芳香族聚氨酯乳液的生产要求评估.doc

聚氨酯乳液的应用聚氨酯乳液的市场一直在持续的发展，这是因为他们多样的性能和极低的挥发性化学物的含量。在聚氨酯中的氨酯官能团能够互相形成氢键，这些氢键互相影响的结果就是形成一个物理性能较好的硬段。而其他的部分，比如说柔软的多元醇链，可以看做是软段。 在室温的情况下， 柔软的部分被认为是具有橡胶的弹性性质，而硬段则是表现为刚性。另外，在保护环境和人身健康方面， 聚氨酯乳液的出现避免了聚氨酯的直接的挥发而且只含有少量的容剂，因此他们基本不会挥发出有害的化学物质。 不仅低的挥发性而且其杰出的性能导致聚氨酯乳液广泛应用在涂料和粘合剂的领域中， 空气风干或红外射线固化的聚氨酯乳液可以广泛结合在不同的基质上。特别的化学和表面性能赋予他们了优秀的湿润能力和突出的物理结合。 聚氨酯乳液可以作为粘合剂应用在鞋根，汽车仪表盘的粘接等等等等。 也可以作为涂料应用在地板涂层，塑料涂层和重型防护涂料，还可以作为密封胶在建筑工程中使用。不用混合 ， 材料廉价， 溶剂有害，芳香族聚氨酯乳液的生产要求评估（批次非流水型-batch method）生产商和科学家决定生产大规模芳香族聚氨酯乳液（aromatic PUDs）的主要动力来源于其极低的原材料价格 （比现市场占主流的脂肪族聚氨酯便宜5倍左右）。 本项目的目标就是为了研究使用前聚物混合加工分批生产模式（the prepolymer mixing process in the batch）合成APUDs的可能性。生产的安全程度以及极高的芳香族异氰酸酯反应活性是生产APUDs的主要限制因素。 为了相对降低高活性NCO基团对聚合和分散两个部分的影响，本项目从以下几个方面进行了探索： 多元醇和异氰酸酯的类型 理论NCO基团含量 链增长剂的类型 轻水活性基团的使用量和中和程度 溶剂的类型和使用量 表面活性剂的使用和固体含量 温度控制 前聚物和链增长剂的添加速度生产的要求和限制已从对这些因素的研究中得出， 这极大的优化芳香族聚氨酯乳液的生产模式。 研究过程中，稳定乳液的酸碱值，固体含量，颗粒大小和分布，粘度将被表征。固体化后形成的贴膜的 物理机械的性能也会被检测。产品代号酸碱值固体含量(百分比)悬浮颗粒大小(nm)悬浮颗粒分布指数粘度（cp）A6b6.923012260.0424.7A8a7.20321920.3157.5A8b7.552911200.3458.8A9b6.883312680.3019.4A10b6.75371480.0966.6A11a6.712516041.658.0A12-7470.0621.0A14a-16.4A23a7.013411440.1127.8A24a6.663913450.3418.4A25a6.814411000.2261.4A25b6.784411050.7565.3A25d6.784511980.45181.5A266.765011540.1463.4A276.85401971.0230.2Table 1 部分稳定芳香族聚氨酯乳液的性能主要用途由于聚氨酯含有强极性氨基甲酸酯基团，调节配方中NCO/OH的比例，可以制得热固性聚氨酯和热塑性聚氨酯的不同产物。按其分子结构可分为线型和体型两种。体型结构中由于交联密度不同，可呈现硬质、软质或介乎两者之间的性能，具有高强度、高耐磨和耐溶剂等特点。在高铁防水施工中，通常使用以“聚脲材料”做成的涂层。它不仅具有优异的耐磨性、抗冲性、抗开裂、耐紫外线以及耐高低温性能，而且在施工效率极高，一次施工即可达到设计厚度，还不受环境温度、湿度影响，可在任意曲面、斜面及垂直面上快速喷涂成型，完全满足了无碴轨道的苛刻要求，而生产聚脲材料的主要原料便是聚氨酯。根据所用原料的不同，可有不同性质的产品，一般为聚酯型和聚醚型两类。可用于制造塑料、橡胶、纤维、硬质和软质泡沫塑料、胶粘剂和涂料等。聚氨酯材料可用在国民生活的各个领域，应用范围非常广。下面列举出部分具有一定代表性的产品做简要介绍。聚氨酯泡沫材料。分为硬质聚氨酯泡沫、半硬质聚氨酯泡沫和软质聚氨酯泡沫材料。硬质聚氨酯泡沫主要用于建筑隔热材料、保温材料（管道设施等的保温隔热）、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），以及运输工具（汽车、飞机、铁路车辆的坐垫、顶棚等材料）。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。聚氨酯防水材料。聚氨酯防水材料的使用相当方便，可在现场混合、涂布后进行常温湿气固化，即可得到具有无接缝、橡胶弹性并具有良好性能的防水层。且损坏后易修复。一般用作铺地材料、田径场跑道材料、赛马场、公园地面材料、隔热窗框等。聚氨酯涂料。聚氨酯涂料具有强的黏合性，涂膜具有优良的耐磨性、耐水性及耐药品性等。主要用于家具涂料、建材涂料和工业印刷油墨等。聚氨酯胶黏剂。可以通过调节异氰酸酯和多元醇的配比来实现对固化物性能的调节，使其达到对基材的高度黏合性、优良的耐水性、耐油性以及耐化学药品性。聚氨酯胶黏剂主要用于包装、建筑、木材、汽车、制鞋等行业。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。1行业发展纵观世界范围，西方发达国家聚氨酯行业早已进入成熟发展时期，进入创新研究发展阶段；亚洲市场增长迅速，众多跨国化工企业已将业务重点和研发中心纷纷转移至亚洲甚至中国市场；中东地区聚氨酯市场发展尚处起步阶段。总的来说，由于近十几年国民经济的高速发展，中国聚氨酯工业，包括从基本原料到制品和机械设备，已具有相当的规模。2005年中国聚氨酯产量约300万吨，产值约600亿元，比2001年的122万吨、约200亿元分别增长了146%和200%，产量年均增长率高达25%，产值年均增长率在30%以上。2005年，中国消费了51万吨MDI、36万吨TDI和88.9万吨聚醚多元醇。随着聚氨酯的广泛应用，其原料的需求也大幅增长。目前，已有众多中外企业涉足聚氨酯行业，如烟台万华、上海华谊、高桥石化、上海氯碱化工、北方化学、上海联景集团等均占有自己的一席之地，而国外聚氨酯企业包括拜耳、巴斯夫、亨斯迈、陶氏化学、GE、科聚亚、德固赛等知名公司也有一定的市场，中国市场的诱惑力更吸引了马来西亚、印度、日本、韩国等国的客户和厂商。近十年来，虽然中国聚氨酯的年均增长率为GDP的两倍，但中国人均聚氨酯的消费量仍未达到世界平均水平。2004年中国人均MDI的消费量为0.35千克，而世界平均水平为0.51千克。按人均GDP发展和聚氨酯增长率推算，中国聚氨酯产业仍处于快速增长时期。未来中国聚氨酯工业的发展将主要受五大方面的拉动，即人口总量、汽车工业、建筑节能、环保要求的提高以及休闲娱乐业。“十一五”期间中国PU产品消费量，将保持15%的年平均增长率，届时，中国将是全球最大PU产品制造和消费中心。中国聚氨酯行业发展前景简析2010年以来，受全球经济不稳定因素影响，国内聚氨酯市场持续低迷，出口不畅，产能过剩问题突出。但随着国家利好政策的出台，通过产业结构调整、疏通下游、拓展