聚氨酯材料的具体定义

2015年06月25日

聚氨酯(PUR)是由异氰酸酯与多元醇反响而制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复构造单元的聚合物。PUR成品分为发泡成品和非发泡成品两大类,发泡成品有软质、硬质、半硬质PUR泡沫塑料;非发泡成品包含涂料、粘合剂、合成皮革、弹性体和弹性纤维等。PUR资料功能优秀,用处广泛,成品种类多,其间尤以PUR泡沫塑料的用量最为广泛。 
1、工业出产状况 
中国PUR泡沫塑料的出产始于20世纪50年代,首要商品是软质泡沫塑料。PUR泡沫塑料工业开展至今已有40余年,60年代中期,中国开端出产硬质PUR泡沫塑料,首要 
用于船舶、冷库、石油化工管道的保温等。到70年代中期,出产厂家仅有10余家,出产才能约1.5万t/a,实践年产值约3 kt。80年代是中国PUR泡沫塑料高速增加的期间,成品产值不断增加,年增加率达25%。90年代,中国PUR根本质料、助剂及成品得到了疾速开展,引入了180~200套领先的发泡设备,大幅度提高了泡沫塑料成品的出产才能和年产值,使出产才能提高到20万t/a以上,PUR泡沫塑料的年均增加率为20% ~30% 。1994年实践产值约10万t,其间软质泡沫塑料约6万t,硬质泡沫塑料约4万t。1999年中国PUR泡沫塑料产值已到达19.5万t,其间软质泡沫塑料12万t,硬质泡沫塑料7.5万t。2001年中国PUR泡沫塑料的产值已到达55万t,占PUR总产值的60%以上,其间软质泡沫塑料为35万t,硬质泡沫塑料为20万t。2002年中国PUR泡沫塑料产值(规划以上公司)到达66.84万t,创历史新高,同比增加21.5% ,是各类塑料成品中增加较快的一类,其产值约占塑料成品总产值的5.3%。2003年中国PUR泡沫塑料的产值到达近8O万t。 
泡沫塑料是塑料成品中的首要种类,种类繁多,在工业、农业、修建业和平时日子中具有广泛的用处。跟着石油化工和塑料成品业的迅速开展,中国PUR泡沫塑料的产值增加较快,依据哥本哈根国际会议禁用氟利昂发泡剂的抉择,中国有必要加速寻觅其代替品的脚步,尽早完结悉数代替。一起要开发高阻燃性、低烟雾PUR泡沫塑料,加强构造发泡和高承载PUR泡沫塑料的研发和推广使用,为各职业在新世纪的开展供给有力的支持和保证。 
现在中国有PUR泡沫塑料出产公司近300家,大多数为小型公司。2002年产值在5 kt以上的PUR公司有11家;超越10万t的PUR公司仅有2家。2002年无锡市兴达泡塑新资料有限公司的PUR泡沫塑料产值到达18.58万t,约占全国总产值的27.8% ,居全国首位;其次是宁波新桥化工有限公司.2002年的PUR产值为lO.06万t,约占全国总产值的15.1% 。 
从质料产值来看,跟着90年代中国万吨级大型异氰酸酯和聚醚设备的引入,中国PUR工业步入了疾速开展期间。至1998年PUR质料产值达29.8万t,成品总产值达65万t。1989~1998年间PUR质料产值的年均增加率达28%,PUR成品的年均增加率达23% ,质料和成品种类别离增加到200多种,品质、使用规模、科研开发水平缓才能全部提高,有些接近或到达国际水平。2001年PUR质料产值为43万t,PUR成品产值到达100万t。PUR工业系统已开始构成。 
德国化工巨子巴斯夫公司正与亨斯迈公司、日本聚氨酯公司及中国5家厂商一起合资在上海建造出产才能到达16万t/a的二苯甲烷一4,4 二异氰酸酯(MDI)新厂,现在已进入施行期间,行将投产。该项目包含配套的硝基苯和苯氨工厂及有关的聚氨酯合资公司。别的,巴斯夫公司还将与中国公司合资兴建年产13万t的甲苯二异氰酸酯(TDI)工厂。 
中国在PUR泡沫塑料出产技能和商品种类方面也取得较大开展。软质块状PUR泡沫塑料从拱顶法发泡改为平顶法发泡和笔直发泡,提高了泡沫塑料的利用率,减少了废料,并且种类日趋多元化,除不一样密度与硬度的系列商品外,还可进一步加工制得复合泡沫塑料、多层贴合泡沫塑料、功用泡沫塑料,如黑色泡沫塑料、吸音泡沫塑料、阻燃泡沫塑料、抗静电泡沫塑料、防辐射泡沫塑料、家庭洗涤用仿天然海绵泡沫塑料、网状泡沫塑料等。跟着中国经济的开展,PUR泡沫塑料的年增加率将以二位数上升,开展方向将集中于低本钱的低密度商品。 
2 、商场需求状况 
PUR泡沫塑料是最首要的PUR成品,其用处广泛,功能优秀:软质PuR泡沫塑料和半硬质PUR泡沫塑料首要用于家私衬垫与装修资料、车用垫材、地毯底衬、服装面料、修建吸音资料、体育垫材,以及床垫和仪器包装资料等方面。其间模塑软质PUR泡沫塑料的首要用处是轿车座椅垫材及摩托车、自行车坐垫等;而硬质PUR泡沫塑料首要用于冰箱、冷库职业作隔热保温资料,占硬质泡沫塑料总花费量的57.5%。中国是世界上最大的冰箱出产国,1998年耗费硬质泡沫塑料8万~10万t,用作石油输送管道、化工贮罐及工业设备的隔热资料占15% ;建材是硬质PUR泡沫塑料的另一较大的使用领域,2000年修建业耗费硬质PUR泡沫塑料达7万t以上。因为中国修建业开展迅猛,用于修建隔热、吸声、装修资料及活动房等的泡沫塑料占10% ;用于交通运输的绝热资料占10% ;其它占7.5% ,其间家私、服装、自行车等耗费量较大。别的中国轿车工业和摩托车工业的开展也为模塑软质PUR泡沫塑料供给了宽广的商场。据专家猜测,因为PUR的可塑性极佳,资料功能实用性强,在轿车中的使用正日益扩展。估计2005年中国(不包含台湾省)轿车工业对PUR的需求量将到达4.41万t,其间轿车和吉普车耗费3.04万t,重型轿车耗费0.3万t,轻型车耗费0.72万t,微型车耗费0.05万t,每辆车平均用量到达14.71 kg。 
中国在这方面与发达国家的不一样点是,国外硬质PUR泡沫塑料首要花费于修建业,占硬质泡沫塑料花费量的50%以上,而中国大多用于冰箱、冷库,用于修建业的保温资料尚处于初始期间。因为轿车和摩托车工业的飞速开展,为PUR泡沫塑料工业的开展供给了机会,其潜在商场也十分宽广。据猜测,现在中国PUR泡沫塑料的需求量已到达80万~100万t/a。。 
3 、技能开展状况 
新技能开发重视环保,作为一个年均增加率长期高于全球经济增加率的产业,PUR工业迅猛开展的气势有赖于其技能的疾速开展及使用领域的不断拓展。在很多新商品的开发中,PUR发泡剂的研讨作业尤为引人关注。依据蒙特利尔协议的请求及修订后的《中国耗费臭氧层物质逐渐筛选国家方案》,泡沫塑料职业应在2010年前完全停止使用氯氟烃类化合物作为发泡剂,2005年前大型PUR泡沫塑料公司完结CFC一11的代替作业。所选用的代替技能大致为:(1)接连环状软质泡沫塑料用二氯甲烷作发泡剂,要联系疾速熟化和液态二氧化碳发泡法;(2)箱式软质泡沫塑料选用二氯甲烷和减压发泡;(3)半硬质泡沫塑料用HFC一141b、戊烷或二氧化碳发泡。因而开发全新的CFC发泡剂代替物已变成各科研机构研讨的要点。 
刘贤明对低发泡技能进行了潜心研讨。邱颜臣等论说了氯氟烃(CFC一11)代替品环戊烷的性质及其制造的硬质PUR泡沫塑料在全无氟绿色冰箱中的使用研讨成果,解决了环戊烷发泡剂易燃、易爆及在聚醚多元醇中溶解性差的疑问。 
关志强等研讨了碳氢发泡新一代代替技能。依据环戊烷一异戊烷发泡制备PUR硬泡技能在冰箱中的使用状况,并从发泡技能及功能上与环戊烷发泡系统进行了对比。 
结果表明,与环戊烷发泡系统比较,环戊烷一异戊烷发泡系统的加工技能性杰出,冰箱发泡灌注量减少了7%,泡沫塑料的密度减小10% ,且尺度稳定性好,密度散布较环戊烷发泡系统均匀。 
苏莉探讨了低密度软质PUR泡沫塑料全水发泡代替氯氟烃的技能道路,结果表明,新的全水发泡配方系统可使软质块状泡沫塑料的密度降至15~20 kg/m ,模塑型泡沫塑料的密度降至25 kg/m3,而其力学功能坚持杰出状况。 
王雄伟对硬质PUR泡沫塑料用4类零臭氧耗费潜值(ODP)发泡剂[水、碳氢化合物、全氯烷、氢氟烃(HFC)]等的发泡特性进行了对比,并侧重以HFC一134a和HFC一356为例介绍了氢氟烃发泡剂在硬质PUR泡沫塑料中的使用。 
从这些研讨结果不难看出,软质泡沫塑料出产中的CFC代替大多以二氯甲烷道路作为过渡。在零ODP代替道路中,以二氧化碳发泡的技能进步最快。当然,也能够用HFC类物质作为零ODP代替,但现在该类物质中的优先挑选目标还未正式工业化,技能经济上还有待进一步评价。选用环戊烷及二氯甲烷发泡能够制得具有杰出皮层的自结皮泡沫塑料商品,但该办法在安全出产方面所需的严厉措施与价值令公司难以普遍承受,新一代的零ODP物质如1,1,1,3,3一五氟丙烷(HCFC一245fa)和1,1,1,3,3-五氟丁烷(HFC一365fmc)可望变成较抱负的最终代替物质。在硬质PUR泡沫塑料方面,关于导热系数请求不是格外严厉的场合,选用全水发泡是一种较为简洁的挑选,关于请求较高的场合(如修建板材)代替疑问对比复杂。在研讨发泡剂的一起,也应在质料的挑选、技能道路的优化及耐性改善等方面进行深入研讨。 
关于硬质PUR泡沫塑料用助剂也有人在研讨,并取得了较好的成果。其间氨类催化剂开展较快,双(二甲氨基乙基)醚已由江苏化工研讨所研发成功并商品化。拂晓化工研讨院也研发成功了这种催化剂并已投产。金坛助剂厂等几家公司出产的Ⅳ,Ⅳ .二甲基环己氨在硬质PUR泡沫塑料中有着广泛的用处。用于模塑发泡的多种新式催化剂(包含推迟催化剂)也已商品化。山西东安化工厂、沧州精细化工实验厂、浙江诸暨市精细化工实业公司、湖北省化工研讨设计院等单位出产的痛苦亚锡中锡的总含量大于28% ,亚锡量大于总锡量的96%。北京埃尔夫阿托归纳稳定剂有限公司是国内最大的二月桂酸二丁基锡的出产厂家。硬质PUR泡沫塑料用的有机硅稳定剂和软质泡沫塑料用的硅一氧碳型泡沫稳定剂也早已工业化。江苏省化工研讨所、上海高桥石化公司化工三厂、浙江大学精细化工厂等公司均有新商品投放商场。中国石化天津分公司研讨院也开发和出产了软质PUR泡沫塑料用泡沫稳定剂(匀泡剂),该商品是(硅树脂/聚氧化烯烃)共聚物,也是软质PUR泡沫塑料的首要助剂。现方案投资2000万元建造1 kt/a的软泡匀泡剂。该软泡匀泡剂的附加值较高,据称其质料本钱约2万元/t,加上其它本钱,总出产本钱不超越2.2万元/t,而现在进口软质PUR软泡匀泡剂的价格为5万元/t。 
在阻燃方面,含氮阻燃剂、胀大型阻燃剂、无机阻燃剂、可胀大石墨阻燃剂等在PUR泡沫塑料的阻燃方面都可表现首要作用,无卤阻燃剂已变成高分子资料阻燃剂开展的干流,得到了蓬勃开展,出现出了不少新商品;但各种新式阻燃剂的阻燃功能和制造技能还不尽完美,应进一步研发开发和改善,以得到符合请求的新式高效无卤阻燃剂。

来源:东莞市东鸿海绵制品厂