聚氨酯生产工艺.doc

聚氨酯生产工艺流程 摘要： 聚氨酯(Po1yurethane, PU)的发展。1937，德国Bayer合成第一种聚氨酯热塑性塑料Durthane U40年代，制得了合成纤维贝纶U(Perlon U)。50年代，得到聚氨酯弹性体、弹性纤维和泡沫塑料。60年代，聚氨酯涂料和粘合剂等开始应用。我国聚氨酯工业起始于20世纪50年代末，1959年上海市轻工业研究所开始聚氨酯泡沫塑料的研究。 聚氨酯是综合性能优秀的合成树脂之一。由于其合成单体品种多、反应条件温和、专一、可控、配方调整余地大及其高分子材料的微观结构特点，可广泛用于人造革、涂料、黏合剂、泡沫塑料、合成纤维以及弹性体,已成为人们衣、食、住、行以及高新技术领域必不可少的材料之一，其本身已经构成了一个多品种、多系列的材料家族，形成了完整的聚氨酯工业体系，这是其它树脂所不具备的。 关键词：原料规格、合成工艺、反应速率影响因素、蒸汽汽提反应单元论述 原料规格 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。 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。 异氰酸酯的分类 异氰酸酯基团数量 （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) （一）、OH和NCO比值  当OH和NCO比值越接近1：1的时候，反应速率越快。在NCO：OH大于或小于1：1时，反应速率减缓。在OH：NCO＞1：1时，会提高制品硬度、热稳定性、弹性、机械强度等物性，却降低伸长率、拉伸强度，并且影响一些液体聚氨酯制品储存期。在OH：NCO＜1：1时，会提高制品柔软手感、伸长率和剥离强度，却会降低硬度、耐磨等一些物性。  此外，异氰酸酯和羟基化合物反应活性还受到各自分子结构的影响。各类羟基化合物反应活性为：伯羟基＞仲羟基＞叔羟基。 二原料酸碱值  对聚氨酯反应来说，原料的酸碱值会影响到与异氰酸酯的反应性。就聚醚多元醇和聚酯多元醇原料而言而言，酸值是残留的端羧基的量，它与异氰酸酯反应生成酰胺并释放二氧化碳，不仅会造成链的终止，还容易形成气泡。酸同时对反应催化产生不良的作用，而且降低制品的耐水解性能。合理的保持反应体系呈弱碱性，有利于反应的顺利进行。过高的碱值，会造成反应速率不好控制，严重影响生产进行和产品质量。 三催化剂  就同品种催化剂而言，添加合理的催化剂用量，有利于控制合理的反应速率。催化剂过量，也会牺牲制品品质，某些有机锡类催化剂会影响制品耐水解性能。 四水分  虽然很多聚氨酯配方有添加水分，但代表水分就是聚氨酯生产应该必须使用的原料。但对于聚氨酯反应来说，反应体系中混合物水分含量是必须严格控制的。因为随着水的用量增多，反应速率会增加。特别是在催化剂存在下，异氰酸酯与水的反应可加速进行。水与异氰酸酯反应活性尽管比伯羟基低，却与仲羟基相当。在聚氨酯泡沫塑料以外的聚氨酯制品生产中，水完全是必须严格控制的，因为水与异氰酸酯反应，会生成不稳定的氨基甲酸，易再分解成二氧化碳和胺。另外在预聚体中，水分还会降低预聚体中NCO的含量。 五官能团  官能团越大，反应速率越快，同时物料粘度越高。 六分子量  在官能团等条件相同的情况下，分子量越小，反应活性越高。 七二醇与二胺  二醇与二胺反应速率相差很大，二醇活性比二胺低很多。尤其是脂肪族伯胺与异氰酸酯反应的活性特别快，一般很难控制，所以常用活性比较低的芳香族二胺。 八温度  一般来说，反应温度越高，反应速率越高。但实际中，聚氨酯反应