聚氨酯化学与工艺剖析.ppt

聚氨酯化学与工艺 Chap .2 基本原料 第一节　有机异氰酸酯 第二节　低聚物多元醇化合物 第三节 扩链（交联）剂 第四节 催化剂 第五节 其它主要配合剂 教学目的及要求 通过本章的学习，了解聚氨酯材料制备所用原料规格、种类及相关指标，重点了解聚合物多元醇种类及常用品种，异氰酸酯种类及常用品种，固化剂种类及品种，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。 　 第二章　基本原料 　　　 聚氨酯树脂主要的原料是含异氰酸酯基（NCO）的多异氰酸酯(isocyanate)和含活泼氢的聚醚(ployether ployol )与聚酯多元醇(polyester ployol)。将以上两种基本原料进行化学改性，这种改性的多元醇中间体，可制成具有特殊工艺和特殊物理性能的聚氨酯树脂，从而增加聚氨酯品种与应用领域。除以上原料外，聚氨酯树脂产品广泛采用催化剂、交联剂、扩链剂、发泡剂等助剂，可通过聚氨酯树脂生产工艺、降低成本，延长使用寿命，增加品种等。 第一节　有机异氰酸酯 一、 结构特点 　　　在分子结构中含有异氰酸酯基团(－N＝C＝O）的化合物，均称为异氰酸酯（isocyanate）,其结构通式如下： R－（NCO）n 　 式中R为烷基、芳基、脂环基等；n＝1、2、3….整数。在聚氨酯材料合成中，主要使用n≥2的异氰酸酯化合物。 （2）异氰酸酯结构 （3）通用型有机异氰酸酯（TDI，MDI） （4）是否黄变 1、非黄变型异氰酸酯 a.亚甲基型（XDI，TMXDI） b.脂肪族和脂环族（HDI，TMHDI，HTDI） 2、黄变型异氰酸酯 芳香族异氰酸酯(TDI、MDI、PAPI) 三、重要的异氰酸酯 甲苯二异氰酸酯是最早在聚氨酯材料中使用的异氰酸酯。因其有两个异氰酸酯基团在苯环上所处的位置不同，它有2，4－甲苯二异氰酸酯和2，6－甲苯二异氰酸酯两种异构体。 分子量：174.2 当 量：87.1 官能度：f=2 ①T-65为2,4-TDI和2,6-TDI两种异构体比例为（65±2）%和（35±2）%的混合体，它主要用于生产软质聚氨酯泡沫塑料。 ②T－80为2,4－TDI和2,6－TDI两种异构体比例为（80±2）%和（20±2）%的混合体，它主要用于聚氨酯泡沫塑料以及其他聚氨酯产品的生产，是产量最高、用量最大的甲苯二异氰酸酯。 ③T－100为2,4－TDI含量大于95%的产品，其2,6－TDI含量甚微，主要用于聚氨酯橡胶、涂料、纤维等对性能要求较高的产品。 　　　二苯基甲烷－4，4’－二异氰酸酯（4，4-diphenylmethane diisocyanate ,MDI）是继TDI以后发展起来、极其重要的有机异氰酸酯。由于它含有两个苯环，分子量比TDI大，产品挥发性较小，蒸气压较低，对人体毒性相对较小，有利于工业安全防护，故很受聚氨酯工业的欢迎。 　　　与TDI相比，MDI具有反应速度快、安全系数较高、节能环保、产品多样化等优点。 分子量：250 当量：125 官能度：f=2 Bayer公司MDI指标 3）多苯基甲烷多异氰酸酯（PAPI） 　　 多苯基甲烷多异氰酸酯(polyphenylmethane polyisocyanate ,PAPI)是褐色透明状液体，实际上它是含有不同官能度的多异氰酸酯混合物。目前国内外许多厂家和生产都又称其为聚合MDI或粗品MDI。通常要求MDI应占混合物总量的50%左右。主要用于制备聚氨酯硬质泡沫塑料、防水材料等制品。 4）液化MDI 　　 液化MDI是经过液化改性的MDI，它克服了纯MDI的一些缺陷，也为MDI基聚氨酯材料性能的提高和改善提供了在MDI原料上进行大范围改性的基础。液化MDI改性方法有如下几种： 　　①氨基甲酸酯(urethane )改性的液化MDI。 　　②碳化二亚胺(carbodiimide)和脲酮亚胺 (uretonimine)型改性液化MDI 　　③掺合型液化MDI（产品举例） 5）其它异氰酸酯 ①.六亚甲基二异氰酸酯（1，6-hexamethylene diisocyanate ,HDI OCN－(CH2)6－NCO 属于不变黄脂肪族二异氰酸酯，其特点为是制成的聚氨酯光稳定性好。一般是将HDI与水反应制成缩二脲二异氰酸酯使用。 ②.氢化TDI　　 　　 氢化TDI，学名为甲基环已基二异氰酸酯（methyl-cyclohexanmethylene diisocyanate),简写为HTDI，其对光的作用，不会产生黄变的生色基