聚氨酯弹性体发展现状和应用展望课件.pptx

1、我国我国聚氨酯弹性体发展现聚氨酯弹性体发展现状和应用展望状和应用展望浇注型聚氨酯弹性体浇注型聚氨酯弹性体浇注型聚氨酯弹性体按低聚物多元醇分按多异氰酸酯分按扩链交联剂分按合成工艺分按成型温度分聚酯型聚醚型其它类型聚己二酸酯类聚己内酯类聚碳酸酯类T D I 型MD I 型其它异氰酸酯型醇扩链型胺扩链型醇胺混合扩链型一步法两步法预聚体法半预聚体法热硫化型冷固化型（即常温固化型）重点介绍聚氨酯预聚物和扩链剂聚氨酯预聚物聚氨酯预聚物端异氰酸酯预聚体，端羟基预聚体，含封闭基团的预聚体其他基团如端硅烷基预聚体，端丙烯酸烷基酯的预聚体等按端基种类分 多元醇（聚酯型，聚醚型）异氰酸酯（TDI、MDI、NDI、T

2、ODI、PPDI等）按所用原料种类塑胶跑道，防水涂料，灌封料，密封胶，鞋底原液和浇注型弹性体（包括胶辊用预聚体，筛板用预聚体，片材、棒材用预聚体，耐溶剂刮板用预聚体，灌封胶及杂品用预聚体等）按用途分工艺技术工艺技术分析分析(端端NCONCO基的预聚体基的预聚体)H ORR1O HO C NO C NN C ON C ORR1O O C N HR11NCO/OH2,预聚体是由二异氰酸酯封端的低聚物多元醇和单体二异氰酸酯的混合物。NCO/OH2,预聚体是由二异氰酸酯封端的低聚物多元醇和较多的单体二异氰酸酯的混合物，即所谓的半预聚体法。预聚体粘度很小。此种情况多适于MDI体系和TDI体系的半预聚体法

3、.CH3OCNNHCOONCOOOCNHCH3CH3OCNNHCOOOOCNHCH3NHCOOOOCNHCH3NHOCH3OCNNCOK1R OHCH3OCNNHCOORK2R OHNHCOORCH3COORHN异氰酸酯种类总反应速度比 相对速度比K1K22.4-TDI15.042.05.02.6-TDI5.516.02.4MDI8.020.018.0HDI1.04.24.0IPDI0.32.90.3表2 几种异氰酸酯反应速度常数的比较K1、K2相差越大，其反应选择性则越大。且选择性随温度上升逐渐变小预聚体的贮存预聚体的贮存端异氰酸酯预聚体在室温或低于室温条件下密闭并充氮保护较稳定，如果密封性

4、不好，极易与空气中的水分反应生成脲基并放出二氧化碳气体。在较高温度下储存，预聚体中的NCO基会继续与分子中的活泼氢反应而发生支化和交联形成脲基甲酸酯与缩二脲。NCO+H2O+CO2NHCONHNCO+NHCOONCOOC=ONHNH C NH =NCOONC=ONHCONH扩链扩链剂剂二胺类：MOCA、MCDEA、DMDTA(E-300)、DETDA(E-100)、MOEA、封闭型二胺扩链剂31DA.二醇类：BDO、HQEE、HER醇胺类：TEOA、TIPA国内外现状国内外现状随着社会分工的精细化及专有技术的发展，国随着社会分工的精细化及专有技术的发展，国外预聚体已逐步从一个中间体分化成一个市

5、售外预聚体已逐步从一个中间体分化成一个市售产品。随着规模的逐步扩大，成本降低，产品。随着规模的逐步扩大，成本降低，品种品种多样化多样化，市场的需求，而逐渐形成了市场。，市场的需求，而逐渐形成了市场。国际：国际：美国美国科聚亚、科聚亚、HuntsmanHuntsman、MobayMobay、Ucc Ucc、Witco Witco、德国德国BayerBayer、法国博雷，澳大利亚的法国博雷，澳大利亚的ERAERA聚合物公聚合物公司司国内：山东一诺威、黎明化工研究院、国内：山东一诺威、黎明化工研究院、万华化学、淄博华天、淄博恒久等万华化学、淄博华天、淄博恒久等公司 预聚体：预聚体：MDIMDI、TD

6、I TDI、IPDI IPDI、HDIHDI、XDI XDI、耐溶剂型、抗静电耐溶剂型、抗静电型、耐热型、以及特殊规格的预型、耐热型、以及特殊规格的预聚体。聚体。扩链剂：扩链剂：MOCAMOCA、DMTDADMTDA、DETDADETDA、HQEEHQEE产品浇注型浇注型PUPU弹性体制品弹性体制品应用应用领域领域汽车汽车工业工业纺织纺织工业工业矿产矿产业业印刷印刷业业造船造船业业造纸造纸业业聚氨酯胶辊和胶轮筛板密封件聚氨酯轮胎纺织用聚氨酯皮辊硅油、聚四硅油、聚四氟乙烯粉、氟乙烯粉、石墨、二硫石墨、二硫化钼化钼问题：界面结合和沉降添加添加型型含氟、硅二元含氟、硅二元醇反应到聚氨醇反应到聚氨酯链

7、段上对聚酯链段上对聚氨酯进行改性氨酯进行改性Solvay Solexis公司（Fluorolink D10H和 FluorolinkE10H）接枝接枝型型1.低摩擦系数的聚氨酯弹性体接枝型可改善聚氨酯的表面性能如磨损性能以及防水、防油和防污性能，降低摩擦系数、提高耐热性能和疏水性。2.2.阻燃型聚氨酯弹性体阻燃型聚氨酯弹性体提高聚氨酯阻燃性能通用的方法是在聚氨酯中加入阻燃剂提高聚氨酯阻燃性能通用的方法是在聚氨酯中加入阻燃剂添加型添加型液体阻燃剂，通用的阻燃剂有TCEP、TCPP、DMMP等磷酸酯类阻燃剂本身耐水解性能不佳，尤对聚氨酯弹性体的水解稳定性造成影响反应型反应型含磷多元醇、卤代芳香族多

8、元醇、卤代脂肪族多元醇影响结晶性如硬度降低、拉伸强度变差、透明性能提高等3.3.耐热性聚氨酯弹性体耐热性聚氨酯弹性体耐热性聚氨酯弹性体一直是业界研发的重点、难点和热耐热性聚氨酯弹性体一直是业界研发的重点、难点和热点。改善聚氨酯弹性体的耐热性，应从提高其耐热温度点。改善聚氨酯弹性体的耐热性，应从提高其耐热温度和减小内生热两个方面考虑和减小内生热两个方面考虑软段多元醇多为聚己内酯多元醇和聚碳酸软段多元醇多为聚己内酯多元醇和聚碳酸酯多元醇酯多元醇硬段为MDI、NDI、TODI、MCDEA、HQEE等4.4.高阻尼聚氨酯弹性体高阻尼聚氨酯弹性体阻尼材料是一种能吸收振动机械能并将之转化为热能而耗散的新型

9、阻尼材料是一种能吸收振动机械能并将之转化为热能而耗散的新型功能材料。高分子阻尼材料具有阻尼温域宽、阻尼因子高的特点。功能材料。高分子阻尼材料具有阻尼温域宽、阻尼因子高的特点。聚氨酯聚氨酯(PU)(PU)作为阻尼材料的优势在于可以通过改变软硬段的结构作为阻尼材料的优势在于可以通过改变软硬段的结构和调节软硬段的比例而获得宽温域、高性能的阻尼材料。和调节软硬段的比例而获得宽温域、高性能的阻尼材料。1 是是改变高聚物的大分子结构。通过接枝、嵌段等方法来改改变高聚物的大分子结构。通过接枝、嵌段等方法来改变分子链的刚性结构变分子链的刚性结构,调节主链与侧链上刚性链与柔性链的不调节主链与侧链上刚性链与柔性链

10、的不同配比同配比;2 2 是是互穿聚合物网络互穿聚合物网络(IPN)(IPN)技术技术,可以通过网络互穿和链缠绕效可以通过网络互穿和链缠绕效应有效地控制高分子共混物组分间的相容性应有效地控制高分子共混物组分间的相容性,拓宽阻尼温域。拓宽阻尼温域。用途广泛，制成的胶垫、密封用途广泛，制成的胶垫、密封件、套环、缓冲件、轴封等具件、套环、缓冲件、轴封等具有很好的阻尼作用，用于各种有很好的阻尼作用，用于各种精密设备、医疗器械、日用品、精密设备、医疗器械、日用品、办公用品和电子计算机办公用品和电子计算机阻尼性能好，而且机阻尼性能好，而且机械强度高、回弹率高、械强度高、回弹率高、尺寸稳定性好、耐多尺寸稳定

11、性好、耐多种溶剂及臭氧、紫外种溶剂及臭氧、紫外线线5 5聚氨酯复合材料聚氨酯复合材料任何一种单一的材料是无法满足环境和工况对各种性能的要求的，所以复合材料的研究一直为业界所关注并为之努力。浇注型聚氨酯的液体性质为复合材料的制造创造了先决的条件。聚氨酯/碳纤维复合材料、聚氨酯/芳纶复合材料、聚氨酯/玻璃纤维复合材料热塑性聚氨酯弹性体热塑性聚氨酯弹性体MDI1,4-丁二醇聚酯（或聚醚）计 量计 量计 量高 速 混 合 皮带运输机电加热或红外加热切 片破碎机破碎单螺杆挤出机造粒烘干包装间歇法生产工艺MDI1,4-丁二醇聚酯（或聚醚）计量泵计量泵计量泵高速混合头双螺杆挤出机烘干包装牵引拉条切粒 或水下

12、造粒连续化法生产工艺TPUTPU的特性的特性机械强度高，机械强度高，抗撕裂性能抗撕裂性能优优。TPUTPU既既具有具有很好的橡胶弹性又具有机械强度很好的橡胶弹性又具有机械强度高高,是是其他其他种类种类TPETPE的的2525倍倍杰出的杰出的耐磨耗性耐磨耗性，是，是TPETPE中最好的中最好的较好的耐低温性能，脆性温度一般低于较好的耐低温性能，脆性温度一般低于-7070耐耐油性和耐油性和耐化学品性优化学品性优耐曲挠性好，耐曲挠性好，粘粘接接性能好性能好加工加工成型性较差成型性较差成本较高成本较高国内国内TPUTPU发展概况发展概况通用级通用级TPU市场价格走势图市场价格走势图TPUTPU进出口进

13、出口情况情况进口货源主要来自拜耳、巴斯夫、路博润、台湾欣顺、进口货源主要来自拜耳、巴斯夫、路博润、台湾欣顺、亨斯曼亨斯曼；产品产品出口的公司主要有：巴斯夫、万华化学、路博润、出口的公司主要有：巴斯夫、万华化学、路博润、亨斯曼、拜耳等，大部分的亨斯曼、拜耳等，大部分的TPUTPU出口到越南、韩国、台出口到越南、韩国、台湾、香港和印度等地湾、香港和印度等地2014年TPU下游消耗分布加工应用加工应用 耐磨性能优异的应用：耐磨性能优异的应用：制鞋底、鞋材、制鞋底、鞋材、传动带、输送带、耐磨材料等传动带、输送带、耐磨材料等 耐油性好而用于制造油封、密封圈、垫耐油性好而用于制造油封、密封圈、垫等等特色特

14、色应用应用 模压成型、注射成型、挤出成型、压延成模压成型、注射成型、挤出成型、压延成型型 溶液成型；溶液成型；成型成型方法方法 工业用品、体育用品、汽车部件和涂料工业用品、体育用品、汽车部件和涂料的制造等的制造等；其他其他应用应用应用领域分布应用领域分布鞋材40%软管12%薄膜 6%合成革6%熔纺氨纶8%胶黏剂13%电线电缆2%其他 13%国内现状国内现状国内国内万万吨级产能的吨级产能的企业企业有：有：万华万华化学、浙江华峰、山东一诺化学、浙江华峰、山东一诺威、烟台美瑞、江苏威、烟台美瑞、江苏沃斯汀沃斯汀、保定邦泰保定邦泰等等我国我国TPUTPU的品质和生产工艺及设备与国外大公司的相的品质和生

15、产工艺及设备与国外大公司的相比，还存在一定的差距。主要表现在以下几方面：比，还存在一定的差距。主要表现在以下几方面：连续化合成设备配套水平不高，作坊式的连续化合成设备配套水平不高，作坊式的间歇法生产仍然占有一定比重间歇法生产仍然占有一定比重软件技术欠缺，工艺技术落后，产品质量软件技术欠缺，工艺技术落后，产品质量稳定性相对较差稳定性相对较差品种单一，不能满足日益增长的市场需品种单一，不能满足日益增长的市场需要要技术创新能力不强，缺乏系统的研究技术创新能力不强，缺乏系统的研究TPUTPU的结构的结构 性能性能分析分析从化学组成上分析从化学组成上分析 芳香族异氰酸酯赋予芳香族异氰酸酯赋予TPUTPU

16、优良的机械性能、耐磨优良的机械性能、耐磨性和耐温性能；性和耐温性能；脂肪族异氰酸酯赋予脂肪族异氰酸酯赋予TPUTPU优良的耐黄变性能。优良的耐黄变性能。硬段硬段 聚醚赋予聚醚赋予TPUTPU优良的耐水性、低温性能和弹性；优良的耐水性、低温性能和弹性；聚酯赋予聚酯赋予TPUTPU优良的耐磨性、拉伸强度、撕裂优良的耐磨性、拉伸强度、撕裂强度和耐油性等。强度和耐油性等。软段软段 软硬段比例可调节软硬段比例可调节TPUTPU的硬度、弹性的硬度、弹性 NCO/OHNCO/OH比调节比调节TPUTPU的分子量和加工性能；的分子量和加工性能；软硬段软硬段比例比例从形态上分析从形态上分析这种软、硬段间的不相容

17、性及聚氨酯这种软、硬段间的不相容性及聚氨酯分子的高极性使分子间相互作用形成分子的高极性使分子间相互作用形成结晶区，并产生微相分离。这种结晶结晶区，并产生微相分离。这种结晶区起类似填料粒子的作用，不仅使其区起类似填料粒子的作用，不仅使其在常温下具有高的弹性。而且对其物在常温下具有高的弹性。而且对其物理机械性能起补强作用理机械性能起补强作用。从从反应条件上反应条件上分析分析原材料的预处理 反应温度的控制设备因素后硫化工艺影响因素 NCO/OHNCO/OH比；比；各组分的准确称量。各组分的准确称量。计量计量 多元醇的影响约占多元醇的影响约占65%65%以上；二异氰酸酯约占以上；二异氰酸酯约占25%2

18、5%以上，扩链剂约占以上，扩链剂约占5 510%10%。其中多元醇的。其中多元醇的水分、金属杂质、官能度等影响较大。水分、金属杂质、官能度等影响较大。二异氰酸酯的贮存二异氰酸酯的贮存原材原材料料 各组分混合温度的控制；各组分混合温度的控制；物料在螺杆中的停留时间；物料在螺杆中的停留时间；工艺工艺因素因素TPU性能性能分子量分子间作用力（氢键和范德华力）支化和交联取代基的位置、极性和体积大小 链段的韧性、结晶倾向通过以上结构和性能分析，关于软段结构和分子量、通过以上结构和性能分析，关于软段结构和分子量、硬段结构和含量、硬段结构和含量、NCO/OHNCO/OH比以及工艺条件的控制比以及工艺条件的控

19、制（如反应温度、硫化温度和时间）等影响因素已有（如反应温度、硫化温度和时间）等影响因素已有许多的研究报道。许多的研究报道。而针对而针对制品的加工性能和制品的加工性能和使用性使用性能则相对欠缺能则相对欠缺，因此对因此对TPUTPU的加工性能、耐天候老的加工性能、耐天候老化性、耐水性以及耐温性能的改善化性、耐水性以及耐温性能的改善方面作一简单的方面作一简单的探讨探讨。TPUTPU熔融流动性（加工性能）的改善熔融流动性（加工性能）的改善加催化剂加入链终止剂采用混合扩链剂加入润滑剂与其它加工性良好的聚合物的共混耐天候老化性能的改善耐天候老化性能的改善添加助剂屏蔽采用脂肪族异氰酸酯耐水性的改善耐水性的改

20、善 增加聚酯的碳链长度增加聚酯的碳链长度 采用由己二酸和对苯二甲酸采用由己二酸和对苯二甲酸按一定比例混合合成的聚酯按一定比例混合合成的聚酯 采用聚醚酯可使其耐水性有采用聚醚酯可使其耐水性有很大改善很大改善 合成聚酯的过程中，控制其合成聚酯的过程中，控制其酸值在酸值在0.1以下，也可维持其以下，也可维持其性能基本稳定性能基本稳定改变聚酯结构 常用的抗水解剂是Stabaxol P200(Bayer)添加抗水解稳定剂TPUTPU的耐温性能的耐温性能TPU的耐温性能包括耐高温性能和低温性能。TPU的高温性能的高温性能聚酯型软段优于聚醚型，聚酯中以聚碳酸酯二醇最佳聚酯型软段优于聚醚型，聚酯中以聚碳酸酯二

21、醇最佳芳香族的异氰酸酯优于脂肪族异氰酸酯；芳香族的异氰酸酯优于脂肪族异氰酸酯；二胺扩链形成的脲基优于二醇扩链形成的氨基甲酸酯基，含苯环二胺扩链形成的脲基优于二醇扩链形成的氨基甲酸酯基，含苯环的扩链剂优于不含苯环的扩链剂的扩链剂优于不含苯环的扩链剂。在在TPUTPU结构中引入微交联和枝化结构可有效改善其耐热性结构中引入微交联和枝化结构可有效改善其耐热性；加入一定量的有机、无机填料如三聚氰胺、轻质碳酸钙、云母粉、加入一定量的有机、无机填料如三聚氰胺、轻质碳酸钙、云母粉、滑石粉、碳纤维和玻璃纤维等可有效改善其耐热性。滑石粉、碳纤维和玻璃纤维等可有效改善其耐热性。TPU的低温性能的低温性能采用混醇或引

22、入一定量含支链二醇，采用混醇或引入一定量含支链二醇，使聚酯的结晶性降低使聚酯的结晶性降低加入一定量的增塑剂可适当改善加入一定量的增塑剂可适当改善TPUTPU的加工性能和低温性能的加工性能和低温性能与热塑性橡胶共混改性也可改善其低与热塑性橡胶共混改性也可改善其低温性能温性能TPU的的发展方向发展方向高品质高品质TPUTPU（如挤出级、压延级和吹塑级）的（如挤出级、压延级和吹塑级）的合成工艺合成工艺以及相应以及相应设备的配套和完善设备的配套和完善；高端高端TPUTPU产品的应用开发产品的应用开发（TODITODI，PPDIPPDI等）等）对对TPUTPU改性改性及及改性方法改性方法的研究的研究稳定

23、原材料质量和开发特殊的助剂以满足聚氨酯工业稳定原材料质量和开发特殊的助剂以满足聚氨酯工业对各种原材料的需求；对各种原材料的需求；随着我国聚氨酯工业的进步以及聚氨酯应用领域的拓展，聚氨酯混炼胶聚氨酯混炼胶聚氨酯混炼胶的分类聚氨酯混炼胶的分类聚氨酯混炼胶按 多 元 醇 分聚 酯 型聚 醚 型按 异 氰 酸 酯 分T D IM D I N D IT O D I按 合 成 方 法 分一 步 法预 聚 体 法按 合 成 工 艺 分间 歇 法连 续 化 法按 硫 化 方 式 分异 氰 酸 酯 硫 化硫 磺 硫 化过 氧 化 物 硫 化MPUMPU的性能特点的性能特点优异的耐油性能，耐水性能和耐老化性优异的

24、耐油性能，耐水性能和耐老化性能；能；高高力学性能；力学性能；优异的缓冲减震性能；优异的缓冲减震性能；耐磨性耐磨性能好；能好；气密性好和耐臭氧性好。气密性好和耐臭氧性好。主要产品牌号主要产品牌号国内：HA-5，UR101国外：1 Rhein Chemie1 Rhein Chemie（Urepan VPPU 50 EL 06 Urepan VPPU 50 EL 06 G G，Urepan Urepan 643G643G，Urepan Urepan 641G641G，Urepan 640 Urepan 640 G G，Urepan 600Urepan 600）2 TSE2 TSE（Millathan

25、eHT、E34、97、76、66、28、26、5004和CM。Millathane26和Millathane28）技术进展技术进展橡胶制品橡胶制品加工工业加工工业认为认为MPUMPU一直存在一直存在加工加工困难、生胶性困难、生胶性能稳定性差、使用范围窄、聚酯型能稳定性差、使用范围窄、聚酯型水解稳定性水解稳定性差差等等问题问题加工性改善：将块料改为粒料；降低门将块料改为粒料；降低门尼粘度尼粘度生胶性能的均一性：由间歇法改为连由间歇法改为连续法续法使用温度范围：4040150150聚酯型牌号的耐水解性：采用特殊的采用特殊的聚酯多元醇；添加水解稳定剂聚酯多元醇；添加水解稳定剂混炼型聚氨酯的主要用途混

26、炼型聚氨酯的主要用途混炼型聚氨酯可用于许多工业部门，包括机械加混炼型聚氨酯可用于许多工业部门，包括机械加工及设备制造行业、纺织行业、石油工业、交通工及设备制造行业、纺织行业、石油工业、交通及汽车工业。典型的应用领域有，瓷砖模具、液及汽车工业。典型的应用领域有，瓷砖模具、液压垫片、膜片、密封件、胶带、胶辊覆盖层、压垫片、膜片、密封件、胶带、胶辊覆盖层、O O形形圈、减震器、泵定子、电缆护套、喷沙胶管和鞋圈、减震器、泵定子、电缆护套、喷沙胶管和鞋底等。底等。各类O型圈、V型圈、Y型圈；油封、防尘圈、防尘罩；耐压、耐低温动态密封件耐油密封制品减震垫、圈，护舷(船用或码头用)，泥浆泵底座、仪表底盘，嵌

27、缝材(建筑、桥梁上的伸缩缝)、鞋底及后跟、铁路轨枕缓冲胶垫、橡胶弹簧、富有弹性和吸震能力的胶锤等缓冲减震制品各种轴套、传送带、履带板挂胶、弹性联轴节、设备耐磨内衬、实芯轮、传送胶辊、车门车窗上的防风条等传动耐磨制品现有胶种的品质稳定性有待进一现有胶种的品质稳定性有待进一步提高步提高现有胶种的市场适应性现有胶种的市场适应性加大新胶种和新产品的研发力度加大新胶种和新产品的研发力度发展趋势发展趋势欢迎各位领导和专家欢迎各位领导和专家批评指正！批评指正！Thank you!欢迎各位欢迎各位同仁同仁批评指正！批评指正！Thank you!只有刚强的人，才有神圣的意志，凡是战斗的人，才能取得胜利。22.8

28、.622.8.6Saturday,August 06,2022如果惧怕前面跌宕的山岩，生命就永远只能是死水一潭。8:13:138:13:138:138/6/2022 8:13:13 AM拼一个春夏秋冬，换一生无怨无悔。22.8.68:13:138:13Aug-226-Aug-22努力学习却不感到满足，教导别人不感到厌倦。8:13:138:13:138:13Saturday,August 06,2022每一发奋努力的背后，必有加倍的赏赐。22.8.622.8.68:13:138:13:13August 6,2022发展和维护他们的家;至于女子呢?则是努力维护家庭的秩序，家庭的安适和家庭的可爱。人

29、背信则名不达。-刘向汉朝经学家。2022年8月6日上午8时13分22.8.622.8.6过而不改，是谓过矣。论语。2022年8月6日星期六上午8时13分13秒8:13:1322.8.6对于一个大公司而言，没有一支强有力的服务队伍，给用户提供全面周到的服务，那简直是难以想象的。2022年8月上午8时13分22.8.68:13August 6,2022你对违章讲人情，事故对你不留情。2022年8月6日星期六8时13分13秒8:13:136 August 2022锲而舍之，朽木不折；锲而不舍，金石可镂。上午8时13分13秒上午8时13分8:13:1322.8.6松驰的琴弦，永远奏不出美妙的乐曲。22.8.622.8.68:138:13:138:13:13Aug-22一个理发师脸刮得不干净，另一理发师就能找到活干。2022年8月6日星期六8时13分13秒Saturday,August 06,2022创新就是在生活中发现了古人没有发现的东西。22.8.62022年8月6日星期六8时13分13秒22.8.6谢谢各位！谢谢各位！