聚氨脂

聚氨脂

新興有機高分子材料
聚氨酯(polyurethane)是一種高分子材料,一種新興的有機高分子材料,被譽為“第五大塑料”。其在日常生活中的應用廣泛,如家具中的油漆和塗料,家用電器中的冰箱和冷櫃,建築業中的屋頂防水保溫層和内外牆塗料等。還可以做成各種聚氨酯材料如聚氨酯鞋底、聚氨酯纖維、聚氨酯密封膠等。總體來說聚氨酯制品性能可調範圍寬、适應性強、耐生物老化、價格适中。
    中文名:聚氨脂 外文名:Casting Polyurethane 别名:pu 化學式: 分子量: CAS登錄号: EINECS登錄号: 熔點: 沸點: 水溶性: 密度: 外觀: 閃點: 應用:家具業、建築業、交通業、制鞋制革業、體育等行業 安全性描述: 危險性符号: 危險性描述: UN危險貨物編号: CN危險貨物編号: 優點:性能可調範圍寬、适應性強;耐磨性能好;機械強度大;粘接性能好;彈性好,具有優良的複原性,可用于動态接縫;低溫柔性好;耐候性好,使用壽命長達15~20年;耐油性好;耐生物老化;價格适中。 缺點:阻燃性能差;燃燒時易産生有毒氣體

基本概述

聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡稱,英文名稱是polyurethane,它是一種高分子材料。聚氨酯是一種新興的有機高分子材料,被譽為“第五大塑料”,因其卓越的性能而被廣泛應用于國民經濟衆多領域。

聚氨酯可廣泛應用于水基、溶劑型以及熱熔膠黏合劑。此外,聚氨酯可以是熱塑性的或易反應的,也可以是單成分或是雙成分的系統。氨基甲酸酯的化學性質決定了聚氨Chemicalbook酯的通用性和差異性。聚氨酯主要是由異氰酸酯和醇通過縮聚反應而得到的,并且有可能是聚異氰酸酯和羟基化合物(包括多元醇)通過聚合反應形成的,如聚酯和聚醚。

聚氨酯材料,用途非常廣,可以代替橡膠,塑料,尼龍等,用于機場,酒店,建材,汽車廠,煤礦廠,水泥廠,高級公寓,别墅,園林美化,彩石藝術,公園等。

優缺點

優點

(1)性能可調範圍寬、适應性強;

(2)耐磨性能好;

(3)機械強度大;

(4)粘接性能好;

(5)彈性好,具有優良的複原性,可用于動态接縫;

(6)低溫柔性好;

(7)耐候性好,使用壽命長達15~20年;

(8)耐油性好;

(9)耐生物老化;

(10)價格适中。

其環保性并非看名稱而看其遊離污染物質的含量,以及其産品的穩定性,無法一概回答。

缺點

這種材料缺點在于其阻燃性能差,燃燒速度快且過程中會産生過度溶滴,容易導緻火勢加速蔓延。并且,聚氨酯在燃燒時還會産生更多的有毒氣體,以一氧化碳(CO)為主。

用途

家具業

家具家居

1、油漆;

2、塗料;

3、粘合劑;

4、沙發;

5、床墊;

6、座椅扶手;

7、外牆保溫材料

家用電器

1、電器絕緣漆;

2、電線電纜護套;

3、冰箱、冷櫃、消毒櫃、熱水器等保溫層;

4、洗衣機電子器件防水灌封膠

建築業

1、密封膠;

2、粘合劑;

3、屋頂防水保溫層;

4、冷庫保溫;

5、内外牆塗料;

6、地闆漆;

7、合成木材;

8、跑道;

9、防水堵漏劑;

10、塑膠地闆

交通行業

1、飛機、汽車内飾件座椅,扶手,頭枕,門内闆,儀表盤,方向盤,保險杠,減震墊,擋泥闆;

2、地毯襯裡,油漆;

3、保溫絕緣部件、管路;

4、密封墊圈;

5、防滑鍊

制鞋制革業

1、鞋内、外底;

2、粘合劑;

3、皮革整飾劑;

4、人造革、合成革塗層

體育行業

1、塑膠運動場地(包括籃球、排球、羽毛球、網球場地、跑道的鋪設);

2、運動服裝(舞蹈服、泳衣、舞蹈服);

3、運動鞋;

4、滑闆車

具體應用

PU軟泡Flexible PU

墊材:如座椅、沙發、床墊等,聚氨酯軟泡是一種非常理想的墊材材料,墊材也是軟泡用量最大的應用領域;

吸音材料:開孔的聚氨酯軟泡具有良好的吸聲消震功能,可用作室内隔音材料;

織物複合材料:墊肩、文胸海綿、化妝棉;玩具

PU硬泡Rigid PU

冷凍冷藏設備:如冰箱、冰櫃、冷庫、冷藏車等,聚氨酯硬泡是冷凍冷藏設備的最理想的絕熱材料;

工業設備保溫:如儲罐、管道等;

建築材料:在歐美發達國家,建築用聚氨酯硬泡占硬泡總消耗量的70%左右,是冰箱、冰櫃等硬泡用量的一倍以上;在中國,硬泡在建築業的應用還不像西方發達國家那樣普遍,所以發展的潛力非常大;

交通運輸業:如汽車頂篷、内飾件(方向盤、儀表盤)等;

仿木材:高密度(密度300~700kg/m3)聚氨酯硬泡或玻璃纖維增強硬泡是結構泡沫塑料,又稱仿木材,具有強度高、韌性好、結皮緻密堅韌、成型工藝簡單、生産效率高等特點,強度可比天然木材高,密度可比天然木材低,可替代木材用作各類高檔制品。

灌封材料:例如防水灌漿材料、堵漏材料、屋頂防水材料

花卉行業:PU花盆、插花泥等

PU半硬泡Semi-rigid PU

吸能性泡沫體:吸能性泡沫體具有優異的減震、緩沖性能,良好的抗壓縮負荷性能及變形複原性能,其最典型的應用是用于制備汽車保險杠;

自結皮泡沫體(Integral Skin Foam):用于制備汽車方向盤、扶手、頭枕等軟化性内功能件和内部飾件。自結皮泡沫制品通常采用反應注射模塑成型(Reaction Injection Moulding,簡稱RIM)加工技術;

微孔彈性體:聚氨酯微孔彈性體最典型的應用是用于制鞋工業。

聚氨酯彈性體(PU Elastomers)

澆注型聚氨酯彈性體(簡稱CPU):是聚氨酯彈性體中應用最廣、産量最大的一種;

熱塑型聚氨酯彈性體(簡稱TPU):熱塑型聚氨酯彈性體約占聚氨酯彈性體總量的25%左右;

混煉型聚氨酯彈性體(簡稱MPU):占聚氨酯彈性體總量的10%左右。

用途:實心輪胎;印刷、輸送膠輥;壓型膠輥;油封、墊圈球節、襯套軸承;O型圈;撐墊;鞋底、後根、包頭;襯裡;齒輪等,不同應用領域,選擇的彈性體的硬度範圍不同。

實際應用:

(1)在礦山、冶金等行業的應用:篩闆、搖床等

(2)在機械工業方面的應用:膠輥、膠帶、密封件等;

(3)在汽車工業方面的應用:油管、輪胎、密封圈等;

(4)在輕工業方面的應用:聚氨酯鞋底料、聚氨酯合成革、聚氨酯纖維;

(5)在建築工業方面的應用:防水材、鋪裝材、灌封材等。

聚氨酯鞋底料(Shoe Sole)

聚氨酯鞋底具有諸多優點:密度低,質地柔軟,穿着舒适輕便;尺寸穩定性好,儲存壽命長;優異的耐磨性能、耐撓曲性能;優異的減震、防滑性能;較好的耐溫性能;良好的耐化學品性能等等。

聚氨酯多用于制造高檔皮鞋、運動鞋、旅遊鞋等。

聚氨酯漿料

分為濕法和幹法兩大類,是一種高分子的溶液體系,外觀透明或微濁,固體分含量大約(30-35)%,也就是說其中的(65-70)%是溶劑,簡單的說1噸漿料中含有(650-700)公斤的溶劑,對于幹法來說就是含有這麼多的甲苯和丁酮,甲苯用量大些,因為甲苯的溶解性能較好,對于濕法來說就是含有650-700公斤的純DMF,因此對于漿料來講,像甲苯、DMF的價格的變動很大程度上影響了漿料的成本,原因很簡單用量所占比重大。

聚氨酯漿料用作塗層制備聚氨酯合成革、人造革。聚氨酯合成革具有光澤柔和、自然,手感柔軟,真皮感強的外觀,具有與基材粘接性能優異、抗磨損、耐撓曲、抗老化、抗黴菌性好等優異的機械性能,同時還具備耐寒性好、透氣、可洗滌、加工方便、價格優廉等優點,是天然皮革的最為理想的替代品,廣泛應用于服裝、制鞋、箱包、家具、體育等行業。凡是真皮應用的領域,它都可替代,而且還可應用于真皮無法應用的領域,真皮的行情很容易受動物(牛、羊、豬等行情的影響,瘋牛病)。

幹法聚氨酯漿料:在應用的過程中,靠加熱蒸發将漿料中的溶劑蒸發掉,溶劑大都是用甲苯、丁酮,蒸發掉的溶劑無法回收,不僅污染環境,而且還造成了不必要的浪費。

濕法聚氨酯漿料:由于加工過程采用的是将DMF用水抽提(原因是DMF與水有無限的溶解性),比較環保,而且生産出的合成革具有良好的透濕、透氣性能,手感柔軟、豐滿、輕盈,更富于天然皮革的風格和外觀,因此發展速度極為驚人。

聚氨酯纖維(Spandex,簡稱氨綸)

氨綸的優異性能:突出的高回彈性,氨綸的高回彈性是目前所有彈性纖維都無法比拟的,它的斷裂伸長率大于400%,最高可達800%,即使在300%拉伸形變時,回彈回複率仍在95%以上;優異的抗張強度、抗撕裂強度;耐候、耐紫外線照射能力強;耐化學品、耐洗滌;與染料的親和性好。

氨綸已被廣泛應用于紡織品中,是一種高附加值的新型紡織材料,其使用形式主要有四種:裸絲、包芯紗、包複紗、合撚線。如絲襪、泳衣、舞蹈衣、萊卡(純棉包複氨綸絲)、服裝等,在傳統紡織品中,隻需加入不到10%數量的氨綸,就可以使傳統織物的檔次大為提高,顯示出柔軟、舒适、美觀、高雅的風格。

聚氨酯塗料(PU Coatings)

聚氨酯塗料的應用領域主要有:飛機、船舶、車輛塗裝;木材、塑料、橡膠、皮革的表面塗裝;建築物塗裝;防腐塗裝,等等。

水性聚氨酯塗料:以水為主要介質,具有低VOC含量、低或無環境污染、施工方便等特點,是溶劑型塗料的主要替代品之一。已在許多領域得到廣泛的應用,如:(1)木器漆及木地闆漆;(2)紙張塗層;(3)建築塗料;(4)皮革塗層;(5)織物塗層,等等。

聚氨酯膠粘劑(PU Adhesives)

聚氨酯膠粘劑中含有很強極性和化學活潑性的—NCO—(異氰酸根)、—NHCOO—(氨基甲酸酯基團),與含有活潑氫的基材,如泡沫、塑料、木材、皮革、織物、紙張、陶瓷等多孔材料,以及金屬、玻璃、橡膠、塑料等表面光潔的材料都有優良的化學粘接力;

具備優異的抗剪切強度和抗沖擊特性,适用于各種結構性粘合領域,并具備優異的柔韌特性;

聚氨酯膠粘粘劑具備優異的橡膠特性,能适應不同熱膨脹系數基材的粘合,它在基材之間形成具有軟-硬過渡層,不僅粘接力強,同時還具有優異的緩沖、減震功能;

聚氨酯膠粘劑的低溫和超低溫性能超過所有其他類型的膠粘劑;

水性聚氨酯膠粘劑:水性聚氨酯膠粘劑具有低VOC含量、低或無環境污染、不燃等特點,是聚氨酯膠粘劑的重點發展方向。

聚氨酯密封膠(PU Sealants)

密封膠是用來填充空隙(孔洞、接頭、接縫等)的材料,兼備粘接和密封兩大功能。聚氨酯密封膠與矽酮密封膠、聚硫密封膠構成了目前高檔密封膠的三大品種。

聚氨酯密封膠廣泛用于土木建築、交通運輸等行業:

(1)在建築方面的應用:門窗、玻璃等的填充密封;

(2)在土木方面的應用:高速公路、橋梁、飛機跑道等的嵌縫密封;

(3)在汽車方面的應用:車窗(主要是風擋玻璃)的裝配密封。

防水材料

(1)聚氨酯塗膜防水材料具有良好的延伸性和柔韌性,低溫不脆裂,高溫不流淌,耐撕裂性能好,對于因地基下沉、牆體裂縫等建築物變形具有良好的适應性。

(2)聚氨酯防水材料耐磨性能優異,并具有良好的耐候性、耐受性、耐油、耐酸堿性能;它與水泥等基材有優異的粘接能力;使用壽命比傳統瀝青防水材料要長,服務壽命大于10年,而且維護檢修費用低。

(3)聚氨酯防水材料重量輕,能減輕房屋負荷,且局部造型的适應性強,可以自由着色,增加了屋面防水的色彩選擇性。

(4)該防水材料施工中無接縫,且施工簡便。

行業現狀

随着近年來聚氨酯應用領域不斷拓展深化,聚氨酯制品在建築領域、電子設備、新能源和環保等多個領域實現了産銷量的快速增長。數據顯示,2010至2018年聚氨酯的消費量持續增長,2010年我國聚氨酯産品産量為650萬噸,2018年達到1300萬噸,年均複合增長率達9.05%。中商産業研究院預測,2020年我國聚氨酯産量将達1467萬噸。

《石化和化學工業發展規劃(2016-2020年)》提出我國将加快化工新材料等新産品的應用技術開發,注重與終端消費需求結合,突破一批關鍵技術,加快培育新産品市場,在“十三五”期間,着力開發新型高性能聚氨酯擴鍊劑,用于滿足下遊多樣化聚氨酯制品的生産需要。

國家政策鼓勵新型聚氨酯材料的研發生産,同時對環保綠色類型産品予以适當的環保政策傾斜,加快聚氨酯行業轉型升級和提質增效,切實提高制造業的核心競争力和可持續發展能力。聚氨酯擴鍊劑作為聚氨酯制品生産過程中的關鍵領域,受益與上述政策利好,聚氨酯材料及原料制造行業屬于國家重點發展的戰略性新興産業。

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