聚氨酯化学与工艺3原料ppt课件.ppt

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1、 Chap .2 基本原料基本原料（共（共4学时）学时）第三节第三节 扩链（交联）剂扩链（交联）剂（2 2学时）学时）第四节第四节 催化剂催化剂第五节第五节 其它配合剂其它配合剂返回主页返回主页 重点掌握重点掌握制备聚氨酯材料常用原料规制备聚氨酯材料常用原料规格、种类及相关指标，固化剂种类及品种，格、种类及相关指标，固化剂种类及品种，以及催化剂、发泡剂、稳定剂等相关助剂以及催化剂、发泡剂、稳定剂等相关助剂的种类及各自的特性的种类及各自的特性。 本节教学目的及要求本节教学目的及要求第三节扩链（交联）剂第三节扩链（交联）剂 扩链剂扩链剂（chain extender or chain crossl

2、inker）是指能使分子链延伸、扩展或形成空间网状交联的是指能使分子链延伸、扩展或形成空间网状交联的低分子量醇类、胺类化合物。低分子量醇类、胺类化合物。 在聚氨酯聚合物的生产中，主要用在聚氨酯聚合物的生产中，主要用双官能度双官能度扩链剂或三、四官能度的交联剂扩链剂或三、四官能度的交联剂。它们有以下特点：它们有以下特点：具有能与反应体系进行具有能与反应体系进行化学反应的特性基团，化学反应的特性基团，且分子量低，反应活泼且分子量低，反应活泼。低分子二元化合物和低分子三元或四元化合低分子二元化合物和低分子三元或四元化合物能使聚氨酯反应体系迅速地进行物能使聚氨酯反应体系迅速地进行扩链和交联。扩链和交联

3、。利用扩链剂参与反应并进入聚合物的行为，利用扩链剂参与反应并进入聚合物的行为，可以将扩链剂分子中的某些特性基团结构引入可以将扩链剂分子中的某些特性基团结构引入聚氨酯主链中聚氨酯主链中，能对聚氨酯的某些性能产生一，能对聚氨酯的某些性能产生一定影响。定影响。一、扩链剂的分类一、扩链剂的分类 聚氨酯聚合物用扩链剂的种类较多，按聚氨酯聚合物用扩链剂的种类较多，按扩链剂的化学结构基本可分为扩链剂的化学结构基本可分为醇类化合物和醇类化合物和胺类化合物胺类化合物，其官能基均为，其官能基均为2 2或小于或小于4 4。 随着聚氨酯工业的高速发展和应用领域、随着聚氨酯工业的高速发展和应用领域、产品形式的不断扩张，

4、扩链剂的新品种也在产品形式的不断扩张，扩链剂的新品种也在迅速增加，但实际大量使用的仍然是二醇或迅速增加，但实际大量使用的仍然是二醇或二胺类低分子化合物。二胺类低分子化合物。醇类胺类小分子醇醇胺类二醇三醇脂肪类：EG、1,2-PG、1,4-BD、DEG、HD芳香类：HER、HQEE：甘油、TMP：二乙醇胺、三乙醇胺MOCA扩链（交联）剂Ethacure E-100 E-300聚氨酯常用扩链（交联）剂聚氨酯常用扩链（交联）剂聚氨酯扩链（交联）剂分类，典型品种及应用聚氨酯扩链（交联）剂分类，典型品种及应用 类类 别别典典 型型 品品 种种典型应用典型应用多元醇类多元醇类乙二醇，丙二醇，乙二醇，丙二醇

5、，1，4丁二醇，丁二醇，一缩二乙二醇，丙三醇等一缩二乙二醇，丙三醇等自结皮泡沫，弹性体，粘合剂，自结皮泡沫，弹性体，粘合剂，半硬泡等半硬泡等脂环醇类脂环醇类1，4环已二醇，氢化双酚环已二醇，氢化双酚A。弹性体，粘合剂。弹性体，粘合剂。芳醇类芳醇类二亚甲基苯基二醇，对苯二酚双二亚甲基苯基二醇，对苯二酚双羟羟乙基醚，间苯二酚羟基醚乙基醚，间苯二酚羟基醚弹性体弹性体二胺类二胺类3，3二氯二氯4，4二苯基甲烷，二苯基甲烷，二乙基甲苯二胺，二乙基甲苯二胺，3，5二甲硫基甲苯二甲硫基甲苯二胺。二胺。弹性体，涂料，涂料。弹性体，涂料，涂料。醇胺类醇胺类二乙醇胺，三乙醇胺，甲基二乙醇胺，二乙醇胺，三乙醇胺，甲

6、基二乙醇胺，半硬泡，高回弹泡沫，涂料，半硬泡，高回弹泡沫，涂料，合成系。合成系。其其 他他甘油烯丙基醚、缩水甘油烯丙基醚过甘油烯丙基醚、缩水甘油烯丙基醚过氧化二异丙苯、硫磺氧化二异丙苯、硫磺弹性体弹性体1 1、醇类扩链剂、醇类扩链剂含有端羟基的醇类化合物可以与异氰酸酯反应含有端羟基的醇类化合物可以与异氰酸酯反应生成氨基甲酸酯生成氨基甲酸酯，它与聚醇主剂原料相比较，由于，它与聚醇主剂原料相比较，由于它们的分子量低，更易与异氰酸酯反应。它们的分子量低，更易与异氰酸酯反应。 在冷熟化泡沫体，自结皮泡沫体、硬质泡沫体、在冷熟化泡沫体，自结皮泡沫体、硬质泡沫体、半硬泡、高回弹以及聚氨酯橡胶、涂料等产品生

7、产半硬泡、高回弹以及聚氨酯橡胶、涂料等产品生产中，都可以作为反应的一个重要组分。中，都可以作为反应的一个重要组分。在众多品种的二元醇类扩链剂中，使用最多的在众多品种的二元醇类扩链剂中，使用最多的是是1 1，4 4丁二醇丁二醇( (1,4-dihydroxybutane)。小分子醇二醇三醇芳香类EG：HOCH2CH2OH1,2PG：HOCH2CHOHCH31,4BD：HOCH2CH2CH2CH2OHDEG：HOCH2CH2OCH2CH2OHHOCH2CH2CH2CH2CH2CH2OHHD：HOCH2CH2OOCH2CH2OHHQEE：HOCH2CH2OOCH2CH2OHHER：脂肪类甘油CH3C

8、H2CCH2OHCH2OHCH2OHTMPCHOHCH2OHCH2OH名称名称交联剂交联剂B B交联剂交联剂H H交联剂交联剂R R交联剂交联剂11861186主要成分主要成分1 1，4-4-丁二醇丁二醇1 1，4-4-丁二醇加入丁二醇加入少量特殊阻少量特殊阻聚剂聚剂1 1，4-4-丁二醇加丁二醇加入少量特殊入少量特殊促进剂促进剂2 2，3-3-丁二醇丁二醇密度（密度（2020）1.021.021.021.021.021.021.01.0凝固点凝固点19.519.517-1817-1816-1816-18-26-26水含量水含量0.10.10.10.10.20.20.150.15闪点闪点127

9、1271271271271279393着火点着火点390390390390390390400400固体比热容固体比热容2.012.012.012.012.012.012.682.68液体比热容液体比热容2.262.262.262.262.262.26熔融潜热熔融潜热1.901.9018818818818842-6342-631，4丁二醇及主要二醇扩链剂的主要性能丁二醇及主要二醇扩链剂的主要性能燃烧热燃烧热28.428.428.425.7蒸汽压蒸汽压 111 1116.76.76.7 124 12413.313.313.313.3 151 15153.353.353.3 171 171133.3

10、133.3-133.3 226 2261013.21013.21013.21013.2黏度（黏度（2525）727272117折射率折射率1.4461.4461.4461.4390 以脂肪醇类为主的扩链剂，在泡沫类产品以脂肪醇类为主的扩链剂，在泡沫类产品中，主要用于高回弹软泡、半硬泡、中，主要用于高回弹软泡、半硬泡、RIMRIM硬泡硬泡以及微孔弹性体等制品的生产中。典型的产品以及微孔弹性体等制品的生产中。典型的产品发发Voranol2025(Dow)Wyandotte2004(BASF),以及上表中以及上表中Bayer公司的交联剂公司的交联剂B、H、R、及、及1186等。等。 脂肪醇类脂肪醇类

11、扩链剂在聚氨酯弹性体、涂料等产品扩链剂在聚氨酯弹性体、涂料等产品中，尤其在中，尤其在MDIMDI基基PURPUR产品产品中，是应用极广的的扩链中，是应用极广的的扩链剂。除二官能基的化合物以外，在聚氨酯合成过程剂。除二官能基的化合物以外，在聚氨酯合成过程中还经常使用三官能或四官能基化合物。常用的有中还经常使用三官能或四官能基化合物。常用的有三羟甲基丙烷三羟甲基丙烷(TMP)(TMP)、三异丙醇胺（、三异丙醇胺（TIPA)TIPA)和季戊四和季戊四醇醇(APP)(APP)等，常将它们与普通二元醇或二元胺配合使等，常将它们与普通二元醇或二元胺配合使用，以获得聚氨酯产品某些性能的改善和提高。用，以获得

12、聚氨酯产品某些性能的改善和提高。芳香族醇类芳香族醇类HQEEHQEE、HERHER及其液化产品及其液化产品。2、二元胺类扩链剂、二元胺类扩链剂低分子量二胺类化合物与二异氰酸酯反应十分低分子量二胺类化合物与二异氰酸酯反应十分激烈，成胶速度迅速，生产不易控制，但它与异氰激烈，成胶速度迅速，生产不易控制，但它与异氰酸酯反应生成内聚能高的脲基，能赋予聚氨酯聚合酸酯反应生成内聚能高的脲基，能赋予聚氨酯聚合物很好的物理机械性能物很好的物理机械性能。为解决反应速度过快、不。为解决反应速度过快、不易控制的缺点，普遍采用受阻胺类化合物，其中最易控制的缺点，普遍采用受阻胺类化合物，其中最著名的是著名的是3,33,

13、3二氯二氯4,44,4二氨基二苯基甲烷二氨基二苯基甲烷(3,3 -dichloro-4,4-dianilino methane ) )。它产生是由美。它产生是由美国国DuPontDuPont公司开发的，商品取名为莫卡（公司开发的，商品取名为莫卡（MOCAMOCA）。）。是由邻氯苯胺和甲醛进行综合反应，并经中和、醇是由邻氯苯胺和甲醛进行综合反应，并经中和、醇洗、重结晶等步骤制备的。洗、重结晶等步骤制备的。 MOCAMOCA为白色至浅黄色针状结晶体，有吸湿能力，为白色至浅黄色针状结晶体，有吸湿能力，易溶于丙酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺溶剂，溶于易溶于丙酮、四氢呋喃、二甲基甲酰胺溶剂，溶于乙醇、苯、甲

14、苯。其基本性能列表如下：乙醇、苯、甲苯。其基本性能列表如下： 物性物性指标指标生产厂生产厂和歌山（日）和歌山（日）伊哈拉（日）伊哈拉（日）苏州湘园苏州湘园产品产品牌号牌号ASMWM-WM-A密度密度/(g/cm3)1.44胺值胺值/(mmol/g)7.47.6外观外观浅黄色浅黄色浅黄色浅黄色浅黄色浅黄色白色白色浅黄色浅黄色分解分解温度温度/296熔点熔点/100104939998981001089898蒸汽压蒸汽压/Pa902.6710-3水分水分/0.20.20.20.20.30.30.30.30.30.31004.810-3丙酮不丙酮不溶物溶物/%0.040.040.040.040.040

15、.040.040.041207.210-3MOCA：NH2CH2CLNH2CLCH3NH2NH2H3CSSCH3CH3NH2H2NH3CSSCH3E300CH3NH2NH2CH2CH3CH3CH2CH3NH2H2NCH3CH2CH2CH3E100Ethacure胺类常用二胺类扩链剂列表常用二胺类扩链剂列表 美国美国Ethyl公司在公司在80年代先后开发了替代年代先后开发了替代MOCA的胺类扩链剂的胺类扩链剂Ethacure-100和和Ethacure-300,它们在室它们在室温下均为琥珀色透明液体，毒性小且使用方便，能温下均为琥珀色透明液体，毒性小且使用方便，能赋予赋予PUR优良的机械性能。优

16、良的机械性能。 Ethacure-100实际上是一种二胺的混合物实际上是一种二胺的混合物，主要是，主要是3,5二乙基二乙基2,4甲苯二胺（约占甲苯二胺（约占79%）、）、3,5二乙基二乙基2,6甲苯二胺（约占甲苯二胺（约占20%），其余还有二），其余还有二羟基和三羟基间苯二胺及三乙基苯二胺（约小于羟基和三羟基间苯二胺及三乙基苯二胺（约小于1%）。）。3、醇胺类扩链剂、醇胺类扩链剂作为作为PURPUR扩链剂使用的醇胺类化合物具有扩链剂使用的醇胺类化合物具有羟基和羟基和氨基两个不同的官能基氨基两个不同的官能基，它们不仅具有扩链交联功，它们不仅具有扩链交联功能，同时，还具有一定的适用期调节功能，所以

17、能能，同时，还具有一定的适用期调节功能，所以能对异氰酸酯反应产生影响。目前使用较多的醇胺类对异氰酸酯反应产生影响。目前使用较多的醇胺类扩链剂主要有扩链剂主要有乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、三异丙醇胺和丙醇胺和N,NN,N双（双（2 2羟丙基）苯胺羟丙基）苯胺等。它们不等。它们不仅可以作为普通聚醚合成中的起始剂，同时，也能仅可以作为普通聚醚合成中的起始剂，同时，也能作聚氨酯材料的扩链剂而用于高回软泡、半硬泡和作聚氨酯材料的扩链剂而用于高回软泡、半硬泡和硬泡配方中。硬泡配方中。醇胺类NCH2CH2OHCH2CH2OHCH2CH2OHHNCH2CH2OHCH2CH2OH

18、TGA：DGA：CH2CHCH3OHNCH2CHCH3OHCH2CHCH3OHTIPA:返回主页返回主页第四节第四节 催化剂催化剂（catalyzer）4.1催化剂的作用催化剂的作用 在聚氨酯蓬勃发展的过程中，催化剂的作用功在聚氨酯蓬勃发展的过程中，催化剂的作用功不可没。根据聚氨酯制品生产和用途的差异，选择使不可没。根据聚氨酯制品生产和用途的差异，选择使用催化剂的三种功能：用催化剂的三种功能： 1 1、促进链增长反应、促进链增长反应 使液态的中、小分子量的化学原料。通过催化剂使液态的中、小分子量的化学原料。通过催化剂作用、使其迅速反应，分子链快速增长、形成高分子作用、使其迅速反应，分子链快速增

19、长、形成高分子量的聚合物材料。量的聚合物材料。2 2、促进反应体系中某些特定的化学反应的反应速度。、促进反应体系中某些特定的化学反应的反应速度。 如在聚氨酯泡沫体的合成中，促进如在聚氨酯泡沫体的合成中，促进-NCO-NCO与与H H2 2O O的反应速度，的反应速度，使之快速反应产生大量二氧化碳气体；促进使之快速反应产生大量二氧化碳气体；促进NCONCO与多元醇端与多元醇端羟基间的反应，使之迅速生成氨基甲酸酯基团，分子链迅速羟基间的反应，使之迅速生成氨基甲酸酯基团，分子链迅速增加，加速材料的凝胶速度。增加，加速材料的凝胶速度。3 3、调节反应速度、调节反应速度 在聚氨酯合成的诸多复杂反应中，通

20、过使用不同类型的在聚氨酯合成的诸多复杂反应中，通过使用不同类型的催化剂，调节诸多竞争反应历程和平衡，催化剂，调节诸多竞争反应历程和平衡，促进设计的主反应促进设计的主反应的反应速度，减缓或抑制副反应的发生和进行，借助催化剂的反应速度，减缓或抑制副反应的发生和进行，借助催化剂的功能，获得最佳分子结构的设计目的。的功能，获得最佳分子结构的设计目的。4. 2催化剂分类催化剂分类脂肪胺类脂环胺类芳香胺类醇胺类胺盐类叔胺类催化剂金属烷基化合物铋铅锌锡汞等催化剂分类(典型催化剂举例典型催化剂举例)催化剂催化剂分子结构分子结构pKa相对催化活性相对催化活性三亚乙基二胺三亚乙基二胺5.423.9N甲基吗啡啉甲基

21、吗啡啉7.41.1N,N-二甲基环已二甲基环已胺胺10.00.7N,N,N,N-四甲四甲基亚甲基二胺基亚甲基二胺10.60.086NCH2CH2CH2CH2CH2CH2NH3CNCH2CH2CH2CH2ONCH2CH2CH2CH2H3CH3CCH2CH2NH3CH3CCH2NCH3CH31、叔胺类催化剂及其作用机理、叔胺类催化剂及其作用机理 叔胺类化合物对聚氨酯反应催化活性的大小主叔胺类化合物对聚氨酯反应催化活性的大小主要取决于以下几个因素：要取决于以下几个因素：第一、第一、叔胺的碱性大小叔胺的碱性大小。其碱性越大，催化活其碱性越大，催化活性越高性越高。当胺分子带有斥电子取代基时。会使氮原当胺

22、分子带有斥电子取代基时。会使氮原子上的电子云密度增加，碱性提高，催化活性增加；子上的电子云密度增加，碱性提高，催化活性增加；而当连接吸电子取代基团时，则正好相反。而当连接吸电子取代基团时，则正好相反。第二、从分子结构上讲，氮原子上所带取代基第二、从分子结构上讲，氮原子上所带取代基的空间障碍越小、催化活性越高的空间障碍越小、催化活性越高。第三、催化剂的浓度增加，催化活性增加第三、催化剂的浓度增加，催化活性增加。二、有机金属催化剂及其作用机理二、有机金属催化剂及其作用机理 对聚氨酯工业最为重要的是有机锡类催化剂。对聚氨酯工业最为重要的是有机锡类催化剂。根据锡原子的化合价，有机锡类催化剂可分为根据锡

23、原子的化合价，有机锡类催化剂可分为二价锡类化合物：二价锡类化合物：辛酸亚锡（辛酸亚锡（stannous octoate ）、）、 油酸亚锡等。油酸亚锡等。四价锡类化合物：四价锡类化合物：其烷基或芳基是通过其烷基或芳基是通过碳锡碳锡直接连直接连接在锡原子上，比较重要的是接在锡原子上，比较重要的是二丁基锡二月桂酸酯二丁基锡二月桂酸酯（dibutyltin dilaurate）。 有机锡类催化剂的催化活性与它有分子结构有有机锡类催化剂的催化活性与它有分子结构有关，其活性大小顺序如下：关，其活性大小顺序如下： R2SnO、R2SnSRSnX3、RSnOOH、R3SnXR4Sn； 取代基取代基R：CH3

24、C4H9C6H5 取代基取代基X：OHOC4H9、SC4H9、OCOCH3ClF。4.3 4.3 催化剂的选择催化剂的选择（一）聚氨酯软质块状泡沫体（一）聚氨酯软质块状泡沫体通常使用的叔胺类催化剂有通常使用的叔胺类催化剂有三亚乙基二三亚乙基二胺、二甲基乙醇胺、双（二甲基氨基乙基）胺、二甲基乙醇胺、双（二甲基氨基乙基）醚（醚（A-1)A-1)、辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯、辛酸亚锡、二丁基锡二月桂酸酯等等，推荐用量为，推荐用量为0.10.10.30.3，可单独使用，但，可单独使用，但多种催化剂混合使用，催化效果更佳。多种催化剂混合使用，催化效果更佳。（二）高回弹模塑泡沫体（二）高回弹模塑泡沫体高

25、回弹模塑泡沫制品具有在模具中高回弹模塑泡沫制品具有在模具中冷熟化成型冷熟化成型和高回弹性能特点和高回弹性能特点，要求其原料必须具有较高的反，要求其原料必须具有较高的反应活性，混合浆料在模腔中具有良好的流动性，即应活性，混合浆料在模腔中具有良好的流动性，即发泡乳白时间要长，熟化凝胶时间要短发泡乳白时间要长，熟化凝胶时间要短。对催化剂。对催化剂的选择也必须满足该特定工艺的。为此，的选择也必须满足该特定工艺的。为此，推荐选择推荐选择使用延迟性催化剂为宜。使用延迟性催化剂为宜。（三）聚氨酯硬泡沫塑料（三）聚氨酯硬泡沫塑料（rigid PU foam plastic）用以生产聚氨酯硬质泡沫塑料的反应原料

26、的用以生产聚氨酯硬质泡沫塑料的反应原料的粘度普遍较高，流动性差，不利于大型夹芯板材、粘度普遍较高，流动性差，不利于大型夹芯板材、冰箱壳体保温层等制品的灌注。因此，正确选择催冰箱壳体保温层等制品的灌注。因此，正确选择催化剂的品种和配合量尤为重要，化剂的品种和配合量尤为重要，常用的催化剂有常用的催化剂有N N，N N二甲基环已胺、二甲基乙二醇胺、三亚乙基二二甲基环已胺、二甲基乙二醇胺、三亚乙基二胺等，可单独使用，也可与其他催化剂配合使用，胺等，可单独使用，也可与其他催化剂配合使用，推荐用量推荐用量0.10.11.01.0。（四）包装用聚氨酯泡沫体（四）包装用聚氨酯泡沫体包装用聚氨酯泡沫多为密度为包

27、装用聚氨酯泡沫多为密度为8Kg/m8Kg/m3 3以下的低以下的低密度泡沫体，密度泡沫体，常用的催化剂为含有一个羟基基团的常用的催化剂为含有一个羟基基团的催化剂，如二甲基乙醇胺等，用量为催化剂，如二甲基乙醇胺等，用量为0.30.30.50.5。该该类催化剂的羟基能和异氰酸酯发生反应而进入聚氨类催化剂的羟基能和异氰酸酯发生反应而进入聚氨酯分子结构中，可以有效地降低催化剂残留的臭味酯分子结构中，可以有效地降低催化剂残留的臭味。（五）异氰脲酸酯泡沫体（五）异氰脲酸酯泡沫体 在一般情况下，可使用胺类、有机金属盐、在一般情况下，可使用胺类、有机金属盐、羧酸季铵盐等羧酸季铵盐等三聚化催化剂三聚化催化剂，常

28、用的有，常用的有2,4,6三（三（N,N二甲基甲氨基）苯酚、二甲基甲氨基）苯酚、1,3,5三三（N,N甲基甲基3氨基丙基）对称六氢三嗪氨基丙基）对称六氢三嗪等。等。NC H2C H3C H3O HC H2C H2NNC H3C H3C H3C H32,4,6-三 （ 二 甲 胺 亚 甲 基 ） 苯 酚H2CNC H2NC H2NC H2NC H3C H333C H2NC H3C H33NH3CH3CC H2N ,N ,N （ 二 甲 胺 丙 基 ） 六 氢 三 嗪NC H2H2CH2CO H异 氰 酸 酯 三 聚 催 化 剂N ( 羟 乙 基 ） 亚 乙 基 亚 胺NC H3C H3N ,N

29、二 甲 基 环 己 胺NH吲 哚NR CC H2R Nn环 脒 化 合 物BOOOOR1R1M四 价 硼 络 合 物（六）（六）RIMRIM微孔弹性泡沫体微孔弹性泡沫体反应注射模制（反应注射模制（RIMReaction Injection Moulding) )泡沫是适应汽车复杂配件而快速发展起来泡沫是适应汽车复杂配件而快速发展起来的、高生产效率的聚氨酯制品生产工艺技术。欧洲的、高生产效率的聚氨酯制品生产工艺技术。欧洲使用的是使用的是有机锡有机锡- -叔胺复合催化体系叔胺复合催化体系，如，如三亚乙基二三亚乙基二胺和二丁基锡二月桂酸酯等，一般用量为胺和二丁基锡二月桂酸酯等，一般用量为0.10.1

30、0.50.5和和0.0150.0150.050.05。1 1 发泡剂发泡剂 制备聚氨酯泡沫塑料使用的发泡剂主要制备聚氨酯泡沫塑料使用的发泡剂主要有两类，即有两类，即水和低沸点化合物水和低沸点化合物。 利用水作为发泡剂，是制备聚氨酯泡沫利用水作为发泡剂，是制备聚氨酯泡沫塑料最主要的和使用最早的发泡剂。水和异塑料最主要的和使用最早的发泡剂。水和异氰酸酯反应，产生二氧化碳气体并生成脲基。氰酸酯反应，产生二氧化碳气体并生成脲基。4.5 其它助剂其它助剂n但以水作为发泡剂尚存在以下问题：但以水作为发泡剂尚存在以下问题：n完全使用水作发泡剂，虽在一定程度上能起到降低完全使用水作发泡剂，虽在一定程度上能起到

31、降低泡沫体密度的目的，但手感性差。泡沫体密度的目的，但手感性差。n水添加虽越大，反应放热越激烈。会引起泡沫体内水添加虽越大，反应放热越激烈。会引起泡沫体内芯变黄、焦烧、自燃，引发火灾。芯变黄、焦烧、自燃，引发火灾。n水是一种封端剂，它和异氰酸酯反应的主要作用是水是一种封端剂，它和异氰酸酯反应的主要作用是产生二氧化碳气体，并不能使聚氨酯分子链产生大幅产生二氧化碳气体，并不能使聚氨酯分子链产生大幅度增长。度增长。n此外，从经济角度考虑，水虽然是价格十分低廉此外，从经济角度考虑，水虽然是价格十分低廉的物质。但它却能消耗大量昂贵的异氰酸酯，即的物质。但它却能消耗大量昂贵的异氰酸酯，即1mol1mol水

32、将消耗水将消耗9.67molTDI;9.67molTDI;消耗消耗13.9molMDI13.9molMDI。其反应比例。其反应比例代价是很高的。代价是很高的。n辅助发泡剂辅助发泡剂n主要有主要有空气和低沸点化合物空气和低沸点化合物。n空气空气是在机械搅拌发泡时，在混合头处注入少量空气，是在机械搅拌发泡时，在混合头处注入少量空气，在聚合物中形成气泡。在聚合物中形成气泡。n低沸点化合物低沸点化合物是聚氨酯工业普遍使用的物理发泡剂，其是聚氨酯工业普遍使用的物理发泡剂，其中最常用的是中最常用的是一氟三氯甲烷一氟三氯甲烷( (简称简称CFCCFC11)11)和二氟二氯甲烷和二氟二氯甲烷( (简称简称CF

33、C-22)CFC-22)等，且以等，且以CFC-11CFC-11的应用最为普通，是一种十分的应用最为普通，是一种十分优秀的物理发泡剂。优秀的物理发泡剂。n然而，该类化合物是破坏地球臭氧层的主要物质，寻找然而，该类化合物是破坏地球臭氧层的主要物质，寻找取代氯氟烃取代氯氟烃(CFCs)(CFCs)类发泡剂的新品种是当前聚氨酯工业发展类发泡剂的新品种是当前聚氨酯工业发展的首要任务之一。的首要任务之一。n替代替代CFCsCFCs的新的理想发泡剂，应具备以下条件。的新的理想发泡剂，应具备以下条件。n(1) 发泡剂分子中不合氟原于，不会造成对大气臭氧层的破发泡剂分子中不合氟原于，不会造成对大气臭氧层的破坏

34、，即坏，即ODP（Ozone Depletion Potential，臭氧消耗潜值，臭氧消耗潜值)等等于零。于零。n(2)要求进入大气的发泡剂化合物分子能与氢化合反应，吸要求进入大气的发泡剂化合物分子能与氢化合反应，吸收远红外线光波的能力要小收远红外线光波的能力要小,不造成地球温室效应，即不造成地球温室效应，即GWP(Golbal Wwarming Potential，地球变暖潜值，地球变暖潜值)等于零等于零, (3)化学品安全，不易燃、毒性低、不会对人体造成癌变或化学品安全，不易燃、毒性低、不会对人体造成癌变或其他毒害。其他毒害。n(4) 产品原料易得，生产简单，价格低廉。产品原料易得，生产

35、简单，价格低廉。n(5)发泡剂在配方原料组分中化学稳定性好，并具备良好的互发泡剂在配方原料组分中化学稳定性好，并具备良好的互溶性。溶性。n(6)化学品沸点适中，易于工艺操作、气化潜热适中，能充分化学品沸点适中，易于工艺操作、气化潜热适中，能充分利用反应热进行气化发泡。利用反应热进行气化发泡。n(7)化合物分子量低，使用时，相应用量少，扩散速率低，导化合物分子量低，使用时，相应用量少，扩散速率低，导热系数变化率要小。热系数变化率要小。n 在在CFCs替代品的实验研究中，替代品的实验研究中，目前尚不能研制出完全满目前尚不能研制出完全满足上述要求的化学品足上述要求的化学品，但这些要求的提出，至少已给

36、，但这些要求的提出，至少已给CFCs替替代品研究指明了努力的方向。代品研究指明了努力的方向。n 由于世界各国基础研究水平和工业发展水平差距较大，对由于世界各国基础研究水平和工业发展水平差距较大，对聚氨酯泡沫产品特定性能的要求也不尽相同，故对聚氨酯泡沫产品特定性能的要求也不尽相同，故对CFCs替代替代技术的研究、应用侧重点并不一致。技术的研究、应用侧重点并不一致。n美国美国:在家电冰箱用品的生产中，侧重使用在家电冰箱用品的生产中，侧重使用HCFC-141b和和HFC-134a作为过渡性发泡剂；作为过渡性发泡剂；n欧洲欧洲:聚氨酯软泡：聚氨酯软泡：环戊烷类化合物环戊烷类化合物绝热性能要求高的建筑业

37、用聚氨酯硬泡：绝热性能要求高的建筑业用聚氨酯硬泡：HCFC-141b体系体系。n日本日本:对真空绝热板工艺兴趣浓厚。对真空绝热板工艺兴趣浓厚。n自结皮聚氨酯泡沫体自结皮聚氨酯泡沫体：普遍认为以全水发泡技术最为理想。：普遍认为以全水发泡技术最为理想。n我国我国:连续聚氨酯软质泡沫体的生产中侧重于二氯甲烷连续聚氨酯软质泡沫体的生产中侧重于二氯甲烷(MEC)、MEC/快速熟化的替代技术；箱式发泡生产则侧重使用快速熟化的替代技术；箱式发泡生产则侧重使用MEC和变压发泡工艺；对于半硬质泡沫体，以探索使用和变压发泡工艺；对于半硬质泡沫体，以探索使用HCFC-141b和全水发泡工艺居多；对于聚氨酯硬质泡沫，

38、则多使用和全水发泡工艺居多；对于聚氨酯硬质泡沫，则多使用HCFC-141b和液态二氧化碳发泡技术及环戊烷工艺。和液态二氧化碳发泡技术及环戊烷工艺。第一代第二代第三代CFCsCFC-11CFC-12CFC-13二氯甲烷（MEC）液态二氧化碳全水发泡氢氟烃环戊烷全水发泡HCFC-141bHCFC-22HCFC-141b环戊烷全水二氧化碳软泡自结皮泡沫硬泡HFCsHFCsHFC-245faHFC-365mfcHFC-245faHFC-365mfc2 2、脱模剂、脱模剂 作为脱模剂的物质通常是作为脱模剂的物质通常是蜡、脂肪酸金属盐类蜡、脂肪酸金属盐类和硅烷类聚合物和硅烷类聚合物。目前使用最为普遍的是。

39、目前使用最为普遍的是硅烷类聚硅烷类聚合物。合物。 外用脱模剂基本分为外用脱模剂基本分为溶剂型和水基型脱模剂溶剂型和水基型脱模剂。因前者含大量有机溶剂且存在火灾隐患，所以后者因前者含大量有机溶剂且存在火灾隐患，所以后者作为迅速发展起来的环保型脱模剂，已形成完整的作为迅速发展起来的环保型脱模剂，已形成完整的产品系列，取代溶剂型脱模剂。产品系列，取代溶剂型脱模剂。商品牌号商品牌号主要生产厂家主要生产厂家商品牌号商品牌号主要生产厂家主要生产厂家AcmosGer.Acmos Chemichefabrik.HysolGer.Dexter Co.AcmosilGer.Acmos Chemichefabrik

40、KRAXOFrekote,Inc.AqualeaseUSA Gerge Mann Co.Imr IIUSA Dow Chemical CoBaydur 726-IMRUSA Mobay Co.IMR S-700Byk Chemical Co.BomixGer.Ernst Bottler KG.MS-122NMiller-Stephenson Chem CoChem-Trend XMR-136NonstickenstoffFrekote Inc.ChestertonUSA A . W.Corning Co.RA-4000 Deco Coating Products Co.CilreleaseCo

41、mpounding Ingredients Limited Co.RA 8800 TeflonUSA E.I.Du Pont Co.ContourGer.Nordman Rassmann &Co. 8600 Paste WaxUSA E.I.Du Pont Co.CorningUSA Dow Corning Co.Teflon TMUSA E.I.Du Pont Co.DuraleaseTegotrennGer. GoldschmidtEasileaseGer.Nordmann Rassmann&Co.Toray Silicon SH 7020 Jap Koray Silicon Co.Flu

42、roriconGer. AcmosVydax ARUSA Du Pont国外典型脱模剂商品牌号及生产厂商国外典型脱模剂商品牌号及生产厂商3 3 阻燃剂阻燃剂 阻燃剂主要品种如下：阻燃剂主要品种如下： 三氧化二锑三氧化二锑SbSb2 2O O3 3（Antimony Oxide)Antimony Oxide) 氢氧化铝水合物氢氧化铝水合物Al(OH)Al(OH)3 3或或AlAl2 2O O3 3H H2 2O O。 硼酸锌硼酸锌(Zinc Borate)(Zinc Borate) 氧化锑氧化硅复合物氧化锑氧化硅复合物(Antimony Silico(Antimony Silico Oxide)

43、 Oxide) 偏硼酸钡偏硼酸钡(Barium Metaborate(Barium Metaborate) ) 五溴乙苯（五溴乙苯（PBEBPBEB） 溴代二苯醚溴代二苯醚 氯化石蜡氯化石蜡(Chlorinated Paraffin)(Chlorinated Paraffin) 有机阻燃剂有机阻燃剂4 4、增塑剂、增塑剂5 5、防老剂、防老剂6 6、紫外线吸收剂、紫外线吸收剂7 7、防霉剂、防霉剂8 8、抗静电剂、抗静电剂主要外语词汇：4，4-diphenylmethane diisocyanate（MDI） 4，4-二苯（基）甲烷二异氰酸酯二苯（基）甲烷二异氰酸酯a c i d n u m

44、b e r 酸 值酸 值1，4-butylene glycol（1，4-BG）or1，4-Butylene diol （1，4-BDD） 1，4-丁二醇丁二醇c a p r o l a c t o n e p l o y e s t e r 己 内 酯 型 聚 酯己 内 酯 型 聚 酯c a s t e r o i l 蓖 麻 油蓖 麻 油c a r b o d i i m i d e 碳 化 二 亚 胺碳 化 二 亚 胺c h a i n e x t e n d e r 扩 链 剂扩 链 剂c r o s s l i n k i n g a g e n t 交 联 剂交 联 剂cyclohe

45、xyl diisocyanate （ CHDI） 环 己 烷 二 异 氰 酸 酯环 己 烷 二 异 氰 酸 酯4，4-dicyclohecylmethane diisocyanate（H12MDI） 4，4-二环己基甲烷二异氰酸酯，即二环己基甲烷二异氰酸酯，即 氢化氢化MDI3，5-diamino-p-chloroisobutylbenzoate（Baytec-1604） 3，5-二氨基对氯苯甲酸异丁酯二氨基对氯苯甲酸异丁酯1，4-diazobicyclo-2，2，2-octane（DABCO） 1，4-二氮杂二氮杂-（2，2，2）-双环辛烷，即三亚乙基二胺双环辛烷，即三亚乙基二胺dibuty

46、ltin dilaurate（ DBTDL） 二 丁 基 锡 二 月 桂 酸 酯二 丁 基 锡 二 月 桂 酸 酯3，3-dichloro-4，4-dianilino methane（MOCA） 3，3-二氯二氯-4，4-二氨基二苯甲烷二氨基二苯甲烷4，4-methylene bis（2-Chloroaniline） 4，4-亚甲基双（二-氯苯胺）1，4-dihydroxybutane 1，4-丁二醇dimethyl methyl phosphonate（ D M M P ） 甲 基 膦 酸 二 甲 酯3，5-dimetylthio toluene dianiline（DMTDA） 3，5-二

47、甲硫基甲苯二胺1，6-hexamethylene diisocyanate（HDI） 1，6-六亚甲基二异氰酸酯hydroquinore dihydroxyethylether 氢醌二羟乙基醚h y d r o x y l n u m b e r 羟 值hydroxyl-terminated polybutadiene 端羟基聚丁二烯isophorone diisocyanate（IDDI）（3-isocyanatomethyl-3，5，5-trimethylcyclohexyl isocyanate） 异佛尔酮二异氰酸酯1，5-naphalene diisocyanate（NDI） 1，5-

48、萘二异氰酸酯papa-phenylene diisocyanate（PPDI） 对苯二异氰酸酯对苯二异氰酸酯p h e n y l m e r c u r y a c e t a t e 醋 酸 苯 汞醋 酸 苯 汞phenyl mercury pr opionate 丙 酸 苯 汞丙 酸 苯 汞polybutadiene glycol 聚 丁 二 烯 二 醇 ， 即 端 羟 基 聚 丁 二 烯聚 丁 二 烯 二 醇 ， 即 端 羟 基 聚 丁 二 烯polybutylene adipate（glycol） 聚己二酸丁二醇聚己二酸丁二醇 酯（二醇酯（二醇 ）p o l y b u t y l

49、e n e g l y c o l （ P B G ） 聚 丁 二 醇聚 丁 二 醇ploycaprolactone（glycol） polyester（diol） 聚酯（二醇）聚酯（二醇）p l o y e t h e r 聚 醚聚 醚p l o y e t h e r P U 聚 醚 型 聚 氨 酯聚 醚 型 聚 氨 酯polyethylene propylene adipate （Glycol） 聚己二酸乙二（醇聚己二酸乙二（醇 ）丙二（醇）丙二（醇 ）酯（二醇）酯（二醇）p o l y i s o c y a n u r a t e （ P I R ) 聚 异 氰 脲 酸 酯聚 异 氰

50、 脲 酸 酯polymeric glycol 聚合二醇、低聚（物）二醇、大分子二醇聚合二醇、低聚（物）二醇、大分子二醇p l o y o l 多 元 醇多 元 醇polytetramethylene glycol（PTMG） 聚四亚甲基二醇聚四亚甲基二醇polyoxytetramethylene glycol（POTMG） 聚氧四亚甲基二醇polytetrahydrofuran（PTHF） 聚四氢呋喃polytetramethylene ether Glycol（PTMEG） 聚四亚甲基醚二醇polyphenylmethane polyisocyanate（PAPI） 多苯基多亚甲基多异氰酸酯