聚氨酯的应用及研究进展

水性聚氨酯胶粘剂的改性及研究进展

摘要：本文主要介绍了水性聚氨酯的特点和粘接机理，综述了水性聚氨酯胶粘剂的改性方法及其研究进展。同时对水性聚氨酯胶粘剂的应用及发展方向进行了展望。

关键词：水性聚氨酯；胶粘剂；改性；应用

0 引言

以水为分散介质的胶粘剂，称为水性胶粘剂。水性胶粘剂是胶粘剂的发展趋势之一，与溶剂型胶粘剂相比，其具有无溶剂释放，符合环境保护要求，成本低，不燃，使用安全等特点，因此受到国内外广泛重视。

水性聚氨酯(WPU)胶粘剂是指聚氨酯溶于水或分散于水中而形成的胶粘剂，也称为水系聚氨酯或水基聚氨酯。依照其外观和粒径，可将水性聚氨酯分为三类，见表1

表1水性聚氨酯按外观和粒径分类

外观粒径/μm

聚氨酯水溶液透明<0.001

聚氨酯分散液半透明0.001~0.1

聚氨酯乳液白浊>0.1 其中，后两者在有关文献中并不并不严格区分，统称为聚氨酯分散液或聚氨酯乳液。实际应用中，水性聚氨酯以聚氨酯乳液或分散液居多，水溶液少。水性聚氨酯以水为基本介质，具有不燃、气味小、不污染环境、节能、操作加工方便等优点，已受到人们的重视。

1 结构与特性

1.1 结构特点

聚氨酯的分子链一般由“软段”和“硬段”两部分组成，故聚氨酯又可看作一种含有软链段和硬链段的嵌段共聚物[2]。其中，软段一般由低聚物多元醇(通常是聚醚、聚酯或聚烯烃二醇)组成，一般呈无规卷曲状态，其玻璃化温度低于室温，链段非常柔软，因而称之为柔性链段(或软段)。而硬段由多异氰酸酯或其

与小分子扩链剂组成，链段比较僵硬，常温下伸展成棒状，链段不易改变自己的构象，因而被称之为刚性链段(或硬段)。

1966年Cooper s.L.等由聚氨酯的线性粘弹性行为首先提出了聚氨酯的微相分离理论[3]，指出，聚氨酯中存在大量氢键，聚氨酯独特的柔韧性和宽范围的物性可用两相形态学来解释：聚氨酯的硬段相起增强作用，提供多官能团度物理交联，软段基体被硬段耜区交联。聚氨酯的优良性能首先是由于微相区形成的结果，而又不单纯是硬段与软段之间的氢键所致。

1.2 特性

水性聚氨酯与溶剂型聚氨酯相比，水性聚氨酯除了无溶剂臭味、无污染等优点外，还具有下述特点：

一、水性聚氨酯胶粘剂粘接性能好，胶膜物性可调节范围大，可用于多种基材的粘接。

二、影响粘度的重要因素有离子电荷、乳液粒径等。聚合物分子上的离子及反离子(溶液中与聚氨酯主链、侧链中所含有离子基团极性相反的自由离子)越多，粘度越大；而浓度、聚氨酯分子的分子量、交联剂等因素对粘度的影响并不明显，这有利于提高聚氨酯的分子量，从而提高内聚强度。

三、由于水的挥发比有机溶剂差，故干燥较慢，并且由于水的表面张力大，润湿能力差。由于大多数水性聚氨酯是由含亲水性的聚氨酯为主要固体成分，而且有时含有水溶性助剂，胶膜干燥后一般须形成一定程度的交联，否则耐水性不佳。

四、可与多种水性树脂混合或改性，以改进性能或降低成本。

五、气味小，操作方便，残余物易清理，而溶剂型聚氨酯使用中有时还需耗用大量溶剂，清理也不及水性聚氨酯方便[4]。

2 粘接机理

大多数水性聚氨酯胶粘剂中不含有异氰酸根(-NCO)基团，因而主要是靠分子内极性基团产生内聚力和粘附力进行固化。由于水性聚氨酯胶粘剂具有较多的极性基团，如氨酯键、脲键、离子键等，因此与许多材料特别是和泡沫塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料和金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁的材料都有优良的粘合力。聚氨酯与被粘材料之间产生的氢键作用使分子内力增

强，使得粘合更加牢固。

郭文杰等[5]以自制的多重改性WPU复合乳液为基料，配合适量的消泡剂、润湿剂和偶联剂等，制备出软包装覆膜用多重改性WPU胶粘剂。考察了消泡剂、润湿剂和偶联剂用量对胶粘剂性能的影响，分析了胶粘剂对聚烯烃薄膜的粘接机理。结果表明：该胶粘剂对经过电晕处理的聚烯烃薄膜表面润湿性好、润湿速率快，并且和基材表面存在着广泛的氢键，因此其与聚烯烃薄膜表面有较强的吸附作用；通过外加偶联剂己二酰肼（ADH），强化了胶粘剂对聚烯烃表面的粘接效果；当w(消泡剂)=0.3%、w(润湿剂)=0.5%和w(ADH)=0.5%时，BOPP(双向拉伸聚丙烯)膜和CPP(流延聚丙烯)膜之间的最终粘接强度为264 N/m，可以满足软包装覆膜用胶粘剂的使用要求。

3 水性聚氨酯的改性

由于水性聚氨酯胶粘剂具有耐水性不好、干燥速度慢、初粘性低、对非极性基材润湿性差等问题，国内外许多学者对其进行了大量的改进研究并取得了较大进展。

研究表明，将水性聚氨酯浓度提高至50%以上，在40~60℃的干燥温度下，其干燥速度与溶剂型聚氨酯胶粘剂相似。此时，可将其与其它乳液共混或与其它单体共聚形成互穿网络或接枝结构，既可提高初粘性和粘接性能，还可降低成本。

水性聚氨酯胶粘剂的改性主要有：丙烯酸改性、环氧树脂改性、聚硅氧烷改性、纳米材料复合改性等。

3.1 丙烯酸改性

水性聚氨酯胶粘剂具有耐低温、柔韧性好等优点，但其耐高温、耐水性差。丙烯酸(PA)乳液具有较好的耐水性、耐候性，与其他合成高分子树脂相比，又具有优异的耐光性、户外曝晒耐久性、较好的耐酸碱性等，但存在硬度大、不耐溶剂等缺点，用丙烯酸酯对WPU改性，可各自获得性能优势上互补。

丙烯酸酯改性聚氨酯(PUA)胶粘剂的方法主要有：

(1)共混：将聚氨酯分散体与聚丙烯酸酯分散体共混，加入交联剂，形成聚氨酯-丙烯酸酯共混复合分散体；

(2)核-壳聚合：先合成聚氨酯分散体，再以此为种子进行丙烯酸酯分散聚合，形成具有核-壳结构的PUA复合分散体；

(3)互穿网络(IPN)接枝共聚：将两种分散体以分子线度相互渗透，然后进行反应，形成高分子互穿网络的PUA复合分散体；

(4)合乳液共聚：先合成带C=C双键的不饱和氨基甲酸酯单体，再将该单体和丙烯酸酯单体进行分散体共聚，得到PUA共聚分散体。

黄洪等[6]以丙烯酸酯为改性剂合成了改性的水性聚氨酯乳液，并将以该乳液配胶制成的胶粘剂对PVC复合包装膜进行粘结实验。结果显示，性能良好，利用红外光谱分析了改性聚氨酯乳液的结构，发现结构中存在共聚结构部分。

Williams N等[7]将丙烯酸类单体、扩链剂和催化剂加入事先制备好的水性聚氨酯预聚物中，进行自由基聚合反应，得到了核-壳无交联型的丙烯酸-聚氨酯杂合水分散体，对其进行性能测试。结果表明，其涂膜耐磨损性、耐水性和抗污性均有所提高。

王士财等[8]通过对丙烯酸乙酯(EA)改性聚氨酯乳液合成工艺、EA用量和所制乳液及其涂膜性能关系的研究，确定了合适的工艺条件和EA添加量。结果表明，EA改性聚氨酯乳液的最佳工艺是采用K2S2O8为引发剂，且其用量为乳液总质量的0.7%，乳液温度控制在80~85℃之间。同时，EA的合适添加量为30% ~40%。EA改性的聚氨酯胶粘剂具有较高的硬度、拉伸强度和耐水性，综合性能优越，能取代溶剂型聚氨酯，有利于环保。丙烯酸酯改性水性聚氨酯有“第三代水性聚氨酯”之称，这种改性技术综合了水性聚氨酯和丙烯酸酯树脂的优点，广泛用于皮革胶粘剂、涂饰、涂料、织物涂层、印染等工业领域。

3. 2环氧树脂改性

环氧树脂具有优异的粘接性能，并具有高模量、高强度、低收缩率和耐化学品性等优点，但环氧树脂韧性差，抗冲击强度低，固化后质脆。环氧树脂为多羟基化合物，可以作为羟基组分与异氰酸酯反应，交联形成网状结构，不仅有利于提高PU涂膜的力学性能和耐水性，其力学性能、粘接强度、耐水、耐溶剂等性能都会得到提高。

谢伟等[9]用内交联法和共聚改性对水性聚氨酯胶粘剂进行了复合改性研究，在用环氧树脂E-51和内交联剂三羟甲基丙烷(TMP)共同改性的水性聚氨酯胶粘剂中，适当添加环氧树脂可得到稳定的乳液，且综合性能较好。通过DSC和力学性能等方面的研究，找出合适的环氧树脂质量分数为4.0%~8.0%。用环氧树脂改

性的水性聚氨酯涂膜具有硬度高，耐水性好等特点。

郭俊杰等[10]利用环氧树脂改性水性聚氨酯胶粘剂，探讨了中和度对乳液粒径、外观和贮存稳定性的影响，改性后胶粘剂对多种复合薄膜性能的影响，同时还分析了固含量、溶剂对剥离强度和干燥速度的影响。结果表明，中和度为95%~100%时乳液具有良好外观和贮存稳定性，改性后的胶粘剂对多种复合薄膜具有较强的粘接性能，固体质量分数下降为30%时仍然具有较高剥离强度，加入少量溶剂能加快干燥速度。

吴晓青等[11]用环氧树脂E-44对水性聚氨酯进行改性,当二羟甲基丙酸(DMPA)质量分数为5% ~7%、环氧树脂质量分数为5% ~8%时,采用相反转分散法可得到性能良好且稳定的环氧树脂改性水性聚氨酯分散液。

3. 3聚硅氧烷改性

有机硅(聚硅氧烷)是一类以重复的Si—O键为主链，硅原子上直接连接有机基团的聚合物。聚硅氧烷具有低温柔顺性好、表面张力低，生物相容性、耐燃性、耐候性、耐水性、热稳定性好等优点。但要使有机硅连接到聚氨酯上，有机硅分子链上必须含有能与NCO基反应的活性基团，如羟基、氨基、乙烯基、环氧基等。

冯金辉等[12]采用溶剂转化法和硅烷偶联剂，对亲水性硅溶胶进行有机化改性。发现与传统的短链偶联剂(如KH560、KH570)相比，使用长链聚醚型硅烷偶联剂改性的纳米SiO2粒子，能够在PUA胶粘剂中得到良好的分散，并形成柔性界面层，从而明显提高胶粘剂粘接强度，其拉伸剪切强度从16.13 MPa增加到25.97 MPa,剥离强度从20.4 kN/m增加到30.97kN/m。

马伟等[13]采用自乳化法合成了有机硅改性水性聚氨酯乳液，通过对性能的研究表明：当有机硅质量分数为10%时，有机硅改性水性聚氨酯的综合性能最好；同时，降低DMPA含量可以提高涂膜的耐水性,改善其综合性能。

Pathak S S[14]用有机硅甲基三甲氧基硅烷(MTMS)和γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)改性水性聚氨酯涂料，增强了水性聚氨酯涂料的弹性和机械应力，其降解温度增加到约206℃，热稳定性得到较大的增加，可适用于航天、海洋、汽车等领域。

3. 4纳米材料复合改性[15]

水性聚氨酯的纳米材料复合改性主要采用机械共混法。纳米材料具有表面效应、小尺寸效应、光学效应、量子尺寸效应、宏观量子尺寸效应等特殊性质，可以使材料获得新的功能。聚合物/无机粒子复合材料是当前材料科学领域研究的热点之一。

由于其具有独特的结构，聚合物/无机粒子复合材料具有许多有别于普通复合材料的特点。而聚合物/蒙脱土纳米复合材料的性能更是其它复合材料所不及的。相信随着研究的不断深入和对插层及复合机理了解的不断深化，可设计并合成出性能优异的聚合物/蒙脱土纳米复合材料，并最终应用到工业化中去。聚氨酯的应用领域必将随之拓展。

3. 5其它方法改性水性聚氨酯胶粘剂

水性聚氨酯也还与其他物质进行共聚改性，其它改性方法有交联改性和利用脂肪族聚酯、天然高分子材料如木质素、淀粉、树皮、酪蛋白、蓖麻油等植物油来改性或合成可生物降解聚氨酯。

项尚林等[16]通过研究发现N-甲基吡咯烷酮(NMP)与水性聚氨酯共聚得到乳液的粘度、稳定性、胶膜吸水率、接触角、复合薄膜T剥离强度等都随着NMP用量的增加有不同程度的改善。一般而言，物理共混改性的效果不如化学共聚改性。

郭晋晓等[17]以聚己二酸-1,4-丁二醇酯(PBA)和聚丙二醇醚(PPG)为软段、N-(2-氨乙基)-2-氨基乙磺酸钠(AAS-Na)为亲水基团、六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)为硬段，采用丙酮法合成了磺酸盐型水性聚氨酯(WPU)分散体(PUDs)，并以此作为WPU胶粘剂的基体树脂。结果表明：不同配方的PUDs乳液均具有较低的黏度(<1000 mPa·s)、较小的粒径(<200 nm)、较高的固含量(≥50％)和较好的储存稳定性(180d无沉淀)，不同配方的PUDs胶膜均具有良好的耐热性(250℃以下无降解)和耐水性(吸水率<4%)；当ω(PPG)=4%、n(HDI):n(IPDI)=9:1时，PUDs胶粘剂的成品剥离强度达到最大值(13.52 N/mm)，此时初期剥离强度也相对较高(2.11 N/mm)。

4 水性聚氨酯胶粘剂的应用及展望

水性聚氨酯胶粘剂具有耐低温、柔韧性、粘接性能好、胶膜物性可调节范围宽等优点，广泛应用于制革工业、纺织工业、木材加工、造纸、印刷工业、胶粘剂和建筑等行业，是材料工业中一个新的重要组成部分。

为了更好地提高水性聚氨酯的综合性能，扩大应用范围，近年来对水性聚氨酯进行改性已成为一大热点。随着科技的发展及环保技术的提高，水性聚氨酯凭借其在环保方面的优势及其优越的性能必将在更多的领域得到更加广泛的应用。而这对聚氨酯的性能也提出了更高的要求，要想进一步提高水性聚氨酯的质量还需要科技研究人员对水性聚氨酯的改性技术进行更深入的研究，充分利用聚氨酯分子的可设计性，制备出具有更好性能的水性聚氨酯。

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水性聚氨酯研究进展

技术进展　Technology Progre ss 水性聚氨酯研究进展　 颜　俊　涂伟萍　杨卓如　陈焕钦 (华南理工大学化工学院,广州,510640) 提　要　介绍了国内外水性聚氨酯研究的进展。 关键词　水性聚氨酯,粘合剂,涂料 聚氨酯即聚氨基甲酸酯(PU),它是分子结构中含有重复的氨基甲酸酯基(—NHC OO—)的高分子聚合物的总称。自从1937年德国Bayer教授首次合成聚氨酯以来,聚氨酯以其软硬度可调节范围广、耐低温、柔韧性好、附着力强等优点逐渐被人们所认识。因而,基于聚氨酯弹性体的发泡材料、涂料、胶粘剂用途越来越广。 聚氨酯的发展大致可分为两个阶段。第一阶段主要以溶剂型聚氨酯为主;第二阶段是水性聚氨酯迅速发展的阶段。水性聚氨酯迅速发展的原因是多方面的。首先,有机溶剂易燃易爆,挥发性大,气味大,甚至有毒有害。所以,从安全角度,从减少大气污染和保护人民身体健康角度看,水性涂料的发展是必然的。从成本和资源角度看,也应该发展水性涂料替代溶剂型涂料。 1　国外水性聚氨酯的发展方向 早期的水性聚氨酯是单组分、线性的,在涂膜干燥后亲水性基团不减少,干燥形成的涂膜遇水易溶胀,耐溶剂性和耐热性也不好,降低了其使用性能。为了提高水性聚氨酯涂膜的耐水性、耐热性,各国研究人员进行了大量的研究工作。 1.1　双组分水性聚氨酯 20世纪90年代开发了双组分水性聚氨酯。制备双组分水性聚氨酯有几种方法。其一是利用含羧基和羟基的丙烯酸酯聚合物制取双组分水性聚氨酯[1]。但是,含羧基和羟基的丙烯酸酯聚合物的制备价格昂贵。其二是用亲水的聚醚与多异氰酸酯发生部分反应制取亲水性好的多异氰酸酯组分以加强甲、乙组分的相容性[2～4]。但是,用亲水的聚醚改性多异氰酸酯增加了成本,而且亲水聚醚会引入涂膜耐水性变差的问题。当然也可用高速剪切混合来加强两组分的相容性,但是能耗和设备费却增加了。 美国ARC O化学技术公司开发了一种新技术并于1999年9月获得专利[5],新技术的核心是使用含重复的烯丙基醇或烷氧化烯丙基醇的水分散聚合物。新技术无须使用制备含羧基和羟基的丙烯酸酯聚合物时必须的羟烷基丙烯酸单体,同时,它可使用T DI、H DI等多异氰酸酯作另一组分,也无须高速剪切混合,因而降低了成本。而且它独特的整齐重复的羟基提高了聚氨酯的光亮度、硬度和耐候性。有3个美国专利[6～8]介绍了含重复的烯丙基醇或烷氧化烯丙基醇的水分散聚合物的制取。如:先加入烯丙基醇或烷氧化烯丙基醇单体然后逐渐加入其他单体如丙烯酸酯单体,在约130～170℃下反应。逐渐加入的方式有利于生成整齐重复的羟基。残余单体由真空精馏或薄膜蒸发分离。 另一新的技术是以半交联含多羟基的聚氨酯预聚体作甲组分,甲组分含有机硅和(或)有机氟[9]。这种水性聚氨酯的热稳定性好,耐水性、耐溶剂性,耐化学试剂和耐候性都接近双组分溶剂型聚氨酯。而且,解决了传统的水性聚氨酯分子中大量存在的脲基容易使涂膜泛黄的问题。 1.2　新的单组分水性聚氨酯 在双组分水性聚氨酯迅猛发展的时候,能克服某些传统的单组分水性聚氨酯缺点的新的单组分水性聚氨酯也不断地被开发出来。Natesh通过试验发 222001年第7期　化工进展

聚氨酯泡沫的阻燃研究

万方数据

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聚氨酯泡沫的阻燃研究 作者：孙付宇， 秦泽云， 张美， Fuyu Sun， Zeyun Qin， Mei Zhang 作者单位：孙付宇,秦泽云,Fuyu Sun,Zeyun Qin(中北大学材料科学与工程学院,山西太原,030051)，张美,Mei Zhang(中北大学理学院,山西,太原,030051) 刊名： 化工中间体 英文刊名：CHEMICAL INTERMEDIATE 年，卷(期)：2011,08(5) 被引用次数：1次 参考文献(27条) 1.刘益军;柏松聚氨酯泡沫塑料的阻燃[期刊论文]-塑料工业 2003(10) 2.袁开军;江治;李疏芬聚氨酯的阻燃性机理研究进展[期刊论文]-高分子材料科学与工程 2006(05) 3.于永忠;吴启鸿;葛世成阻燃材料手册 1990 4.胡源;范维澄;王清安磷腈改性聚氨酯燃烧过程气相中长寿命自由基的研究[期刊论文]-自然科学进展 1999(01) 5.金军聚氨酯硬质泡沫阻燃技术研究及趋势[期刊论文]-安徽冶金科技职业学院学报 2007(04) 6.钟柳;刘治国;欧育湘-种新型含氯的磷-膦酸酯阻燃聚氨酯的阻燃性能 2007(04) 7.欧育湘;韩廷解阻燃塑料手册 2008 8.陈鹤;罗运军;柴春鹏阻燃水性聚氨酯研究进展[期刊论文]-高分子材料科学与工程 2009(06) 9.赵哲;张鹏;夏祖西阻燃聚氨酯软泡的研究进展[期刊论文]-应用化工 2008(05) 10.王升文;秋银香阻燃剂的研究现状和进展 2008(01) 11.孟现燕;唐建华;叶玲聚氨酯泡沫塑料阻燃研究现状[期刊论文]-化学工程与装备 2008(5) 12.杨伟平;戴震;许戈文聚氨酯阻燃的研究进展 2010 13.张理平;王俏不同阻燃剂对聚氨酯软泡阻燃性能影响的研究[期刊论文]-材料开发与应用 2006(03) 14.史以俊;罗振扬;何明含磷阻燃剂对聚氨酯硬泡燃烧特性影响的研究[期刊论文]-聚氨酯工业 2009(05) 15.T.C.Chang;Y.S.Chiu;H.B.Chen Degradation of phosphorus-containing polyurethanes 1995 16.张蕾;吴晓青;张文才聚氨酯树脂在环保方面的应用与研究[期刊论文]-中国胶粘剂 2008(02) 17.郝冬梅;刘彦明;林倬仕无卤膨胀性阻燃剂ANTI-2阻燃聚氨酯弹性体的研究 2008 18.W.Wei;X.Peng Preparation of aqueous polyurethane flameretardant[期刊论文]-Textile Auxiliaries 2004(05) 19.刘斌;杨小燕聚氨酯材料的阻燃与防火[期刊论文]-江苏化工 2003(06) 20.陈雷;高增明三(-缩二丙二醐亚磷酸酯阻燃剂的应用 1991(04) 21.韦玮;王建明新型阻燃聚醚多元醇的合成研究 1998(01) 22.高明;王涛;吴发超氨基树脂型膨胀阻燃剂处理软质聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能[期刊论文]-高分子材料科学与工程 2009(01) 23.罗振扬;史以俊;何明匀泡剂对阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料燃烧性能的影响[期刊论文]-中国塑料 2009(01) 24.付步芳;魏建国;刘洁琪硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃技术[期刊论文]-材料开发与应用 1998(04) 25.张骥红;陈峰聚氨酯泡沫阻燃剂浅谈[期刊论文]-聚氨酯工业 2001(4) 26.张田林;李再峰纳米氢氧化镁补强阻燃聚氨酯弹性体[期刊论文]-弹性体 2004(05) 27.K.Kuleszal;K.Pielichowski;Z.Kowalski Thermal characteristics of novel NaH2PO4/NaHSO4 flame retardant system for polyurethane foams[外文期刊] 2006(02)

什么是TDI、MDI-聚氨酯的用途

什么是TDI、MDI，聚氨酯的用途 近期经常见诸报端的化工产品TDI，产品价格一路走高、许多大型石化企业纷纷上马，节能减排等等，TDI是什么那，它有什么用途那？解释一二： tdi(甲苯二异氰酯)是常用的多异氰酸酯的一种，而多异氰酯是聚氨酯(pu)材料和重要基础原料。聚氨酯工业最常用的tdi是2，4-tdi两种异构体的混合物，主要用于生产软质聚氨酯泡沫及聚氨酯弹性体、涂料、胶黏剂等。 知道了吗，tdi是生产聚氨酯重要原料，而另一个知名的MDI也是生产聚氨酯重要原料，也是价格备受追捧，那聚氨酯是做什么的那？ 聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。产品应用领域涉及轻工、化工、电子、纺织、医疗、建筑、建材、汽车、国防、航天、航空.... 1、PU软泡Flexible PU 垫材——如座椅、沙发、床垫等，聚氨酯软泡是一种非常理想的垫材材料，垫材也是软泡用量最大的应用领域； 吸音材料——开孔的聚氨酯软泡具有良好的吸声消震功能，可用作室内隔音材料； 织物复合材料——垫肩、文胸海绵、化妆棉；玩具 2、PU硬泡Rigid PU 冷冻冷藏设备——如冰箱、冰柜、冷库、冷藏车等，聚氨酯硬泡是冷冻冷藏设备的最理想的绝热材料； 工业设备保温——如储罐、管道等； 建筑材料——在欧美发达国家，建筑用聚氨酯硬泡占硬泡总消耗量的70%左右，是冰箱、冰柜等硬泡用量的一倍以上；在中国，硬泡在建筑业的应用还不像西方发达国家那样普遍，所以发展的潜力非常大； 交通运输业——如汽车顶篷、内饰件（方向盘、仪表盘）等； 仿木材——高密度（密度300~700kg/m3）聚氨酯硬泡或玻璃纤维增强硬泡是结构泡沫塑料，又称仿木材，具有强度高、韧性好、结皮致密坚韧、成型工艺简单、生产效率高等特点，强度可比天然木材高，密度可比天然木材低，可替代木材用作各类高档制品。 灌封材料——例如防水灌浆材料、堵漏材料、屋顶防水材料 花卉行业——PU花盆、插花泥等 3、PU半硬泡Semi-rigid PU 吸能性泡沫体——吸能性泡沫体具有优异的减震、缓冲性能，良好的抗压缩负荷性能及变形复原性能，其最典型的应用是用于制备汽车保险杠； 自结皮泡沫体（Integral Skin Foam）——用于制备汽车方向盘、扶手、头枕等软化性内功能件和内部饰件。自结皮泡沫制品通常采用反应注射模塑成型（Reaction Injection Moulding，简称RIM）加工技术； 微孔弹性体——聚氨酯微孔弹性体最典型的应用是用于制鞋工业。 4、聚氨酯弹性体（PU Elastomers） 浇注型聚氨酯弹性体（简称CPU）——是聚氨酯弹性体中应用最广、产量最大的一种； 热塑型聚氨酯弹性体（简称TPU）——热塑型聚氨酯弹性体约占聚氨酯弹性体总量的25%左右； 混炼型聚氨酯弹性体（简称MPU）——占聚氨酯弹性体总量的10%左右。 实心轮胎；印刷、输送胶辊；压型胶辊；油封、垫圈球节、衬套轴承；O型圈；撑垫；鞋底、后根、包头；衬里；齿轮等，不同应用领域，选择的弹性体的硬度范围不同。 在矿山、冶金等行业的应用——筛板、摇床等 在机械工业方面的应用——胶辊、胶带、密封件等； 在汽车工业方面的应用——轮胎、密封圈等； 在轻工业方面的应用——聚氨酯鞋底料、聚氨酯合成革、聚氨酯纤维； 在建筑工业方面的应用——防水材、铺装材、灌封材等。 5、聚氨酯鞋底料（Shoe Sole） 聚氨酯鞋底具有诸多优点：密度低，质地柔软，穿着舒适轻便；尺寸稳定性好，储存寿命长；优异的耐磨性能、耐挠曲性能；优异的减震、防滑性能；较好的耐温性能；良好的耐化学品性能等等。聚氨酯多用于制造高档

水性聚氨酯树脂的改性研究进展

水性聚氨酯改性的研究进展 （马宁大连工业大学化工与材料学院116034） [摘要]: 详细叙述了水性聚氨酯的各种改性技术,如交联改性,聚丙烯酸酯,环氧树脂改性,有机硅改性,纳米技术改性,天然产物改性等,并对水性聚氨酯的发展前景进行了展望。[关键词]: 水性聚氨酯；改性技术;；展望；环氧树脂;；有机硅树脂 ResearchProgressinModificationTechonologyoftheWaterbornePolyurethane Abstract: The modifications techonology of waterborne polyurethane, such as the crosslinkin gpolyacrylates ,epoxyresin, organosilicon, hano-technology and natural product modifications arediscussed.The prospect of waterbome polyurethane for the future are put forward.; Key words: waterborne polyurethane ;modificationtechonologyprospect 为提高水性聚氨酯涂膜的耐水性和机械性能,可合成具有适度交联度的水性聚氨酯乳液。首先通过,如多元醇、多元胺扩链选用多官能度的合成原材料剂和多异氰酸酯交联剂等合成具有交联结构的水性聚氨酯分散体。然后添加内交联剂或外交联剂实现交,即内交联和外交联。 2.1内交联法 该法合成水性聚氨酯是在聚氨酯大分子中引入个或个以上官能团的单体,生成具有部分交含有联或者支化分子结构的聚氨酯胶束;另一种是在水性聚氨酯乳液中加入可以与乳液稳定共存的内交联剂而这些内交联剂只有在使用时由乳液体系的HLB值、温度、外部能量如紫外光辐射等因素的变化才与聚氨酯树脂中的官能团发生交联反应,生成具有网状个结构的热固性聚氨酯树脂。在大分子中引入含有3或3 个以上官能团的单体生成部分交联或支化结构,即将的聚氨酯树脂的合成一般是采用预聚体分散法交联单体如三聚体或三羟甲基丙烷等与低相对分子质量的聚氨酯预聚体充分混合,在水中分散后再加入扩链剂如乙二胺进行扩链反应。这种方法合成的具有部分交联结构的水性聚氨酯相比于丙酮法制备的水,具有不消耗溶剂(丙酮)且能同时获得高固性聚氨酯含量等优点。,还可采取丙酮法制备这类除预聚体分散法以外内交联型水性聚氨酯,即在预聚体分散前就用部分三官能度的单体如三羟甲基丙烷代替双官能团的单体,用少量丙酮为溶剂解决由于预聚体扩进行扩链反应链后相对分子质量增加而引起的黏度变大的问题,在分散形成乳液后再将丙酮等低沸点溶剂减压脱去,采用这种方法制备的水性聚氨酯具有相对分子质量分布窄、结构及粒径大小可变范围易控制、反应稳定性,但最大的缺点是制备的乳液的涂膜耐溶剂好等优点特别是耐丙酮性能差且工艺复杂,不利于工业化生产。 2.2外交联法 添加外交联剂的水性聚氨酯亦称为水性双组分聚氨酯,水性聚氨酯为一组分,交联剂为另一组分。在,将两组分混合均匀,成膜过程中发生化学反使用时应,形成交联结构。消除涂膜的亲水基团,可大幅度提高涂膜的耐水性,同时也适当提高了涂膜的力学性,聚氨能。水性聚氨酯的结构决定着外交联剂的组成酯分子中带羟基、氨基时,常用的外交联剂有水分散多异氰酸酯、氮杂环丙烷化合物、氨基树脂等;聚氨酯,常用的外交联剂有多元胺、环丙分子中带有羧基时烷的化合物及某些金属化合物,如Al(OH)3，Ca(OH)2等。为了更好地改善聚氨酯的性能,可同Mg(OOCH3)2时添加内交联剂和外交联剂,通过双重作用对聚氨酯进行交联改性。聚

聚氨酯泡沫塑料的火灾危险及消防对策

聚氨酯泡沫塑料的火灾危险及消防对策【摘要】通过对聚氨酯泡沫塑料火灾危险性的分析，结合典型火灾案例，提出了在冷冻、冷藏库（间）建筑和通风、空调管道等部位使用聚氨酯泡沫塑料作为保温隔热材料时，应在技术上和管理上采取的消防安全管理对策。 【关键词】聚氨酯；火灾危险性；消防管理对策 聚氨酯泡沫塑料是聚氨基甲酸乙酯树脂（polyurethaneresin）泡沫塑料的简称，其 导热率仅为软木或聚苯乙烯泡沫塑料的40%左右，有足够的强度、耐油性和粘接能力，是优良的隔热材料，广泛应用于医用包扎品、工业环境实验室、建筑通风、空调管 道以及食品行业冷冻、冷藏库（间）作为保温隔热材料，坚硬性的聚氨酯泡沫塑料还可以用于建筑物绝缘结构。但是，在使用中如不加以注意，极易引发火灾事故。 2000年4月22日，山东省青州市的丰旭实业有限公司肉食鸡加工车间发生火灾，造成38人死亡、20人受伤的特大恶性事故，经公安消防机构查明，火灾原因就是日光灯镇流器过热，引燃聚氨酯泡沫塑料保温材料所致。 1聚氨酯泡沫塑料的火灾特性 聚氨酯泡沫塑料是以聚醚或聚酯树脂为主要原料，与异氰酸酯定量混合，进行发泡 制成的一种发泡塑料。聚氨酯泡沫塑料在热力学方面的参数在许多文献资料上都未 提及。

1.1测试数据 公安部四川消防科研所对从一起火灾现场提取的聚氨酯泡沫塑料进行的测试分析[1]，有助于我们充分认识聚氨酯泡沫塑料的火灾危险性。 对试样用水平燃烧法测试燃烧速度，试件尺寸125mm*12mm*12mm，在燃烧过程中有大量的烟产生，并有卷曲，试件燃烧长度超过100mm，试件燃烧速度为256mm/min（按GB2408-08）。 测试试件氧指数数值，试件尺寸150mm*6mm*6mm，测试结果为23.4。 对试件进行热重分析，温升速度40C/min，空气流量40ml/min，试件质量2.4141mg。试件在达到85C前失重约1.6%（可能为吸附湿气）；在达到116C时开始失重，到398C 时共失重44.1%，其中250-341C期间分解剧烈；在660C时全部烧尽，无残留物。 1.2分析结构 通过对以上数据的分析，可以得出以下结构：

聚氨酯

聚氨酯 聚氨酯的工业生产主要是由多元有机异氰酸酯和各中氢给予体化合物（通常如含端羟基的多元醇化合物）反应制备。选择不同数目的官能基团和不同类型的官能基，采用不同的合成工艺，能制备出性能各异、表现形式各种各样的聚氨酯产品：泡沫塑料，弹性橡胶，油漆、涂料，合成纤维、合成皮革、胶黏剂等。应用范围从航空飞行器到工农业生产，从文体娱乐器械到人们日常的衣食住行。 聚氨酯化学中的最基本反应：含活泼氢的醇类化合物所含的羟基与异氰酸酯进行亲核加成反应，生成氨基甲酸酯基团。 异氰酸酯 氨基甲酸酯基团是内聚能较大的特性基团，空间体积较大，在聚合物中具有硬链段特征。而聚氨酯实际上就是由刚性基团（链段）和软链段构成的嵌段共聚物。 异氰酸酯中常见的R基的吸电子能力的基本顺序为：硝基苯基＞苯基＞甲苯基＞苯亚甲基＞烷基。 异氰酸酯与聚醇低聚物反应：1 异氰酸基＞羟基，端基为异氰酸基，主要用于PU弹性体、黏合剂、涂料以及二步法合成PU泡沫塑料等； 2 异氰酸基=羟基，主要用于泡沫塑料和热塑性聚氨酯材料制备； 3 异氰酸基＜羟基，端基为羟基，使用情况较少，主要用于便于贮存的生胶、黏合剂和某些中间体的制备。 小分子醇类主要用作扩链剂、反应润滑剂等参与反应并生成氨基甲酸酯基团。 异氰酸酯与苯酚反应的过程可逆，利用这种可逆反应制备封闭型异氰酸酯衍生物从而应用于单组份聚氨酯黏合剂、涂料、弹性体等产品的合成中。 异氰酸酯与水反应可生成二氧化碳，水因此被用作为最廉价的化学发泡剂，但该反应放热量大且会产生脲基。 异氰酸酯与羧酸反应的反应活性较低，远低于伯醇或水与异氰酸酯间的反应活性，在正常的生产条件下很少能参与反应。 异氰酸酯与胺的反应，胺类化合物大多都呈现一定的碱性，反应速度远快于异氰酸基与羟基的反应速度，即胺类化合物与异氰酸酯的反应速度要比其他含活泼氢化合物高得多。 异氰酸酯与脲基、胺酯基等的反应，能在生成的聚合物中提供一定支链结构，改善了聚氨酯制品的力学性能。 异氰酸酯的自聚反应，异氰酸酯二聚体的生成反应仅局限于芳香族异氰酸酯，而异氰酸酯三聚体在芳香族和脂肪族异氰酸酯中都可以由反应制备。三聚体的碳氮原子六节环结构热稳定性好，使得聚氨酯具备更好的耐热性能，可用于硬质泡沫塑料的制备。 异氰酸酯的自缩聚反应，二异氰酸酯在加热和有机磷催化剂的存在下发生自缩聚反应生成碳化二亚胺，可用于制备抗水解稳定剂；制备液化MDI；提高聚氨酯材料的耐水解能力。 在聚氨酯工业中主要使用的是含有两个或两个以上异氰酸基的有机二异氰酸酯和有机多异氰酸酯。按分子结构：芳香族异氰酸酯、脂肪族异氰酸酯和脂环族多异氰酸酯。按功能特点：通用型多异氰酸酯、非黄变型多异氰酸酯、“无机”元素型多异氰酸酯及异氰酸酯三聚体衍生物、屏蔽型异氰酸酯衍生物等。 通用型有机异氰酸酯主要有TDI、MDI和多苯基甲烷多异氰酸酯（PAPI）等，制备工艺成熟，但存在光照黄变的缺点。 聚氨酯黄变机理：芳香族异氰酸酯形成的芳香族胺酯键受紫外线照射后分解生成芳胺并与苯环产生共振重排，生成共轭醌式结构的生色团。

水性聚氨酯涂料的研究进展

水性聚氨酯涂料的研究进展 摘要：随着我国环保法规的日趋完善合人们环保意思的不断深化,环保型化工产品的开发级应用逐渐受到人们的重视。水性聚氨脂以水为基质，具有不污染环境，节能等优点，正逐渐作为溶剂型聚氨酯的代替品在很多场合被广泛应用。通过查阅国内有关文献，阐述了水性聚氨酯的性能并对它的主要研究进展及应用，最后对这一蓬勃发展的新型高分子擦皮料做了展望。 关键词：水性聚氨酯，涂料，应用，研究发展。 1 水性聚氨酯涂料的性能 聚氨酯涂料具优异的耐磨性.柔韧性.流动性.机械能级耐化学品性，同时还有光亮.附着力强等特点。水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基料并以水为分散介质的一种涂料，具有不然.无毒.无环境污染.无火灾隐患的优点。因而越来越受到重视，成为今后发展的方向。 2 水性聚氨酯涂料的种类和特 水性聚氨酯树脂主要有三种，即单组份聚氨酯，双组份聚氨酯，合改性聚氨酯、水性单组份聚氨酯具有很高的断裂申率和适当的强度，并能常温干燥，但耐水性和耐溶性差，表面光泽度和鲜艳性都较低。 目前国内外很多厂家以开发了睡醒双组份聚氨酯涂料，其VOC显著降低，性能优于或等同于溶剂型双组份聚氨酯涂料。在水性双组分聚氨酯涂料中水石过量的，其反应以异氰脂与羚基的反应为主。原因在于异氰基与羚基，水等得反应速度小于水的蒸发速度。在双水分聚氨酯涂料成膜以后，水的蒸发很快。 水性改性聚氨酯此案料主要有水性聚氨酯改性丙稀脂，例如，在聚氨酯乳液只能够加入适量的丙稀脂乳液，可以使其许多性能得到显著提高。另外，聚氨酯按其原料还可以分位脂肪族和芳香族聚氨酯，芳香族聚氨酯遇日光紫外线黑泛黄分解，只能用做室内才涂料，而脂肪族聚氨酯涂料防紫外线，康水解室内外均可使用。但脂肪族聚氨酯原料价格较昂贵。 芳香族水性聚氨酯脂肪族水性聚氨酯耐候性差 光稳定性差易泛黄 价格较低 佳 佳不易泛黄 较高

医用聚氨酯材料研究进展

本文由灬抱抱熊贡献 ｐｄｆ文档可能在ＷＡＰ端浏览体验不佳。建议您优先选择ＴＸＴ，或下载源文件到本机查看。 ■　ＰＵ　技术 医用聚氨酯材料研究进展 ◆ 鲍　俊　杰　，刘　都　宝　，黎兵，许戈文　安徽大学化学化工学院 ＰＵ　技　术 ＰＵ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 摘　要　：概述了医用聚氨酯材料的发展背景、医用聚氨酯的性能以及分类。综述了医用 聚氨酯材料在人工心脏、人造血管、矫形绷带、计生用品、医用胶粘剂、医用敷料、人工　皮肤、　药物载体等领域的应用，　同时指出了医用聚氨酯目前存在的问题以及未来的发展前　景。　关　键　词　：聚氨酯，医用，进展。 １　．　医用聚氨酯发展背景 １．１　聚氨酯树脂发展史　聚氨酯是在高分子结构主链上含有许多氨基甲酸酯基　团（－　ＮＨＣＯＯ　－）的聚合物，国际上称为　ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅ，　我国某些资料译为聚氨基甲酸酯、　聚脲烷等。　按行业习惯，　目前我国将此类聚合物通称为聚氨酯，　其系列产品统称为　聚氨酯树脂，　是合成材料中的重要品种，　它已跃居合成材　［１］　料第六位　。　聚氨酯树脂是一种新型的具有独特性能和多方面用途　的高聚物，　已有７０多年的发展历史。　它以二异氰酸酯和多　元醇为基本原料加聚而成，　选择不同数目的官能基团和不　同类型的官能基，　采用不同的合成工艺，　能制备出性能各　异、　表现形式各种各样的聚氨酯产品。　有从十分柔软到极　其坚硬的泡沫塑料，　有耐磨性能优异的弹性橡胶，　有高光　泽性的油漆、　涂料，　也有高回弹性的合成纤维、　抗挠曲性　能优良的合成皮革、　粘结性能优良的胶粘剂以及防水涂料　和灌浆材料等，　逐渐形成了一个品种多样、　性能优异的新　［２］　型合成材料系列　。 ７２ 环　球　聚　氨　酯　网　ｗｗｗ　．ｐｕｗｏｒｌｄ．　ｃｏｍ 由于这种高聚物具有可发泡性、弹性、耐磨性、粘　接性、耐低温性、耐溶剂性、耐生物老化性等，因此，它　是发展较快的一种高分子合成材料，　被广泛用应于工业及　日常生活中，　并几乎渗透到国民经济各个部门。　其产量与　品种与年俱增，　国外有人说：　“７０年代聚氨酯树脂工业的　地位相当于２０年代的钢铁工业、　４０年代的聚烯烃。［２］我国　”　从６０年代初在这个领域内开展科研工作，　并逐步建立了工　业生产装置。　到目前为止，　我国的聚氨酯工业从科研到生　产已基本形成体系，　初具规模。　１．２　医用聚氨酯　大量动物实验和急慢性毒性实验证实，医用聚氨酯　无毒、　无致畸变作用，　对局部无刺激性反映和过敏反应，　聚　［３］　氨酯在医学领域上应用具有较好的生物相容性　。　医用聚　氨酯材料有与人体组织相容性和血液相容性好，良好的韧　性、耐溶剂性、耐水解性、耐微生物，无毒性，良好的耐　磨损、　粘结性、　抗曲挠性能，容易成型加工，性能可控等优　异的性能，　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 ＰＯ　ＬＹＵＲＥＴＨＡＮＥ ＰＵ　技术？医用聚氨酯材料研究进展 具都能使其发挥出良好的性能。　自２０世纪５０年代聚氨酯首次应用于生物医学，四十多　年来，聚氨酯在医学上的用途日益广泛，　１９５８年聚氨酯首　次用于骨折修复材料，而后又成功地应用于血管外科手术缝　合用补充涂层，　７０年代开始，聚氨酯作为一种医用材料已　倍受重视。　到了８０年代，用聚氨酯弹性体制造人工心脏移　植手术获得成功，使聚氨酯材料在生物医学上的应用得到进　一步的发展［４］，近年来，随着科技的进步和研究水平的　提高，　新的医用聚氨酯材料不断涌现，　制品的性能也不断　完善。　１．２．１医用聚氨酯的性能　聚氨酯是由软链段和硬链段交替镶嵌组成的、含有　许多　－ＮＨＣＯＯ－　基团的极性高聚物，通过选择适当的软、硬　链段结构及其比例，就可合成出既具有良好的物理机械性　能，又具有血液相容性

聚氨酯阻燃剂的特性和行业分类应用简介

和其他大多数高分子材料一样，聚氨酯不耐热，容易被点燃，产生毒性气体，危害人身财产安全。所以，一般通过各种方法，使聚氨酯制品具有一定的阻燃性。添加阻燃剂是最常用的方法，阻燃剂是聚氨酯材料的重要助剂。 一、卤代磷酸酯 卤代磷酸酯类化合物是聚氨酯泡沫塑料中应用广泛、效果显著的一大类添加型有机阻燃剂。多数卤代磷酸酯常温下有液态，使用方便，与多元醇有良好的相容性，且价格适中。卤代磷酸酯阻燃剂的品种非常多，我们就对常用的几种分别作一下介绍。 1、三(2-氯乙基)磷酸酯 三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)是一种添加型阻燃剂，在聚氨酯软泡、硬泡生产中都能使用。但以用于硬泡效果更好，这是因为硬泡的闭孔率高，透气性小，阻燃剂挥发较困难，阻燃效果维持的比较长久。它的缺点是用量较大，如果用量超过15%时，泡沫塑料的物性则有下降现象。 TCEP广泛用于阻燃聚氨酯泡沫塑料，在聚氨酯硬泡或半硬泡中添加10%TCEP可获得显著的效果。使用TCEP降低硬泡的脆性，而不削弱泡沫的抗蚀性。当TCEP用于聚氨酯软泡，例如阻燃改性高回弹泡沫，TCEP可与三聚氰胺结合使用。TCEP可作为一个单独组分在发泡过程中直接注入混合头，也可在发泡前与聚醚多元醇混合，同时可降低多元醇组分黏度。 TCEP是应用最早、最广也是最便宜的阻燃剂，它具有较好的抗水解性和较高的阻燃效率，但容易挥发损失，阻燃持久性较差。 生产厂家：美国雅保(Antiblaze 100)，德国科莱恩，美国康普顿集团公司，江都大江，江苏雅克等。 2、三(2-氯丙基)磷酸酯 三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)是一种添加型阻燃剂，兼具有良好的增塑作用。由于分子内同时含有磷、氯两种元素，阻燃性能显著，同时还有增塑、防潮、抗静电等作用。因为磷氯含量比TCEP低，因此它的阻燃效果也相对减弱。 TCPP主要用于聚氨酯泡沫塑料的阻燃剂。一般较多的用于聚氨酯硬泡及PIR硬泡中，也用于聚氨酯软泡。用于聚氨酯软泡时持久性不好，但不会使泡沫发生焦烧现象。 生产厂家：美国雅保(Antiblaze TMCP及Antiblaze 80)，德国科莱恩，德国拜耳(Levagard PP)，江都大江，江苏雅克，张家港常余等。 二、磷酸酯类阻燃剂 磷酸酯的品种较多，许多磷酸酯可用作聚氨酯的阻燃剂。但磷酸酯同时具有增塑效应，

聚氨酯材料

聚氨基甲酸酯 百科名片 聚氨基甲酸酯 聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。 目录 聚氨基甲酸酯 聚氨酯涂层剂 行业发展 施工工艺 用作鲨鱼皮泳衣 相关新闻 展开 编辑本段聚氨基甲酸酯 基本信息 中文名：聚氨基甲酸酯；聚氨酯 聚氨基甲酸酯 拼音：jù ān jī jiǎ suān zhǐ 前言聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团(ＮＨＣＯＯ)的大分子化合物的统称。它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基

化合物加聚而成。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外,还可含有醚、酯、脲、缩二脲,脲基甲酸酯等基团。聚氨酯的结构 英文名：polyurethane 研发历史 聚氨酯(简称TPU)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品。聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等，广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。 1937年德国Otto Bayer教授首先发现多异氰酸酯与多元醇化合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。20世纪50年代末我国聚氨酯工业开始起步，近lO多年发展较快。 制备来源 由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成的高分 聚氨基甲酸酯 子化合物。 聚氨基甲酸酯，是分子结构中含有—NHCOO—单元的高分子化合物，该单元由异氰酸基和羟基反应而成，反应式如下： —N=C=O + HOˉ → —NH-COOˉ 聚氨酯的发现：20世纪30年代，德国Otto Bayer 首先合成了TPU。在1950年前后，TPU作为纺织整理剂在欧洲出现，但大多为溶剂型产品用于干式涂层整理。20世纪60年代，由于人们环保意识的增强和政府环保法规的出台，水系TPU涂层应运而生。70年代以后，水系PU涂层迅速发展，PU涂层织物已广泛应用。80年代以来，TPU的研究和应用技术出现了突破性进展。与国外相比，国内关于PU纺织品整理剂的研究较晚。 主要用途

聚氨酯泡沫塑料的阻燃

聚氨酯泡沫塑料的阻燃 刘益军柏松 （江苏省化工研究所南京210024） 摘要：简要介绍了对多孔性材料聚氨酯泡沫塑料进行阻燃处理的重要性，并对各类阻燃剂的阻燃机理以及聚氨酯泡沫塑料阻燃研究领域的技术进展进行了介绍。较全面地综述了改善软质和硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃性能的方法，包括：各种添加型阻燃剂和反应型阻燃剂的特点及使用效果，不同阻燃剂的协同作用，引入异氰脲酸酯基团对硬泡阻燃性能提高，采用阻燃剂溶液浸渍开孔泡沫塑料等。 关键词：聚氨酯；泡沫塑料；阻燃剂；阻燃 聚氨酯泡沫塑料由于含可燃的碳氢链段、密度小、比表面积大，未经阻燃处理的聚氨酯是可燃物，遇火会燃烧并分解，产生大量有毒烟雾，给灭火带来困难。特别是聚氨酯软泡开孔率较高，可燃成分多，燃烧时由于较高的空气流通性而源源不断地供给氧气，易燃且不易自熄。聚氨酯泡沫塑料的许多应用领域如建筑材料、床垫、家具、保温材料、汽车座垫及内饰材料等，都有阻燃要求。国外对聚氨酯泡沫材料的阻燃相当重视，颁布了许多有关阻燃的法规和阻燃标准。在我国，对用于飞机、轮船、铁路车辆、汽车、其它重要场所及设施的聚氨酯泡沫，先后都提出了阻燃要求，且很多已采用了阻燃级聚氨酯泡沫[1]。 所谓阻燃，实际上指达到某种规范或某种试验方法的一个具体标准，塑料的“阻燃”或“难燃”一般只是对于小火而言，在大火中仍能燃烧。不过阻燃性能好的泡沫塑料遇小火年自熄，不易引起火灾；在火灾中，由于燃烧性能的降低，可降低火灾蔓延及产生刺激性有毒烟雾的危险。 已有大量的文献综述阻燃剂在聚氨酯泡沫塑料中的应用[1～3]，现根据部分文献数据，对聚氨酯泡沫塑料的阻燃技术作一简单的综述。

1 阻燃原理 一般，通过添加阻燃剂提高泡沫塑料的阻燃性，以延缓燃烧、阻烟甚至使着火部位自熄。也可采用含阻燃元素的多元醇(即反应型阻燃剂)为泡沫原料。阻燃剂必须具有以下一种或数种功能：能在着火温度或接近着火温度下吸热分解成不可燃物质；能与泡沫燃烧产物反应生成不易燃物质；可分解出能终止泡沫自由基氧化反应的物质。 在聚氨酯泡沫中，含磷阻燃剂主要在凝聚相发挥作用，磷化物可以消耗泡沫塑料燃烧时分解出的可燃气体，使其转化成不易燃烧的炭化物，泡沫体中磷(P)含量达1.5%左右时即可获得较佳的阻燃效果。 含卤素阻燃剂主要在气相中发挥作用，卤素是泡沫塑料燃烧反应的链终止剂，在塑料燃烧时生成卤化氢而抑制燃烧反应。据有关资料，为使泡沫获得较满意的阻燃性能，泡沫体中溴(Br)质量分数应达12%～14%，或氯(Cl)质量分数达18%～20%。当磷-卤联用时，由于存在一定的协同效应，故0.5%P＋(4%～5%)Br或1%P＋(8%～12%)Cl即可使聚氨酯泡沫具有自熄性[1]。 典型的磷-氮阻燃体系可由聚磷酸铵和三聚氰胺等组成，在泡沫受热初期，阻燃剂分解产生磷酸等，它与多羟基化合物形成具有阻燃作用的磷酸酯并释放水蒸气；在高温下泡沫中的阻燃剂气化产生不燃性气体，使熔融的泡沫炭化形成疏松的多孔性阻燃层。 氢氧化铝中含有大量的结晶水(质量分数可高达34％)，结晶水在泡沫塑料生产过程中很稳定，但在泡沫塑料燃烧温度时将快速分解，吸收燃烧热，并在火源和泡沫间形成不燃性的屏障，从而起到阻燃作用。同时，它也是一种烟气抑制剂。 2 添加阻燃剂制备阻燃泡沫塑料

聚氨酯研究进展

聚氨酯树脂的研究进展 摘要：本文综述了聚氨酯目前研究热点，其中包括氟硅改性、水性化、非异氰酸酯聚氨酯和聚氨酯纳米复合材料的研究，指出了聚氨酯未来研究方向。 关键词：聚氨酯；氟硅改性；水性；非异氰酸酯；纳米复合材料 Research progress of polyurethane Abstract：This article reviews the current research focus of polyurethane, including fluorine-modified, water-based, non-isocyanate polyurethane and polyurethane nano-composites,demonstrating future research directions of polyurethane. Keyword: polyurethane; fluorine-modified; non-isocyanate; nano-composites 引言 聚氨酯树脂(PU)是一种重要的合成树脂，它具有优良的性能，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；它的产品形态多样，如泡沫塑料、弹性体、涂料、胶黏剂、纤维素、合成革等；因此广泛应用于交通运输、建筑、机械、家具等诸多领域。 1.氟硅改性 氟硅改性聚氨酯是目前研究的热点之一，氟硅具有独特的化学结构，其表面能较低，因此在成膜过程中向表面富集，可赋予改性聚合物涂膜优良的耐水、耐油污、耐候、耐高低温使用性能以及良好的机械性能。常有两种: 一种方法是将含有羟基或胺基的硅氧烷树脂或单体与二异氰酸酯反应，将有机硅氧烷引到水性聚氨酯中，利用硅氧烷的水解缩合交联来改善聚氨酯的性能；另一种方法是在环氧硅氧烷作为后交联剂引入到体系中，形成环氧交联改性聚氨酯体系。Cheng(Cheng, Zhang et al. 2005)等人基于聚丙二醇（PPG），聚醚接枝聚硅氧烷（PE- PSI），2,4 - 甲苯二异氰酸酯（TDI），二羟甲基丙酸（DMPA）和1,4 -丁二醇（BDO）合成一个新颖的硅氧烷改性聚氨酯（PE- PSI）。Luo(Luo, Huang et al. 2010)等人基于异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI），以二端羟烷基聚[甲基-（3,3,3- 三氟丙基）]硅氧烷（PMTFPS）为软段，聚己内酯（PCL）的混合软段的基础上，合成氟-硅氧烷改性聚氨酯系列。Linlin(Linlin, Xingyuan et al. 2007)等以2,4-甲苯二异氰酸酯、二端羟丁基聚二甲基硅氧烷（DHPDMS）、聚四氢呋喃醚二醇、1,4-丁二醇为主要原料合成了系列的有机硅改性聚氨酯（Si-PU）。硅烷改性聚氨酯的研究十分活跃，以聚氨酯为主链通过硅烷封端改性，是一个重要的发展方向。Mahdi(Mahdi, Syed Z. Rochester Hills et al. 2001)通过硅烷偶联剂改性聚氨酯，提高了聚氨酯密封胶对玻璃的粘接性，而且不用底涂剂，甚至可胶接油漆面和有机物污染的表面。Sun, DX(Sun, Miao et al. 2011)等用硅烷偶联剂（SiCA）改性功能化的纳米二氧化硅聚氨酯，提高其热稳定性、

聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料,被誉为“第五大塑料

聚氨酯是一种新兴的有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。产品应用领域涉及轻工、化工、电子、纺织、医疗、建筑、建材、汽车、国防、航天、航空.... 1、PU软泡Flexible PU 垫材——如座椅、沙发、床垫等，聚氨酯软泡是一种非常理想的垫材材料，垫材也是软泡用量最大的应用领域； 吸音材料——开孔的聚氨酯软泡具有良好的吸声消震功能，可用作室内隔音材料； 织物复合材料——垫肩、文胸海绵、化妆棉；玩具 2、PU硬泡Rigid PU 冷冻冷藏设备——如冰箱、冰柜、冷库、冷藏车等，聚氨酯硬泡是冷冻冷藏设备的最理想的绝热材料； 工业设备保温——如储罐、管道等； 建筑材料——在欧美发达国家，建筑用聚氨酯硬泡占硬泡总消耗量的70%左右，是冰箱、冰柜等硬泡用量的一倍以上；在中国，硬泡在建筑业的应用还不像西方发达国家那样普遍，所以发展的潜力非常大； 交通运输业——如汽车顶篷、内饰件（方向盘、仪表盘）等； 仿木材——高密度（密度300~700kg/m3）聚氨酯硬泡或玻璃纤维增强硬泡是结构泡沫塑料，又称仿木材，具有强度高、韧性好、结皮致密坚韧、成型工艺简单、生产效率高等特点，强度可比天然木材高，密度可比天然木材低，可替代木材用作各类高档制品。 灌封材料——例如防水灌浆材料、堵漏材料、屋顶防水材料 花卉行业——PU花盆、插花泥等 3、PU半硬泡Semi-rigid PU 吸能性泡沫体——吸能性泡沫体具有优异的减震、缓冲性能，良好的抗压缩负荷性能及变形复原性能，其最典型的应用是用于制备汽车保险杠； 自结皮泡沫体（Integral Skin Foam）——用于制备汽车方向盘、扶手、头枕等软化性内功能件和内部饰件。自结皮泡沫制品通常采用反应注射模塑成型（Reaction Injection Moulding，简称RIM）加工技术； 微孔弹性体——聚氨酯微孔弹性体最典型的应用是用于制鞋工业。 4、聚氨酯弹性体（PU Elastomers） 浇注型聚氨酯弹性体（简称CPU）——是聚氨酯弹性体中应用最广、产量最大的一种； 热塑型聚氨酯弹性体（简称TPU）——热塑型聚氨酯弹性体约占聚氨酯弹性体总量的25%左右； 混炼型聚氨酯弹性体（简称MPU）——占聚氨酯弹性体总量的10%左右。 实心轮胎；印刷、输送胶辊；压型胶辊；油封、垫圈球节、衬套轴承；O型圈；撑垫；鞋底、后根、包头；衬里；齿轮等，不同应用领域，选择的弹性体的硬度范围不同。 在矿山、冶金等行业的应用——筛板、摇床等 在机械工业方面的应用——胶辊、胶带、密封件等； 在汽车工业方面的应用——轮胎、密封圈等； 在轻工业方面的应用——聚氨酯鞋底料、聚氨酯合成革、聚氨酯纤维； 在建筑工业方面的应用——防水材、铺装材、灌封材等。 5、聚氨酯鞋底料（Shoe Sole） 聚氨酯鞋底具有诸多优点：密度低，质地柔软，穿着舒适轻便；尺寸稳定性好，储存寿命长；优异的耐磨性能、耐挠曲性能；优异的减震、防滑性能；较好的耐温性能；良好的耐化学品性能等等。聚氨酯多用于制造高档皮鞋、运动鞋、旅游鞋等。

改性水性聚氨酯研究进展

改性水性聚氨酯研究进展 改性水性聚氨酯研究进展 摘要：介绍了几种水性聚氨酯化学改性研究进展，包括环氧树脂、丙烯酸树脂、有机硅烷等二元共聚改性及两种以上树脂的三元共聚改性的研究状况。展望了水性聚氨酯化学改性的发展趋势。 关键词：水性聚氨酯；改性；共聚 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 0 前言 聚氨酯(polyurethane)是聚氨基甲酸酯的简称，是在聚合物内含有相当数量氨酯键的高分子化合物。水性聚氨酯(WPU)是以水代替有机溶剂作为分散介质的二元胶态体系，它不含或含有少量有机溶剂，具有不燃、无毒无污染、节省能源、操作加工方便等优点，同时保留了传统溶剂型聚氨酯的一些优良胜能，如良好的耐磨性、柔韧性、耐低温性和耐疲劳性等。单一的聚氨酯乳液尚存在自增稠性差、固含量低、乳胶膜的耐水性差、光泽性较低、涂膜的综合性能较差等缺点。但是，PU预聚体中的-NCO基团具较强的活性，能与羟基、氨基、乙烯基等基团反应，这就为研究者通过改性来提高WPU涂料的综合性能提供了可能，促使广大的科研工作者对水性聚氨酯涂料进行各种改性研究，以扩大其应用范围。 水性聚氨酯改性的方法有物理共混和化学共聚两种形式：共混是将具有互补特性的两种或多种树脂混合在一起，存在的最大问题是混容稳定性差；共聚是通过在体系中引入各种功能性的成分，合成具有特殊性能的复合乳液，因乳液的稳定性好而具实用性。目前，PU与羧甲基纤维素、聚乙烯醇、醋酸乙烯、丁苯橡胶、环氧树脂、聚硅氧烷和丙烯酸酯的复合乳液均有研究，其中后三类复合乳液因在功能上与水性聚氨酯具有互补性，尤其对聚氨酯涂层的耐水性及硬度、强度等力学性能的改善较为显著，因此，研究最为活跃。

聚氨酯胶黏剂的研究进展

河北联大 Hebei United University 2008级 《胶粘剂与涂料》课程论文聚氨酯胶粘剂的研究进展 姓名东日 班级08应化2 学号02 分数

聚氨酯胶粘剂的研究进展 陈 (河北联合大学化学工程学院，唐山，063009) 摘要：综述了聚氨酯胶粘剂的特性和种类，以及国内聚氨酯胶粘剂研究现状；概述了近年来国内外聚氨酯胶粘剂研究开发和应用进展，并介绍了重点介绍了聚氨酯胶粘剂的发展动态和几类主要的聚氨酯胶粘剂的研究进展，并对其进行了分析，结合我国实际情况对今后聚氨酯胶粘剂的发展方向做出了展望。 关键词：聚氨酯；胶粘剂；研究进展 聚氨酯（PU）胶粘剂(Polyurethane Adhesive)是指分子链中含有氨酯基团（-NHCOO-）和/或异氰酸酯基（-NCO）类的胶粘剂。聚氨酯胶粘剂分为多异氰酸酯和聚氨酯两大类，因含有极性很强、化学活泼性很高的异氰酸酯和氨酯基，提高了对各种材料的粘结性,并具有很高的反应性，能常温固化。胶膜坚韧，耐冲击，挠曲性好，剥离强度高，有很好的耐超低温性，耐油和耐磨性等，故它不仅可以胶接聚氨酯海绵和聚氨酯橡胶，而且能胶接橡胶与织物、橡胶与金属、金属与金属、金属与陶瓷、木材与木材和橡胶与塑料等[1]。聚氨酯胶粘剂由于性能优越,在国民经济中得到广泛应用，是八大合成胶粘剂的重要品种之一。近年来,在国内外成为发展最快的胶粘剂[2]。 1. 聚氨酯胶粘剂的特性及分类 1.1 聚氨酯胶粘剂的特性 1.1.1 适用范围广，粘接强度高 由于聚氨酯胶粘剂的分子链中-NCO可以和多种含活泼氢的官能团反应，形成界面化学键结合，因此对多种材料具有极强的粘附性能。不仅可以粘结多孔性的材料，如泡沫塑料、陶瓷、木材、织物等，而且可以胶接多种金属、无机材料、塑料、橡胶和皮革等。德国Bayer公司的聚氨酯胶粘剂专家Gunter Festel指出：聚氨酯胶粘剂的多样性几乎为每一种粘接难题都准备了解决的方法[3] 1.1.2 可配制不同硬度的胶粘剂，使用方便 使用不同原料配制的聚氨酯胶粘剂，由于其配比不同，可以得到从柔软到坚硬的一系列不同硬度的胶粘剂，可以胶接不同的被粘物。使用方便简单。