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聚氨酯的应用演讲


聚氨酯的应用
姓名刘小东
摘要: 摘要 聚氨酯(PU)树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复 结构单元的聚合物。聚氨酯的合成过程主要为:由低聚物多元醇、扩链剂、二异氰酸酯形成 中高相对分子质量的 PU 预聚体; 中和后预聚体在水中乳化,形成分散液。 各种方法在于扩链 过程的不同.聚氨酯是一种产品形态多样的多用途合成树脂,以泡沫塑料、弹性体

、涂料、 胶粘剂、纤维、合成革、防水保温以及铺装材料等多种产品形式,广泛应用于交通运输、建 筑、机械、电子设备、家具、食品加工、纺织服装、合成皮革、石油化工、水利、国防、体 育、医疗等领域。 关键词:聚氨酯,合成过程,用途 关键词

目录

第一章

绪论................................................................................................................ 1

1. 概述.................................................................................................................... 1 2. 聚氨酯的发展历史............................................................................................ 1 3. 聚氨酯的发展现状............................................................................................ 1 第二章 聚氨酯的应用................................................................................................ 3

1. 聚氨酯在建材方面的应用................................................................................ 3 1.1 聚氨酯硬泡良好的防火耐温性能........................................................... 3 1.2 聚氨酯涂料(包括溶剂) ............................................................................ 3 1.3 聚氨酯漆即聚氨基甲酸酯漆................................................................... 4 2. 聚氨酯在家电中的应用.................................................................................... 4 3. 聚氨酯在交通方面的应用................................................................................ 4 4. 制革、制鞋........................................................................................................ 4 5. 纺织品中的应用................................................................................................ 4 5.1 普通合成革用纤维................................................................................... 4 5.2 海岛超细纤维........................................................................................... 5 5.3 新型纤维................................................................................................... 5 6. 水性 PU 涂层剂的应用 .................................................................................... 6 7. 重要的聚氨酯产品............................................................................................ 6 7.1 聚氨酯弹性体........................................................................................... 7 7.2 改性聚氨酯弹性体................................................................................... 7 8. 聚氨酯轮胎........................................................................................................ 7 第三章 聚氨酯的发展前景........................................................................................ 8

1. PU 仿木家具—聚氨酯行业新亮点 .................................................................. 8 2. 聚氨酯超细纤维超真皮革 PK 普通 PU 革 ..................................................... 9 3. 医用聚氨酯材料性能优异................................................................................ 9 4. 聚氨酯灌浆材料:起步慢,发展快................................................................ 9 5. 电脑表面涂装:小应用,大市场.................................................................. 10

6. 聚氨酯油墨:涉足较晚,推广尚早.............................................................. 10 结语.............................................................................................................................. 11 参考文献...................................................................................................................... 12 致谢.............................................................................................................................. 13

第一章 绪论

1. 概述
聚氨酯(PU)树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链 段重复结构单元的聚合物。聚氨酯是一种高分子材料,其主要特征是分子链中含 有多个重复的“氨基甲酸酯”基团,既有橡胶的弹性,又有塑料的强度和优异的加 工性能,因其具有橡胶和塑料的双重优点,可以认为是橡胶和塑料优异性能的结 合体。PU 制品分为泡沫制品和非泡沫制品两大类。泡沫制品有软质、硬质、半 硬质泡沫;非泡沫制品包括涂料、胶粘剂、合成革、弹性体和弹性纤维(氨纶)等。 聚氨酯材料性能优异,用途广泛,制品种类多,其中尤以聚氨酯泡沫塑料的用途最 为广泛。目前,世界聚氨酯每年的总需求量为700多万吨,其中美国约250万吨,欧洲 约220万吨,亚太地区约200万吨。 其中,弹性聚氨酯泡沫占聚氨酯需求量40% ,其余 为:硬性聚氨酯泡沫占26.5 % ,涂料占9.6 % ,弹性体占4%。2002年我国对聚氨酯制 品的总需求约110万吨,而国内聚氨酯品生产总量为55万—60万吨,远远满足不了 国内迅猛增加的需求[1]。我国聚氨酯工业具有巨大的发展潜力。

2. 聚氨酯的发展历史
聚氨酯(PU)树脂是由异氰酸酯与多元醇反应制成的一种具有氨基甲酸酯链 段重复结构单元的聚合物。聚氨酯(PU)弹性体通常为(AB)n 型结构,由软段和硬段 以嵌段、接枝或互穿网络的方式组成。其最基本的单元为聚氨基甲酸酯。由于其 综合性能出众,在很多领域都有重要的应用。聚氨酯的综合性能主要表现在其兼 有从橡胶到塑料的许多宝贵特点。如硬度范围宽、强度高、耐磨、耐油、耐臭氧 性能优良,且具有良好的吸振,抗辐射和耐透气性能,具有高拉伸强度和断裂伸长 率,良好的耐磨损性、抗挠曲性、耐溶剂性,而且容易成型加工,并具有性能可控的 优点。所以在很多的领域都有着不可替代的应用。 1937 年德国 Otto Bayer 教授首先发现多异氰酸酯与多元醇化台物进行加聚 反应可制得聚氨酯,并以此为基础进入工业化应用,英美等国 1945—1947 年从 德国获得聚氨酯树脂的制造技术于 1950 年相继开始工业化。 日本 1955 年从德国 Bayer 公司及美国 DuPont 公司引进聚氨酯工业化生产技术。 世纪 50 年代末我 20 国聚氨酯工业开始起步,近 l0 多年发展较快[2]。

3. 聚氨酯的发展现状
聚氨酯的隔热、 隔音和弹性是所有合成材料中最优异的, 其它材料无法比拟。 同时其耐磨性、耐油性和耐水性都极为优异。物性范围宽,可加工性好,可以根
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据不同物性要求灵活设计出各种高分子结构,而且还可以现场加工成型。 聚氨酯品种众多,性能变化无穷,是一种多用途产品。聚氨酯可以从中间分 为原料和下游制品两部分。用于合成聚氨酯的原料主要是异氰酸酯和多元醇,其 中异氰酸酯有20多种:MDI、TDI、HDI、IPDI;还有NDI、XDI等等,其中最主 要的是MDI和TDI, 这两种的用量占总用量的95%以上; 多元醇也有20多种: PPG、 PTMEG、PEG、聚酯多元醇、聚合物多元醇、聚己内酯多元醇等。通过不同的 原料配比,分子设计,可以生产不同性能、不同状况的聚氨酯制品。如软质、硬 质、半硬质泡沫塑料、弹性体、涂料、合成革、纤维、胶粘剂、透湿防水材料、 弹性铺装材料、运动设备、鞋底材料、医疗器械材料等等。聚氨酯材料给人类生 活带来了便利和舒服。

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第二章 聚氨酯的应用
聚氨酯的隔热、 隔音和弹性是所有合成材料中最优异的, 其它材料无法比拟。 同时其耐磨性、耐油性和耐水性都极为优异。物性范围宽,可加工性好,可以根 据不同物性要求灵活设计出各种高分子结构,而且还可以现场加工成型。 聚氨酯品种众多,性能变化无穷,是一种多用途产品。聚氨酯可以从中间分 为原料和下游制品两部分。用于合成聚氨酯的原料主要是异氰酸酯和多元醇,其 中异氰酸酯有 20 多种:MDI、TDI、HDI、IPDI;还有 NDI、XDI 等等,其中最 主要的是 MDI 和 TDI,这两种的用量占总用量的 95%以上;多元醇也有 20 多 种:PPG、PTMEG、PEG、聚酯多元醇、聚合物多元醇、聚己内酯多元醇等。 通过不同的原料配比,分子设计,可以生产不同性能、不同状况的聚氨酯制品。 如软质、硬质、半硬质泡沫塑料、弹性体、涂料、合成革、纤维、胶粘剂、透湿 防水材料、弹性铺装材料、运动设备、鞋底材料、医疗器械材料等等。聚氨酯材 料给人类生活带来了便利和舒服。

1. 聚氨酯在建材方面的应用
聚氨酯是一种重要的建筑材料。国外建筑的保温和防水都是以聚氨酯为主 的,包括屋顶、墙体内外保温、窗户的密封保温等等。同时聚氨酯胶粘剂是替代 脲醛胶生产无醛板材的最优材料。聚氨酯板材从 2003 年开始在我国的工业建筑 上广泛使用, 但在民用建筑上的使用才刚刚开始, 中国发展节能经济、 环保经济, 聚氨酯材料将可大显身手。 1.1 聚氨酯硬泡良好的防火耐温性能 虽然聚氨酯硬泡是聚合物,但它是热固性材料,在燃烧中呈现惰性,不会产 生熔融的燃烧性火焰滴落物,而是将形成一个焦化的保护层,这一特性有效抑制 了熔融导致火势蔓延的危险。同时,聚氨酯硬泡能够抵抗飞溅的火星和辐射热, 它还可以阻止氧气进入板材、或墙体保温层内部与泡沫塑料芯材接触,因而不会 引起芯材的直接燃烧,能够保证建筑的完整性。同时通过调整配方,聚氨酯硬泡 材料完全可以满足建筑保温材料较高的防火性能要求。 聚苯乙烯泡沫(EPS 或 XPS)是热塑性材料,在火灾发生时,会首先软化变 形,然后伴随着燃烧熔化收缩,并会有灼热的液体滴落或流淌。燃烧到一定程度 后,整个保温结构系统将会倒塌。 1.2 聚氨酯涂料(包括溶剂) 我国聚氨酯涂料是从 60 年代中期发展起来的,现年产量已达 2.6 万吨,其产量 目前国内主要生产非反应型聚氨酯醇酸漆等涂料,而反应 占涂料总比例的 2.43%。

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型涂料产量较低,今后应加快反应型涂料的研制与开发,使我国聚氨酯涂料更合理 地发展。 1999 年我国聚氨酯涂料年表观消费量为 2.6 万—3 万吨,而目前国内的年 需求量已接近 6.6 万—7 万吨。上海翔雄科技公司开发了一种水性聚氨酯树脂。 该产品具有优越的不变黄性、耐水性,适合于各种纤维加工,各种水性树脂可与之 以任意比例稀释而相容,可用于涂花、印花用浆料,可添加于水性涂料,防止涂层的 开裂,增加光泽及润滑感,用于真皮和 PU 革的光亮剂、防雨布、伞面的涂层等。 1.3 聚氨酯漆即聚氨基甲酸酯漆 随着人们对生活质量的要求愈来愈高,房屋装饰己日渐普及,对聚氨酯漆的需 求正迅猛增加。

2. 聚氨酯在家电中的应用
各种家用电器的保温普遍采用聚氨酯硬泡保温层。如冰箱、消毒碗柜、太阳 能热水器等。冰箱在开始生产的初期采用过玻璃棉、聚苯等材料,但保温效果太 差,质量很低,目前全世界的冰箱冰柜都采用聚氨酯保温材料,质量比以前大幅 2000 年, 聚氨醋在家具上的消费量是 544 百万磅, 比 1998 提高, 耗能也大幅降低。 年报道的 515 百万磅增长了 5.6%, 软泡在家庭家具中的应用最大为 94%。商用 家具在家具工业用软泡的比例是 90%。在这一方面, 增长缓慢的现象与家具销 售。调查还表明软泡在家具中每年的增长率为 3.1%。这一调查是由聚氨醋工业 联盟, 美国塑料委员会发起, 由 Ducker Research 执行。

3. 聚氨酯在交通方面的应用
各种交通工具的座椅、车体隔热层、仪表盘、内饰件、油漆,以及一些配件。 据了解,越高档的汽车,其聚氨酯的用量越多,普通轿车的用量在 5 公斤左右, 高档车则都在 10 公斤以上。

4. 制革、制鞋 制革、
聚氨酯合成革是人工皮革的主流产品,而且随着制革技术的进步,高档聚氨 酯合成革的性能已经超越了真皮。 聚氨酯鞋底材料以其轻质、 耐磨、 耐油、 美观、 舒适成为目前世界上普遍推崇的鞋底材料。

5. 纺织品中的应用 纺织品中的应用
聚氨酯弹性纤维, 也就是俗称的莱卡、 氨纶。 含量排在第三位, 之后是日本。 而经济相对比较落后的南美、非洲和中东排在最后。 5.1 普通合成革用纤维 纤维主要用于制造构成革体骨架的非织造布,如涤纶和锦纶纤维。有时为达 到综合性能要求,同时使用几种纤维。无论选用何种纤维,都要求其化学结构稳定,
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在有机溶剂中不溶胀,更不能溶解。 短纤维长度一般为 38—65mm,纤度一般低于 2 旦。聚酯纤维又称涤纶( PET) ,强度高、模量大、稳定性好、干湿态下机械性能 没有大的差异,应用范围很广,适合“耐用型”和“用即弃型”等加工工艺。聚酰胺纤 维又称锦纶(PA) ,特点是强度高,耐磨性好,弹性回复性好。主要用于体育用品革、 鞋材、抛光材料等高强、耐磨、高蓬松性产品。 5.2 海岛超细纤维 海岛超细纤维也称基质原纤型纤维,岛相组分为原纤结构,海相组分为连续结 构 。 海岛纤维通常采用溶出法进行开纤,因此海相组分多选用易被溶出处理的聚 合物,如聚苯乙烯(PS)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚乙烯醇(PVA)等,常用的减量技术 是苯减量和碱减量。 海岛型超细纤维在 PU 合成革应用上分两大类:定岛型和不定 岛型。 国内常用的定岛海岛纤维有 PET/COPET、PA /COPET 两种。前者具有成本 低、色牢度好和磨绒性好等优点,多用于制作高档家具用革,但减量和工艺重复性 的控制难度较大;后者纤维手感柔软,有弹性,多用于高档运动鞋和休闲鞋鞋革。国 内现在发展较多的是 PET/COPET 型。 不定岛海岛纤维是聚合物共混纺丝制得,国内主要是 PA6 /LDPE 型。纤维中 岛的大小、数量、分布及其长度都存在随机性,溶剂萃取海相组分后纤维呈束状, 线密度在 0. 001—0. 010 旦。 海岛超细纤维具有以下几个方面的特点:(1)单丝线密度小;(2)比表面积大; (3)覆盖性、蓬松性、保暖性好;(4)具有显著的防水性、透气性和高吸附性;(5) 弯曲刚度小;(6)织物手感柔软,色泽柔,在触感和舒适性方面具有明显的优势。 定岛型和不定岛型海岛纤维各有优势。 不定岛海岛纤维在运动鞋、 劳动保护、 体育用品等使用广泛;定岛型海岛纤维在服装、绒面、汽车革、装饰革等方面有 优势。近几年发展都非常迅速,共同支撑国内高档人工革市场。 5.3 新型纤维 采用功能化纤维,如抗菌、调温、抗紫外线、阻燃、异形截面纤维及表面改 性纤维,可以改善PU合成革产品的卫生性能、抗寒保暖性、透气性和耐磨性等。 高功能纤维一般都是通过高分子化合物改性、特殊异形截面化、超细纤维化、混 纤化等手段制造而成。在合成革应用上,主要应发展以水溶性易降解切片做海结 构的纤维,减少溶剂减量。另外还有超细纤维,如PET/PE (聚乙烯)、PTT(聚对苯二 甲酸丙二醇酯)/PE, PA/PET/PE、PET/PVA等。 玻璃纤维涂层织物广泛使用橡胶类、树脂类的聚合物材料作为涂层剂。根据 涂层剂的不同种类可制得性能各异的涂层制品,可广泛用于建筑、船舶、航空、 电子、汽车等领域。根据实际应用中对涂层织物的要求,可选择的涂层剂有溶剂
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型、水溶型、无溶剂型,其中使用最多的是溶剂型。溶剂型涂层剂的溶剂用量较 大,在涂层织物的加工过程中会产生大量有机挥发性气体(VOC,给涂布加工 企业增加了昂贵的环保成本,否则会对员工的身体健康造成威胁。作为玻纤涂层 织物领域加工企业, 摒弃高污染高能耗型加工方式、 寻求环保型涂层剂势在必行, 无溶剂型、水溶型聚合物涂层剂等的研究开发刻不容缓。聚氨酯(PU)涂层材料在 性能上有其独特之处,其主要具有耐磨、耐溶剂、耐低温(-30,℃以下),防水透 湿,具有优异弹性和柔软手感等特点,国际上有人把PU新产品称为80年代织物 整理史上的一次伟大革命。对我国来说,发展PU涂层制品更可以改变产品的传 统格局和结构,是国内发展涂层的重点之一。

6. 水性 PU 涂层剂的应用
水性 PU 涂层剂包括水溶液、分散液和乳液三种水性分散态。以水为介质, 体系中不含或含极少量的有机溶剂。它们三者之间的差别在于 PU 大分子粒子在 水中的分散形态的不同,但并没有不可逾越的界限。例如:在用自乳化法制备离 子型水性 PU 时,通过扩链剂类型、结构及用量、制备方法和聚合物分子量的不 同来改变 PU 分子的骨架结构,可以制得从乳液到水溶性的多种水性 PU 产品。 为了能得到稳定的 PU 水性树脂,且能使其涂层的性能接近溶剂型树脂,需要对 亲水性基团含量、异氰酸酯含量、交联剂用量等因数对 PU 乳液及其涂层性能的 影响进行评价。[10]

7. 重要的聚氨酯产品
7.1 聚氨酯弹性体 在聚氨醋工业中, 弹性体是专指介于橡胶与塑料之间的一类材料, 按加工方 式可分为浇注型、热塑型和混炼型三类聚氨醋弹性体(PUE) 。浇注型弹性性的 产量约占 PUE 总量的一半以上,热塑型弹性体的产量逐年增加, 现已占有 PUE 总 量的 35%左右。混炼型弹性体仅占 PUE 总量的 10%以下, 其余是微孔弹性体及 弹性纤维也称氨纶。 由于聚氨酷弹性体加工方式的多样性和化学合成工艺的灵活 性, 通过选择不同类别的聚合物多元醇、二异氰酸醋、扩链剂,再在一定范围内调 整其配方, 就可以制得在结构和性能上各具特色的各种牌号的制品。 据报道 21 世纪初, 全球聚氨酷弹性体的产量将突破 100 万大关, 2003 年全球 聚氨醋弹性体的消费量将超过 100 万 t, 年平均增长率为 5%左右。 以亚太地区来 看, 尽管前几年经济不景气, 但聚氨醋弹性体的年增率仍然超过世界其他地区的 增长速度, 预计自 1998 一 2003 年间, 消费量的增长率大约为 6.3%, 年消费量超 过 27 万 t; 欧洲消费量的增长稍慢一些, 平均年增长率 4.3%, 但该地区仍将主宰 这个行业,到 2003 年总消费量将达成 42.6 万 t 美国的消费量比亚太地区高 10%。

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7.2 改性聚氨酯弹性体 以 1,4 亚苯基二异氰酸醋(PPDR)为基础的聚氨醋弹性体具有优良的动态 机械性能, 尤其可贵的是在较高的温度下仍能保持这种优良性能。美国杜邦公司 已将该产品商品化, 商品名为 Hylene P, 该产品的许多重要性能甚至优于 NDI 为 基的 Vulkollan。 与此同时 Uniroyal,公司开发了 PPDI 的预聚物, 以其制得的 CPUE 具有优良的综合性能, 从而使浇注型聚氨酯弹性体的性能达到了一个新的水平。 当前, 我们所合成的预聚体中都含有质量分数 5%左右未参与反应的游离 TDI, 这部分游离 TDI, 挥发性较大, 在生产过程中对操作人员毒害很大。另外, 在制备弹性体制品时,游离 TDI 的会与扩链剂迅速反应, 致使反应物初期粘度明 显升高, 直接影响到预聚体的使用和制品的性能。 降低预聚体中游离的 TDI 途径, 主要是控制物料配比、反应温度、加料方式及制备工艺。 间苯二酚双轻乙基醚(HER)用作弹性体的扩链剂, 能最大限度维持弹性体 的持久性、可塑性, 而同时把收缩性限制到最小。HER 弹性与它的 1,4 异构体对 苯二酚双一 β 一经基醚(HQEE)都具有芳香族扩大链剂的优点, 且不污染环境, 但 当使用温度稍微下降时,HQEE 有迅速结晶的趋势, 因而限制了它的应用。HER 在常温下为白色或米色粉末或结晶, 熔点 89℃ 。当用 HER 代替 HQEE, 作扩链 时, 弹性体的耐热性能提高。为降低加工温度, 并延长操作有效时间, 与可在任 何温度下混合使用,混用的结果对改善弹性体的机械性能也有利。

8. 聚氨酯轮胎
去年底, 美国固特异轮胎橡胶公司与艾美莱泰公司签订了一项合作协议, 旨 在共同开发可以替代橡胶轮胎的新型聚氨酩轮胎[11]。多年来,开发出可以替代橡 胶轮胎的聚氨醋轮胎一直是世界轮胎业界梦寐以求的愿望。因为, 与普通橡胶轮 胎相比, 聚氨酷轮胎的生产工艺要简单、快捷得多, 项目建设投资也少得多。从 20 世纪 50 年代起即有不少轮胎制造商注资进行这方面的研究。但遗憾的是, 迄 今为止, 聚氨醋轮胎在温滑抓着性能、使用寿命或性能方面都不尽人意, 无法与 传统的橡胶轮胎媲美。 艾美莱泰公司是一家成立于 1995 年的技术开发公司。该公司在研制聚氨醋 轮胎方面作了不少努力, 取得了可喜的成绩, 但也为此承受了多达 1200 万元的 财务亏损。 据称, 该公司已以研制出了一种新的胶料试验数据显示,用这种胶料生 产出的聚氨醋轮胎的安全性能和使用性能可以达到或超过橡胶轮胎。 通过进一步 的研究, 还有望使胎面的耐磨性、轮胎的磨损均匀性以及轮胎滚动阻力等指标获 得进一步改善。据固特异公司称, 真正实现聚氨醋轮胎的商业化生产可能还需要 几年的努力, 但通过持续的开发研究, 聚氨醋轮胎的前景无疑是美好的。

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第三章 聚氨酯的发展前景
上世纪 60 年代,我国为了军事应用,开始在全国各地的化工研究所进行聚 氨酯产品的研究和开发,但由于主要原料—MDI 生产一直没有得到突破,所以 最终没有实现工业化生产。到 1978 年,烟台万华的前身从日本引进一套年产 1 万吨的 MDI(异氰酸酯)生产线,从而实现了我国 MDI 的工业化生产,成为中 国第一个聚氨酯生产 基地,后改制成为烟台万华聚氨酯股份公司。随后我国又 先后引进四条 TDI(异氰酸酯)生产线。 根据中国聚氨酯工业协会的调研和分析,2000 年-2004 年间,中国聚氨酯 消费量一直在高速增长,年均年增长率在 20%以上,2004 年聚氨酯消耗量已经 达到 236 万吨,比 2000 年增长了 1.78 倍。中国已经被公认为全球聚氨酯市场最 活跃的地区,被业内称为全球聚氨酯市场的“发动机”。 与国外发达国家对比,目前我国的聚氨酯人均消费量还很低,仍有很大的发 展潜力。世界平均聚氨酯人均消耗量为 1.68 公斤,北美为 9.33 公斤,最多,其 次是欧洲 4.69 公斤,日本为 4.10,我国的人均消耗量为 1.39 公斤,低于世界平 均水平,仅为北美的 14.9%,是欧洲和日本的 30%和 34%。所以以“世界工厂” 的地位与国际水平相比,我国的聚氨酯消费市场还有很大的提升空间。 与国外聚氨酯应用领域相比,我国聚氨酯市场也有巨大的发展潜力。如建筑 和汽车行业是国外聚氨酯应用的两大主要市场, 而我国聚氨酯在着两个领域的应 用还处于发展初期。如根据 IAL 调研机构的分析,建材和汽车在全球聚氨酯应 用领域中分别占据了 17%和 15%的市场份额,而我国则都不足 5%,我国的聚 氨酯应用主要集中在了自己的传统优势行业 (如冰箱冰柜、 集装箱、 皮革、 制鞋、 纺织) ,随着国家建筑节能和环保政策的推动,聚氨酯在建筑领域的市场也将迎 来高速成长的机会。同时据该机构预计,全球聚氨酯建筑材料的份额仍将提升, 到 2012 年将达到聚氨酯总量的 24%。

1. PU 仿木家具—聚氨酯行业新亮点 仿木家具—
PU 仿木家具[12]在聚氨酯行业也不算是个新名词,但随着近两年出口数量的 增加,也越来越受到人们的关注。PU 仿木家具是通过注塑机向模具注射 PU 材 料,待凝固定形后取出进行后期涂装工艺等加工。PU 产品具有密度小、质量轻、 尺寸稳定性好、不易变形等特性,可配合内埋木棒及铁条来做家具的结构性支撑 部件。PU 仿木家具利用模型的方法模制出各种复杂的结构及雕刻图案,可刨、 可钉、可锯,有“合成木材”的美称。 当然,除了良好的模塑性能外,PU 仿木家具相对于传统木质家具来说,其

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价格更具优势,并且随着天然木材的紧缺,环保意识的增加,PU 仿木家具在欧 美等发达地区越来越受到欢迎。 目前,在国内生产 PU 仿木家具的企业比较少,其中稍具规模的就更少,大 部分都集中在华东华南沿海地区,并且他们生产的产品全部用于出口,所以 PU 仿木家具在国内市场具有巨大的发展空间。

2. 聚氨酯超细纤维超真皮革 PK 普通 PU 革
目前, 江苏双象集团投资 2.5 亿元的“超细纤超真皮革”项目在无锡正式投产, 这标志着我国拥有自主知识产权的“超细纤维”技术达到国际领先水平。 超细纤维 超真皮革究竟是物,它的应用前景又如何?为此,我们请教了相关专家。 据专家介绍, 超细纤维是在 40 年前由日本专家用复合纺丝技术研制成功的, 开发超细纤维超真皮革一直是国际纺织界的热点课题。 超细纤维的制作过程是将 皮革基布经过特殊处理,形成像真皮的背面一样,然后在基布表面涂上皮层,形 成一种类似于真皮的合成革,而一般的合成皮基布是无纺布,没有真皮感。它具 有极其优异的耐磨性能,优异的耐寒、透气、耐老化性能。

3. 医用聚氨酯材料性能优异
随着原油价格的上涨,市场竞争压力的增加,很多聚氨酯企业都开始试图转 型,从事生产新型聚氨酯产品。而在聚氨酯的下游产品中,有一块一直都只有少 数企业涉及,那就是医用聚氨酯材料。 我国自 80 年起就开始研制医用聚氨酯材料,包括胶粘剂、热塑性弹性体等, 这些材料大部分应用于医用聚氨酯矫形固定绷带、人工心脏导管、心脏起搏机、 血液过滤器、人工肾中空纤维透析器等医疗用具。在国外,聚氨酯材料用于生产 医疗设备已经非常普及,而在国内,这一市场还未被真正开发。 那么聚氨酯材料用于医疗设备具有哪些优势呢?根据专家的介绍, 我们了解 到,医用聚氨酯材料有良好的粘结性、韧性、耐溶剂性,无毒性,与人体的相容 性好,并能根据要求生产出透明的产品等等。这些优势保证了使用聚氨酯产品无 论是生产体内或体外的医疗用具都能使其发挥出良好的性能。

4. 聚氨酯灌浆材料:起步慢,发展快 聚氨酯灌浆材料:起步慢,
我国自 1953 年开始研发化学灌浆材料,虽说起步较晚,但发展速度飞快并 拥有自己的独创。5 0 多年来,化学灌浆从无到有,从小到大发展起来,已成为 我国现代工程技术不可或缺的一个组成部分。 在化学灌浆材料开发中的一些独创 品种就包括弹性聚氨酯,甲氰凝和环氧—聚氨酯,丙烯酸酯—聚氨酯等互穿网络 灌浆材料。 聚氨酯化学灌浆材料主要应用于建筑、公路、铁路、隧道、桥梁等诸多基础
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建设领域,其市场也被不断开发。在上海地铁 4 号线塌方冒水事故中,仅止水一 项用聚氨酯浆材就达 102 吨。据 2004 年沿海八城市 12 家企业的销售粗略统计, 聚氨酯的用量达 2200 吨/ 年。但这只是少数城市中的不完全统计,可见聚氨酯 灌浆材料的市场还是不小的。

5. 电脑表面涂装:小应用,大市场 电脑表面涂装:小应用,
随着科技的发展,电脑正以惊人的速度发展,而电脑机箱及其它外部设备的 表面涂装[13]也已形成了一个不小的专业性市场。 电脑的机箱一般采用的材料为冷轧钢板,面板一般采用塑胶。相对应的电脑 的表面涂装一般很少用粉未涂料涂装, 而自干交联型和烘干交联型涂料都有一定 的应用市场,紫外线固化(UV)及电子束固化(EB)型涂料也已开始有探索性 试用。 可以想象, 聚氨酯材料在未来电脑表面涂装领域的发展速度会随着电脑被越 来越广泛的应用而提升。

6. 聚氨酯油墨:涉足较晚,推广尚早 聚氨酯油墨:涉足较晚,
目前,我国包装行业大部分使用以氯化聚丙烯为主的苯溶性复合油墨,易污 染环境,对食品容易形成潜在隐患,随着国内环保意识的加强及卫生安全法规的 健全,我国软包装用油墨产品正朝着环保、卫生方向迅速发展,聚氨酯油墨所占 的比重一年比一年大。 聚氨酯油墨具有高光泽,良好的耐性(如耐温、耐油、耐弱酸碱性)、环保 性、适用性广等特点,近几年来发展速度较快,使用量不断上升。在应用方面, 聚氨酯油墨可以用于各类食品、药品、日用品等软包装产品的印刷,并且可以针 对后加工工艺的要求选择不同性能的聚氨酯油墨。 在国外, 特别是在欧共体等凹印油墨市场中, 氯丙型油墨处于淘汰的行列中, 聚氨酯油墨却很普及。国内市场上聚氨酯油墨的使用量占整个油墨行业的 20—30%,其中大部分的使用在高档产品的包装印刷上,而中低端产品的包装印 刷仍旧使用氯丙型油墨。因此,如果能够在技术及价格方面作进一步的改进,我 国的聚氨酯油墨将会有着极大的发展空间。

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结语

聚氨酯(PU)弹性体通常为(AB)n 型结构,由软段和硬段以嵌段、接枝或互穿网 络的方式组成。其最基本的单元为聚氨基甲酸酯。由于其综合性能出众,在很多 领域都有重要的应用。 聚氨酯的综合性能主要表现在其兼有从橡胶到塑料的许多 宝贵特点。如硬度范围宽、强度高、耐磨、耐油、耐臭氧性能优良,且具有良好 的吸振,抗辐射和耐透气性能,具有高拉伸强度和断裂伸长率,良好的耐磨损性、抗 挠曲性、耐溶剂性,而且容易成型加工,并具有性能可控的优点。所以在很多的领 域都有着不可替代的应用。 聚氨酯合成及应用发展的方向主要是:天然皮革的外观优美性及品位的再现 化;高耐久性、防污性、抗菌性等功能性的强化;追求天然皮革所没有的感性及功 能;提高通气性、透湿性、轻量化、弹性等的穿着用舒适性能;生态学的应用(非溶 剂系加工、脱除有害物质、再生化、生物降解性)。加强相关纤维与化学品的研 制刻不容缓,尤其是在基础研究方面的高性能纤和水性 PU 方面。环保、高效是 PU 合成革功能性助剂发展的方向,清洁生产和技术创新是 PU 合成革行业健康发 展的保证。

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参考文献
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