多异氰酸酯生成聚氨基甲酸酯（简称聚氨酯）。以 二元醇与二异氰酸酯的反应为例，反应式如下：
异氰酸酯与水的反应
A.Wurtz认为，异氰酸酯与水反应，首先生成不稳 定的氨基甲酸，然后由氨基甲酸分解成二氧化碳及胺。 若在过量的异氰酸酯存在下，所生成的胺与异氰酸酯继 续反应生成取代脲。它们的反应过程表示如下：
随着聚氨酯化学的研究、产品制造和应用工艺技术的进步以 及应用领域的不断扩宽，逐渐形成了目前世界上居第6大合成材 料地位[聚乙烯（PE），聚丙烯（PP），聚氯乙烯（PVC），聚 苯乙烯（PS），聚酯（PET），聚氨酯（PU）]的工业体系。
聚氨酯材料的应用与研究进展
聚氨酯（PU）属于高分子，其主链中含有氨基甲酸酯特征单元。
聚氨酯材料的制备离不开异氰酸酯（NCO）和活泼氢。
一、聚氨酯材料概述聚氨酯材料（简称T P U）为聚合物，经多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或小分子多元醇、 多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成。
对制备聚氨酯材料的原料种类和组成变化就可以得到产品形态和性能不一样的聚氨酯材料。
因此聚氨酯材料形态多样，有柔软的，也有坚硬的，硬质泡沫塑料，密封胶，胶粘剂弹性纤维，以及油漆涂料等。
对此聚氨酯应用广泛，在汽车制造业、交通运输业、石油化工、航空、医疗、土木建筑、冰箱制造、农业、鞋类、机电等领域都有深入涉及。
国外早在1937年就开始了对聚氨酯材料的研究，同时也在工业领域中有所应用。
之后以英美为代表的其他国家引进德国的聚氨酯树脂制造技术，投入工业使用。
然而，我国在20世纪50年代才开始聚氨酯工业，到如今已取得一定的进展，对聚氨酯的应用研究也越来越深入。
二、聚氨酯材料的应用与研究进展1.汽车用聚氨酯材料的应用与研究进展。
近年来随着我国一直坚持并深入可持续化发展战略和汽车行业竞争愈加激烈，在未来汽车行业一定是注重产品质量大于产能产量的趋势，高质量、低成本、环境友好的产品会受到越来越多人的青睐。
在其中，聚氨酯（PU）以及复合材料因优异的耐磨性、耐热性、机械性能、软硬度可调等性能成为汽车制造行业的明星材料。
当前汽车用的PU材料类别多样，包含泡沫塑料、弹性体、胶粘剂、涂料以及PU革等，应用范围大到汽车的车身，小到汽车的底盘以及电器设备。
PU泡沫材料在汽车行业的应用主要是因为其具备质量轻、可以隔热、弹性好、舒适度高、耐用、吸振性高等特点，可以令车的舒适度大大提高，因此能够满足汽车多方面的应用。
一些学者研发的以低相对分子质量、多官能度的聚醚多元醇和二苯基甲烷-4，4’-二异氰酸酯（MDI）为主要原料，经历发泡、稳定以及催化等过程从而合成的聚氨酯软泡材料被广泛应用在坐垫以及脚垫等，可以很好的吸收噪音以及减震特点。
双组分聚氨酯树脂介绍资料
NCO
CH3
CH3
O
12、多异氰酸酯加和物的合成配方 （1）合成配方：
13、多异氰酸酯加和物的合成工艺
（2）合成工艺： ① 将三羟甲基丙烷、环己酮、苯加入反应釜，开动搅拌，升温使苯将水全部带出，降温至60℃，
得三羟甲基丙烷的环己酮溶液。 ② 将甲苯二异氰酸酯、80％的醋酸丁酯加入反应釜，开动搅拌，升温至50℃，开始滴加三羟甲基
空气，加热升温到130℃。 ② 将丙烯酸羟丙酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸和叔丁基
过氧化苯甲酰（1）混合均匀，用4h滴入反应釜。 ③ 保温2h；将叔丁基过氧化苯甲酰（2）用50％的二甲苯（2）溶解，用0.5h滴
入反应釜，继续保温2h。最后加入剩余的二甲苯（2）调整固含，降温、过滤、 包装。 该树脂固含：65±2 ；粘度：4000-6000（25℃下的旋转粘度）；酸值：＜10； 色泽：＜1。主要性能是光泽及硬度高，丰满度好，流平性佳，可以用于高档PU 面漆与地板漆。
小于0.5％，国标要求国内产品中游离TDI含量要小于0.7％。为了降低TDI残留，可以采用化学法 和物理法。化学法即三聚法，这种方法在加成反应完成后加入聚合型催化剂，使游离的TDI三聚化 。物理法包括薄膜蒸发和溶剂萃取两种方法。国内已有相关工艺的应用。
14、缩二脲多异氰酸酯的合成
缩二脲是由3molHDI和1molH2O反应生成的三官能度多异氰酸酯。缩二脲的合 成原理如下：
17、HDI三聚体的合成
HDI三聚体是由3molHDI三聚反应生成的三官能度多异氰酸酯。其合成原理如下 ：
O
3 OCN
cat
CH2
NCO
6
OCN
C
CH2 6 N
N
聚氨酯树脂：材料安全数据表(MSDS)
聚氨酯树脂：材料安全数据表(MSDS)1. 产品概述聚氨酯树脂是一种具有高强度、耐磨、耐化学腐蚀、附着力强等特点的高性能合成材料。
广泛应用于涂料、塑料、橡胶、纤维、建筑、家具等领域。
2. 成分/化学名主要成分：异氰酸酯、聚醚、聚酯等。
化学名：聚氨酯树脂。
3. 危险性概述聚氨酯树脂在操作过程中可能产生一定的危险性，主要表现在以下几个方面：1. 皮肤接触：可能导致皮肤刺激、过敏等现象。
2. 吸入：长期吸入可能导致呼吸道刺激、哮喘等疾病。
3. 摄入：误食可能导致中毒，对肝脏、肾脏等器官造成损害。
4. 眼睛接触：可能导致眼睛刺激、疼痛、视力模糊等现象。
4. 急救措施皮肤接触1. 立即用大量清水冲洗受伤部位至少15分钟。
2. 如有必要，请就医就诊。
吸入1. 立即将患者移至空气清新处，保持呼吸道的畅通。
2. 如有必要，给予吸氧治疗。
3. 请就医就诊。
摄入1. 立即给予大量清水催吐。
2. 如有必要，就医就诊。
眼睛接触1. 立即用大量清水冲洗受伤眼睛至少15分钟。
2. 如有必要，就医就诊。
5. 消防措施聚氨酯树脂不易燃烧，但在高温、明火或氧化剂作用下可能发生燃烧。
灭火时，请使用二氧化碳、干粉或泡沫灭火器。
6. 泄露/处置措施1. 立即用砂土、蛭石等吸收泄露的聚氨酯树脂。
2. 收集吸收后的废物，按照当地法规进行处理。
3. 请专业人员清理泄露现场。
7. 存储注意事项1. 存放于阴凉、干燥、通风的地方。
2. 远离火源、热源、氧化剂。
3. 避免与酸、碱、醇等有机溶剂混合。
4. 密封储存，防止泄露。
8. 接触控制/个体防护1. 操作时佩戴防护眼镜、手套、口罩等个人防护装备。
2. 避免皮肤直接接触。
3. 操作现场保持良好通风。
9. 理化性质1. 外观：淡黄色至棕色液体。
2. 密度：1.1-1.2 g/cm³。
3. 沸点：200℃左右。
4. 溶解性：不易溶于水，可溶于醇、醚等有机溶剂。
10. 稳定性和反应性聚氨酯树脂在储存和使用过程中稳定，但避免与酸、碱、醇等有机溶剂混合，以防发生化学反应。
水性聚氨酯的合成及应用
水性聚氨酯的合成及应用水性聚氨酯（Waterborne Polyurethane, WPU）是一种特殊的聚氨酯树脂，具有良好的环境友好性和广泛的应用前景。
本文将介绍水性聚氨酯的合成方法、特性以及其在涂料、胶黏剂和纺织品等领域的应用。
一、水性聚氨酯的合成方法水性聚氨酯的合成可以通过两种主要方法实现：一种是预聚体法，另一种是原位乳化法。
1. 预聚体法预聚体法是通过将聚酯或聚醚与异氰酸酯化合物反应，形成异氰酸酯预聚体。
然后，将预聚体与含有胺官能团的化合物反应，生成聚醚型或聚酯型水性聚氨酯。
需要注意的是，在反应过程中，需要添加适量的表面活性剂和乳化剂来帮助稳定乳液。
2. 原位乳化法原位乳化法是将聚酯或聚醚与异氰酸酯化合物、氨基功能的稳定乳化剂以及乳化剂反应，直接形成乳液。
该方法与预聚体法相比，更加简便和高效。
二、水性聚氨酯的特性水性聚氨酯具有以下几个显著的特性：1. 环保性与传统的溶剂型聚氨酯相比，水性聚氨酯不含有机溶剂，因此减少了挥发性有机化合物的排放，对环境污染更小。
同时，水性聚氨酯在应用过程中，不会产生有毒气体，对操作者的安全也更有保障。
2. 膜性能优良水性聚氨酯具有良好的强度、韧性和耐候性。
其形成的薄膜可提供优异的涂层性能，具有良好的抗刮擦性、耐化学品侵蚀性和抗氧化性等特点。
3. 附着力强水性聚氨酯可以与多种基材良好地附着，包括金属、塑料、玻璃等。
在涂料和胶黏剂领域，其优异的附着力使其成为一种理想的材料。
三、水性聚氨酯的应用水性聚氨酯在多个领域具有广泛的应用前景。
1. 涂料作为一种环保型涂料原料，水性聚氨酯具有优异的防护性能和装饰效果。
它可以应用于室内外墙面、家具、汽车、船舶等领域，为表面提供持久的保护。
2. 胶黏剂水性聚氨酯具有良好的粘接性能和耐湿性，适用于纸张、金属、木材等材料的粘接。
在制造行业中，水性聚氨酯胶黏剂得到广泛应用，如家具制造、包装行业和纸制品加工等。
3. 纺织品水性聚氨酯可用作纺织品的涂层剂和涂料。
聚氨酯的应用
聚氨酯的应用聚氨酯的隔热、隔音和弹性是所有合成材料中最优异的，其它材料无法比拟。
同时其耐磨性、耐油性和耐水性都极为优异。
物性范围宽，可加工性好，可以根据不同物性要求灵活设计出各种高分子结构，而且还可以现场加工成型。
聚氨酯品种众多，性能变化无穷，是一种多用途产品。
聚氨酯可以从中间分为原料和下游制品两部分。
用于合成聚氨酯的原料主要是异氰酸酯和多元醇，其中异氰酸酯有20多种：MDI、TDI、HDI、IPDI；还有NDI、XDI等等，其中最主要的是MDI和TDI，这两种的用量占总用量的95％以上；多元醇也有20多种：PPG、PTMEG、PEG、聚酯多元醇、聚合物多元醇、聚己内酯多元醇等。
通过不同的原料配比，分子设计，可以生产不同性能、不同状况的聚氨酯制品。
如软质、硬质、半硬质泡沫塑料、弹性体、涂料、合成革、纤维、胶粘剂、透湿防水材料、弹性铺装材料、运动设备、鞋底材料、医疗器械材料等等。
聚氨酯材料给人类生活带来了便利和舒服。
1. 聚氨酯在建材方面的应用聚氨酯是一种重要的建筑材料。
国外建筑的保温和防水都是以聚氨酯为主的，包括屋顶、墙体内外保温、窗户的密封保温等等。
同时聚氨酯胶粘剂是替代脲醛胶生产无醛板材的最优材料。
聚氨酯板材从2003年开始在我国的工业建筑上广泛使用，但在民用建筑上的使用才刚刚开始，中国发展节能经济、环保经济，聚氨酯材料将可大显身手。
1.1 聚氨酯硬泡良好的防火耐温性能虽然聚氨酯硬泡是聚合物，但它是热固性材料，在燃烧中呈现惰性，不会产生熔融的燃烧性火焰滴落物，而是将形成一个焦化的保护层，这一特性有效抑制了熔融导致火势蔓延的危险。
同时，聚氨酯硬泡能够抵抗飞溅的火星和辐射热，它还可以阻止氧气进入板材、或墙体保温层内部与泡沫塑料芯材接触，因而不会引起芯材的直接燃烧，能够保证建筑的完整性。
同时通过调整配方，聚氨酯硬泡材料完全可以满足建筑保温材料较高的防火性能要求。
聚苯乙烯泡沫（EPS或XPS）是热塑性材料，在火灾发生时，会首先软化变形，然后伴随着燃烧熔化收缩，并会有灼热的液体滴落或流淌。
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知识介绍聚氨酯树脂及其应用郑 彦1 王文忠2 冷 鹏 (1 山东省立医院 济南 250021) (2 山东大学新材料所 济南 250100) 摘要 聚氨酯树脂作为一种具有高强度、抗撕裂、耐磨等特性的高分子材料,在日常生活、工农业生产、医学等领域广泛应用。
本文简述了聚氨酯树脂的历史,综述了其应用,介绍了几种新型聚氨酯树脂及废旧聚氨酯的回收方法。
关键词 聚氨酯 液晶 阻燃剂 聚硅氧烷 德国化学家拜尔于1937年发现了异氰酸酯与活泼氢的反应(-NCO +HO --N HCO -),开始了聚氨酯(PU )树脂的研究和应用[1]。
二战期间,德国已经建立起了具有一定生产能力的聚氨酯实验厂。
战后,美英等国从德国引进了制造方法。
日本于1955年从德国的拜尔公司和美国的杜邦公司引进技术开始了聚氨酯的生产与开发。
自此聚氨酯树脂的研究与应用在世界范围内发展起来,相继发明了聚氨酯混炼胶、浇注胶、泡沫塑料等品种,聚氨酯树脂的应用日渐广泛,生产规模不断扩大。
我国自60年代开始独立研制和发展聚氨酯树脂,到目前为止,工业化生产已初具规模,但生产工艺和技术与发达国家相比还有较大差距。
进入90年代以来,聚氨酯树脂对人们的生产、生活更加重要。
技术的发展、生产工艺的改进使新型聚氨酯不断出现,未来的聚氨酯材料将向应用和环保方向发展。
聚氨酯树脂又被称做聚氨酯弹性体(PUR ),是一种性能介于塑料和橡胶之间的特种材料[2],具有高强度、耐磨耗、抗撕裂、挠曲性能好、耐油和良好的血液相容性等优点。
因此在工业、农业、军事、航空、医学等领域有广泛的应用,需求量很大。
Bayer 公司称MDI 年增率6%～8%,TDI 和聚醚多元醇的增长率分别为6%和4.5%。
在得克萨斯州用于Channelview 装置的IMPACT 专利技术使聚醚多元醇装置的产量几乎翻了一番,达22.5万吨。
1 主要反应方程式 (1)预聚反应OCN -R -NCO +HO -R 1-OH +OCN -R -NCO OCN -R -C NH OO -R 1-O C O NH -R -NCO (2)扩链反应OCN -R ’-NCO +HN -R 2-NH +OCN -R ’-NCOOCN -R ’-C NH ONH -R 2-NH C O NH -R ’-NCO R ’替代R -NH C O O -R 1-OC ONH -R 2 生活中的聚氨酯2.1 衣食与聚氨酯以织物或编织物为基布,涂上粘合剂、胶料,经表面装饰制成聚氨酯革。
聚氨酯革具有良好的弹性、柔软性、透气性、耐老化等性能,是PVC 革的优良代用品。
可以用做服装革,制作上衣、大衣、雨衣、裙子、手套等;也用做鞋面革制造人造革皮鞋。
聚氨酯革经滚光、打磨后,做成人造麂皮,是很时髦的鞋面料和室内装饰材料。
据报道,用聚氨酯与有机硅共混液,采用浸渍法,在橡胶表面形成滑爽的PU 涂层,可制得无粉橡胶手套。
[3]聚氨酯弹性体具有耐磨、抗撕裂的特点可以制作鞋底,最早使用的是聚氨酯浇注胶(CPUR ),比如:德国在二战期间曾用CPUR制造军靴。
后来研制的微泡聚氨酯弹性体,具有质轻、弹性好的优点,用它制作的鞋底穿着舒适、轻便且造价低。
此外聚氨酯粘合剂粘合力强,耐水性好,是很好的鞋用粘合剂。
聚氨酯弹性纤维又叫氨纶,是一种具有高弹性、柔软性好的合成纤维,是制作紧身衣的好材料。
氨纶可以与棉纤维混纺,用混纺后的布料制作的内衣、袜子、舞蹈服装、游泳衣、滑雪服等仍保持弹性、手感好等优点。
氨纶的又一优点是染色性好,制品经染色后颜色鲜艳、耐久,适于制作花色鲜艳的衣服、鞋、帽、手套等。
经特殊处理的聚氨酯树脂可以用做食品包装纸。
2.2 住、行与聚氨酯2.2.1 建筑、装饰方面聚氨酯树脂具有良好的耐老化性、硬度低、弹性好、耐水、防菌等优点,适于做堵漏材料,如用做房屋防漏、嵌缝材料,还可以用于高层建筑或铁路路基的加固,水电工程的水库、坝基防渗及裂缝堵漏。
此外,PU 灌封材料有优良的电绝缘性,对电气元件无腐蚀等优点,可以密封电气元件。
在美国,合成密封胶以硅酮和聚氨酯为主。
1997年,密封胶产量为88.08万吨,其中PU材料占28%,位居第一。
在室内,聚氨酯树脂可用做耐磨性涂料或地板革。
用添加抗微生物剂的聚氨酯材料制作的地毯,具有耐微生物、防腐等性能,特别适用于南方湿热地区,在宾馆、饭店广泛使用。
聚氨酯革经染色后是很好的室内装饰材料,为增加这种材料的使用安全性,英国于1989年颁布法律,要求在聚氨酯革中添加阻燃剂。
2.2.2 交通运输方面作为一种既有强度又有弹性的特殊材料,聚氨酯弹性体(PUR)在汽车制造业用途广泛。
可用做减震缓冲器、刹车膜片,制作方向盘、仪表盘、气囊等。
用PUR制作的汽车保险杠,具有质轻、挠曲性能好等特点,受到冲击后不易发生永久性变形,其综合性能优于钢制保险杠。
山西化工研究所专门为北京切诺基越野车和二汽东风小卡研制出一种用于底盘材料的微孔PUR,切诺基越野车2年来的使用效果较好。
PUR的重要用途之一是制作轮胎,由于PUR轮胎有内生热大、散热慢的缺点,不适于长期高速行驶。
但其耐磨耗、抗撕裂的优良性能适于制造速度慢(≤45km/h)、工作路况差的农用卡车、矿用车、起重机的轮胎。
用聚氨酯混炼胶可以制作自行车充气轮胎,而美国佐尤斯公司用浇注发泡法制作的不用充气的泡沫轮胎,具有花纹深的特点,适于越野。
北京威迪有限公司也于近期开发成功质轻、强度高的PUR免充气轮胎。
对于飞机而言当然是质量越轻越好,以前飞机薄壁油箱是用浸渍了丁腈橡胶或聚硫橡胶胶浆的织物[2]。
这种油箱壁厚且强度较小。
用PUR制作飞机薄壁油箱不但质量轻而且工艺简单、使用寿命长。
此外PUR还用做飞机起落架皮腕及飞机用涂料、机用座椅等。
2.2.3 体育方面自1968年在墨西哥举行的第19届奥运会采用聚氨酯铺面材料做田径跑道以来[1],许多国家相继采用这种跑道,现已被国际公认为最佳比赛场地,这种跑道铺设简单、价格低廉、弹性好、耐磨、能防滑,可以提高运动员的竞技状态和成绩。
用聚氨酯铺面材料铺设网球、乒乓球场地也有很好的效果,甚至有人主张用这种材料铺设足球场地。
3 医用聚氨酯早期人体医用材料主要是金属、陶瓷、石膏,这些材料坚硬有余而韧性不足,不适于做人体软组织的修复,其应用受到限制。
自高分子材料发展以来,在某些方面逐渐代替上述医学材料,并得到医学界的好评。
医用聚氨酯树脂具有良好的血液相容性和挠曲性能,经几十年的动物和临床医学实验,生物性能可靠,医疗效果好。
以聚硅氧烷(PSi)改性PU制得复合高分子材料[4],兼有二者的优点,引起人们的普遍关注。
澳大利亚Elastomedic Poy公司[5]研制的高用量硅氧烷改性聚氨酯,具有生物稳定性、柔韧性、耐撕裂等性能,是很好的医用材料。
医用聚氨酯具有很好的化学稳定性、组织相容性、不致癌、耐生物老化性等性能,符合医学要求。
其主要应用是:(1)心血管方面:人工心脏、辅助人工心脏、辅助循环、人工血管、心脏瓣膜、心导管等。
(2)软组织修复:颌面修复材料、人工软骨、食道气管修复、缝合韧带等。
(3)其他:黏合剂、人工乳房、人造皮肤、止血海绵、隐形眼镜、人工角膜等。
4 功能型聚氨酯随着技术的进步和社会的发展,聚氨酯树脂不再限于传统领域的研究与开发,新型、功能特殊的聚氨酯材料不断出现,并成为未来研究的热点。
4.1 阻燃型聚氨酯用做PU革和涂料的聚氨酯材料,需要变易燃为阻燃,以提高其使用的安全性。
目前国内工业上多采用添加型阻燃的方法,但存在耐老化性能差,阻燃剂分布不均等缺点。
武汉工业大学通过合成含溴阻燃聚酯多元醇,以磷氮系阻燃剂(APP)为协同剂,用短切纤维作为增强剂;与多异氰酸酯等反应制得阻燃型聚氨酯泡沫,该材料具有优良的综合性能。
4.2 液晶聚氨酯液晶高分子聚合物是指在一定条件下具有液晶性的高分子材料。
如图: ～ ～ ～, 为刚性致介基团,～为间隔基团。
80年代初Limura等[8]首先合成了液晶聚氨酯并对其热性能作了报道。
液晶的形成有:溶致、热致、压致3种类型,液晶聚氨酯属于热致性液晶。
当聚氨酯受热达到熔融温度(T m)以上时,聚氨酯高分子链段中的结构被破坏,同时非晶结构进入熔融状态,并且高分子链段呈现出某种有序排列,形成液晶态。
当温度再升高至某一值(Ti)时,液晶态消失,熔体呈各向同性。
液晶聚氨酯因其结构特征而具有取相性、取向易固定性,可用其光效应制作光学材料,如:滤光片、反射器等。
利用液晶聚氨酯的取向易固定性和较长的松弛时间,可以记录外界刺激做成记忆性聚氨酯材料。
此外,通过与其他材料的共混可以提高液晶聚氨酯的力学性能,用来制造原位复合材料。
5 其他聚氨酯材料5.1 耐微生物聚氨酯抗菌PU是一种具备抑菌和杀菌性能的新材料,通常在PU数值中添加一种或几种特定的抗菌剂而制得。
美国Morton International公司开发出一种抗微生物的热塑性聚氨酯弹性体。
弹性体中添加了抗微生物试剂Vingzen SB-IU,其主要成分是10,10’—氧化双吩恶吡(DBPA)。
该试剂用量虽少,但对霉菌和细菌都有很强的杀灭能力,适于户外使用,可以制作鞋底、底下电缆护套和船舰装饰物等。
5.2 可降解型聚氨酯利用微生物的降解作用,可以消除废旧聚氨酯材料带来的环境问题。
日本将木粉、蔗糖及废弃咖啡等天然原料混于聚合物中制备聚氨酯,既减少了多元醇的用量,降低了成本,又赋予制品生物分解特性。
日本还开发成功新型生物降解聚氨酯材料—蜜糖多元醇,为新型降解聚氨酯的开发创造了条件。
日本专利报道了β-丁内酯、氢化二乙烯酮与1,4-丁二醇反应制得改性聚(3-羟基丁酸酯)二醇,将它与MDI在PhMe中反应,制得耐热性能好,有优良生物降解性能的聚氨酯树脂。
6 聚氨酯的回收和利用回收废旧聚氨酯一方面可以保护环境,另一方面可以节约材料和能源。
回收的方法包括:⑴材料回收:将废旧聚氨酯粗碎或细碎,然后粘合、加压、挤出成型重新做成板材,或用做填料,制作地板革、田径赛场等铺面材料。
美国Mobius公司将软质聚氨酯泡沫塑料粉碎后,作为泡沫塑料生产中的填料。
⑵化学回收:用低分子二元醇、二元胺使废旧聚氨酯解聚成原料。
经醇解得到的多元醇可作为原料使用。
⑶能量回收:聚氨酯燃烧时热量为7000kcal/kg,介于聚乙烯{PE}与聚氯乙烯(PVC)之间。
在产生有毒气体方面,每克聚氨酯燃烧产生氢化氰(HCN)的量低于尼龙纤维、羊毛等。
由于还产生一氧化碳等有毒气体,因此燃烧必须充分并达到最佳状态,尽可能减少大气污染。
参 考 文 献[1] 李绍雄,朱吕民.聚氨酯树脂.江苏科学技术出版社,1993[2] 傅明远,孙酣经.聚氨酯弹性体及其应用.第二版,北京:化学工业出版社,1999[3] Urethanes Techmology.2000,17(5):16(下转第10页)参 考 文 献[1] 杨清.简明心理学词典.长春:吉林人民出版社,1985:300[2] 杨清.简明心理学词典.长春:吉林人民出版社,1985:327[3] 杨清.简明心理学词典.长春:吉林人民出版社,1985:351[4] 腾守尧.审美心理描述.北京:中国社会科学出版社,1985:380～392[5] 张庆林.当代认知心理学在教学中的应用.重庆:西南师大出版社,1995:413[6] 李远蓉.化学教学艺术论.重庆:西南师大出版社,1996:32～38[7] 周义橙.科学创造与直觉.北京:人民出版社,1986:170～173[8] 李远蓉.化学教学艺术论.重庆:西南师大出版社,1996:32～38Study on Aesthetic Appreciation Education for Chemistry T eachers (Ⅲ) The training methods of aesthetic appreciation for chemistry teachersZHOU Mingming FU Y ingzi(Chemistry and Chemical Engineering College,Southwest China Normal University,Chongqing,China) Abstract This essay discussed the methods of training chemistry teachers’aesthetic appreciation from constructing chemistry teacher’ability of aesthetic judgement,which based on Study on Aesthetic Appreciation Education for Chemistry Teachers(Ⅰ),(Ⅱ). K eyw ords aesthetic appreciation, aesthetic judgement, training method(上接第5页)[4] 王小萍等.聚酯———聚硅氧烷嵌段聚氨酯弹性体的研究.特种橡胶制品,1999,(2):1～4[5] Urethanes Technology.2000,15(3):27～29[6] 叶敏.医用聚氨酯.化工新材料,1992,(8):4～7[7] 曾黎明.纤维增强反应型阻燃聚氨酯泡沫塑料研制化工新材料,2000,(10):35～36[8] K Limura,N K oide,et al.Mdktomd Chem.1981,182:2563[9] 张旭琴.液晶聚氨酯.黎明化工,1994,(6):18～20[10] J P09,208,6521997[11] 黄汉生.废旧聚氨酯的回收.化工新型材料,1998,(7):27～28[12] Urethanes Technology.2000,17(2):16Polyurethane R esin and its UsageZHEN G Yan(Shandong Province Hospital,jinan,250021)WAN G Wenzhong(New Material Institute of Shandong University,Jinan,250100)Abstract As a material of high tensil strength,tear and wear resistense,PUR are widely used in many fields such as agriculture,industry and medicine etc.This paper introduced the history of PUR,and its applications.Some new types of PUR are also reviewed.K eyw ord polyurethane,liquid crystal,fire retardant,polysiloxane2003年第5期要目·苯乙烯和聚苯乙烯以及环境保护·研究性学习中学生的体验·化学教学中实施“研究性学习”若干误区·改革分析化学实验教学的尝试致 歉 由于本人原因,在贵刊2003年第3期刊出《高考化学实验命题趋向及其引起的思考》的文章属一稿两投,故向贵刊和广大读者道歉!另外,本文未经我的老师刘克文同意,擅自署名,特向他表示道歉!陆喜江2003年4月10日。