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1、聚氨酯的应用和下游产品,主讲：唐 敏,（一）聚氨酯的基本知识,（二）聚氨酯品种分类及应用领域,聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。产品应用领域涉及轻工、化工、电子、纺织、医疗、建筑、建材、汽车、国防、航天、航空,（二）聚氨酯品种分类及应用领域,家具业应用 1.油漆、2.涂料、3.粘合剂、4.沙发、5.床垫、6.座椅扶手 家用电器应用 1.电器绝缘漆2.电线电缆护套3.冰箱、冷柜、消毒柜、热水器等保温层4.洗衣机电子器件防水灌封胶 建筑业应用 1.密封胶、2.粘合剂、3.屋顶防水保温层、4.冷库保温、5.内外墙涂料6.地板漆、7.
2、合成木材、8.跑道、9.防水堵漏剂10塑胶地板交通行业应用 1.飞机、汽车内饰件座椅，扶手，头枕，门内板，仪表盘，方向盘，保险杠，减震垫，挡泥板2.地毯衬里，油漆3.保温绝缘部件、管路4.密封垫圈5.防滑链制鞋、制革业应用 1.鞋内、外底2.粘合剂3.皮革整饰剂4.人造革、合成革涂层 体育行业的应用 塑胶运动场地（包括篮球、排球、羽毛球、网球场地、跑道的铺设），运动服装（舞蹈服、泳衣、舞蹈服）；运动鞋、滑板车,日常生活中的应用,1、PU软泡FlexiblePU垫材如座椅、沙发、床垫等吸音材料开孔的聚氨酯软泡具有良好的吸声消震功能，可用作室内隔音材料；织物复合材料垫肩、文胸海绵、化妆棉；玩具2、
3、PU硬泡RigidPU 冷冻冷藏设备如冰箱、冰柜、冷库、冷藏车等，聚氨酯硬泡是冷冻冷藏设备的最理想的绝热材料；工业设备保温如储罐、管道等；建筑材料在欧美发达国家，建筑用聚氨酯硬泡占硬泡总消耗量的70%左右，是冰箱、冰柜等硬泡用量的一倍以上；在中国，硬泡在建筑业的应用还不像西方发达国家那样普遍，所以发展的潜力非常大；交通运输业如汽车顶篷、内饰件（方向盘、仪表盘）等；仿木材高密度（密度300700kg/m3）聚氨酯硬泡或玻璃纤维增强硬泡是结构泡沫塑料，又称仿木材，具有强度高、韧性好、结皮致密坚韧、成型工艺简单、生产效率高等特点，强度可比天然木材高，密度可比天然木材低，可替代木材用作各类高档制品。灌
4、封材料例如防水灌浆材料、堵漏材料、屋顶防水材料 花卉行业PU花盆、插花泥等,（二）聚氨酯品种分类及应用领域,各种聚氨酯材料的具体应用,3、PU半硬泡Semi-rigidPU 吸能性泡沫体吸能性泡沫体具有优异的减震、缓冲性能，良好的抗压缩负荷性能及变形复原性能，其最典型的应用是用于制备汽车保险杠；自结皮泡沫体（IntegralSkinFoam）用于制备汽车方向盘、扶手、头枕等软化性内功能件和内部饰件。自结皮泡沫制品通常采用反应注射模塑成型（ReactionInjectionMoulding，简称RIM）加工技术；微孔弹性体聚氨酯微孔弹性体最典型的应用是用于制鞋工业。4、聚氨酯弹性体（PUElas
5、tomers）浇注型聚氨酯弹性体（简称CPU）是聚氨酯弹性体中应用最广、产量最大的一种；热塑型聚氨酯弹性体（简称TPU）热塑型聚氨酯弹性体约占聚氨酯弹性体总量的25%左右；混炼型聚氨酯弹性体（简称MPU）占聚氨酯弹性体总量的10%左右。,各种聚氨酯材料的具体应用,（二）聚氨酯品种分类及应用领域,5、聚氨酯鞋底料（ShoeSole）优点：密度低，质地柔软，穿着舒适轻便；尺寸稳定性好，储存寿命长；优异的耐磨性能、耐挠曲性能；优异的减震、防滑性能；较好的耐温性能；良好的耐化学品性能等等。应用：高档皮鞋、运动鞋、旅游鞋等。6、聚氨酯浆料 对于浆料来讲，像甲苯、DMF的价格的变动很大程度上影响了浆料的成
6、本，原因很简单用量所占比重大。聚氨酯浆料用作涂层制备聚氨酯合成革、人造革。真皮的行情很容易受动物（牛、羊、猪等行情的影响，疯牛病）。,各种聚氨酯材料的具体应用,（二）聚氨酯品种分类及应用领域,干法聚氨酯浆料溶剂大都是用甲苯、丁酮/不环保湿法聚氨酯浆料DMF用水抽提（原因是DMF与水有无限的溶解性）/比较环保,7、聚氨酯纤维（Spandex，简称氨纶）氨纶的优异性能：突出的高回弹性/优异的抗张强度、抗撕裂强度；耐候、耐紫外线照射能力强；耐化学品、耐洗涤；与染料的亲和性好。纺织品使用形式主要有四种：裸丝、包芯纱、包覆纱、合捻线。8、聚氨酯涂料（PUCoatings）应用领域主要有：飞机、船舶、车辆
7、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。,各种聚氨酯材料的具体应用,（二）聚氨酯品种分类及应用领域,水性聚氨酯涂料是溶剂型涂料的主要替代品之一。,（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。,9、聚氨酯胶粘剂（PUAdhesives）强极性和化学活泼性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；优异的抗剪切强度和抗冲击特性适用于各种结构性粘合领域，并具备优异的柔韧特性；优异的橡胶特性能适应不同热膨胀系数基材的粘合，它在基材之
8、间形成具有软-硬过渡层，不仅粘接力强，同时还具有优异的缓冲、减震功能；低温和超低温性能超过所有其他类型的胶粘剂；水性聚氨酯胶粘剂水性聚氨酯胶粘剂具有低VOC含量、低或无环境污染、不燃等特点，是聚氨酯胶粘剂的重点发展方向。,各种聚氨酯材料的具体应用,（二）聚氨酯品种分类及应用领域,10、聚氨酯密封胶（PUSealants）聚氨酯密封胶 硅酮密封胶 高档密封胶的三大品种 聚硫密封胶在建筑方面的应用门窗、玻璃等的填充密封；在土木方面的应用高速公路、桥梁、飞机跑道等的嵌缝密封；在汽车方面的应用车窗（主要是风挡玻璃）的装配密封。,各种聚氨酯材料的具体应用,（二）聚氨酯品种分类及应用领域,1）性能可调范围
9、宽、适应性强（2）耐磨性能好；（3）机械强度大；（4）粘接性能好；（5）弹性好，具有优良的复原性，可用于动态接缝；（6）低温柔性好；（7）耐候性好，使用寿命长达1520年；（8）耐油性好；（9）耐生物老化；（10）价格适中。,优良特性,（三）聚氨酯合成工艺和原料,聚醚多元醇,聚氧化丙烯多元醇,聚四氢呋喃醚多元醇,聚氨酯泡沫塑料,（三）聚氨酯合成工艺和原料,有机氧化物和呋喃类环状化合物：环氧丙烷、环氧乙烷、环氧氯丙烷、四氢呋喃等;起始剂：含羟基的低分子化合物和含氨基或含羟基、氨基的低分子化合物。常用的有丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷、乙二胺季戊四醇、木糖醇、三乙烯二胺、山梨醇、蔗糖、双酚A、双酚S、
10、三（2-羟乙基）异氰酸酯、甲苯二胺等；使用芳香族或杂环系多元醇或多元胺起始剂时，会在聚醚多元醇结构中引入上述结构，它能使生成的聚氨酯材料具有较好的尺寸稳定性，耐热、耐燃。这类起始剂常用的有双酚A、双酚S、三（2-羟乙基）异氰酸酯、甲苯二胺等。起始剂品种的变化，可以合成不同官能度、不同化学结构和不同功能的聚醚多元醇，以适应聚氨酯制品的多样性变化和性能要求。催化剂阴离子型、阳离子型、金属络合型，聚氨酯工业中常用的是阴离子型催化剂的碱金属氢氧化物和阳离子催化剂的路易斯酸。前者用于制备低分子量的普通聚醚多元醇，后者用于制高分子量的聚醚多元醇及四氢呋喃开环共聚合特种聚醚多元醇。金属类络合催化剂用于合成超
11、高分子量的聚醚多元醇，聚氨酯用聚醚多元醇的合成仅有少量应用。最常是氢氧化钾。,聚醚多元醇的主要原料,（三）聚氨酯合成工艺和原料,聚醚多元醇的合成方法,原料的预处理,开环聚合反应,后处理工序,通常先将起始剂和催化剂进行预混合，生成金属金属烃氧化物，经真空脱水后加到反应釜中。,该反应为放热反应，必须及时移走反应热；为防止氧化反应，反应前必须通入干燥氮气。,主要包括中和、吸附、脱水、过滤、精馏等单元。,（三）聚氨酯合成工艺和原料,常用聚醚多元醇的种类,（三）聚氨酯合成工艺和原料,常用聚醚多元醇的种类,（三）聚氨酯合成工艺和原料,常用聚醚多元醇的种类,（三）聚氨酯合成工艺和原料,常用聚醚多元醇的种类,
12、（四）聚氨酯发展与展望篇,引言：近30年来，世界聚氨酯工业发展非常迅速，已成为化学工业中增长最快的行业，而中国将成为推进世界聚氨酯工业发展的重要动力。我国聚氨酯泡沫塑料工业发展至今已有40余年，目前的年产量已达40万吨，占聚氨酯总产量的60%以上。其中软泡聚氨酯年产量为26万吨，硬泡聚氨酯为16万吨。,增长了约50%,增长了约9倍,（四）聚氨酯发展与展望篇,聚氨酯（PU）是世界六大发展的合成材科之一，其工业发展较快，过去5年始终保持6的年均增长率。就其应用广度而言，已跃居诸种合成材料的首位。而中国这一具有巨大潜力的市场，在吸收了世界水平的技术和规模装置后，必将成为世界聚氨酯工业发展的动力源。,
13、一.全球聚氨酯发展现状与趋势,20世纪70年代,110万吨,21世纪,900万吨,我国聚氨酯产品年产量,2000年已近100万吨,1996年60多万吨,全球聚氨酯产能,异氰酸酯和多元醇存在着技术壁垒技术垄断:巴斯夫、亨斯迈、拜耳收购、兼并、控股大型聚氨酯跨国垄断公司 集约化技术含量并不高的聚氨酯加工制品及发泡剂、密封剂等产品，商业化已非常成熟 生产商为了占领市场不得不降低价格，较大的企业则通过扩大产能、实现规模效益来降低成本，中小型企业则不得不通过整合提高其市场竞争力,（四）聚氨酯发展与展望篇,一.全球聚氨酯发展现状与趋势 集约化和规模化,开发全新的CFC发泡剂替代物已成为各大公司和科研机构研
14、究的重点。降低VOC和中间体游离TDI技术的研究可降解回收的聚氨酯材料的研制喷涂聚脲弹性体技术等 保护环境、促进经济可持续发展,（四）聚氨酯发展与展望篇,一.全球聚氨酯发展现状与趋势 开发新产品、拓展新用途,（四）聚氨酯发展与展望篇,二.中国成为世界的焦点 发展现状与困难,为什么都看好中国？,中国经济发展成就突出市场巨大的潜力以及入世带来的商机,加快寻找氟利昂发泡剂替代品的步伐 开发高阻燃性、低烟雾聚氨酯泡沫塑料 加强结构发泡和高承载泡沫塑料的研制和推广应用,出路在,用聚氨酯轮胎代替橡胶轮胎是近几年来世界轮胎业的发展方向汽车工业同时对汽车涂料质量和品种提出了更高的要求，使用聚氨酯涂料已广泛普及 成熟的水性聚氨酯将普及推广，最终取代溶剂型产品 聚氨酯的回收利用,（四）聚氨酯发展与展望篇,二.中国成为世界的焦点 发展现状与困难,
