研發(fā)歷史
聚氨酯(簡(jiǎn)稱(chēng)PU)是由多異氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等擴(kuò)鏈劑或交聯(lián)劑等原料制成的聚合物。通過(guò)改變?cè)戏N類(lèi)及組成，可以大幅度地改變產(chǎn)品形態(tài)及其性能，得到從柔軟到堅(jiān)硬的最終產(chǎn)品。聚氨酯制品形態(tài)有軟質(zhì)、半硬質(zhì)及硬質(zhì)泡沫塑料、彈性體（聚氨酯彈性體簡(jiǎn)稱(chēng)為T(mén)PU）、油漆涂料、膠粘劑、密封膠、合成革涂層樹(shù)脂、彈性纖維等，廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造、冰箱制造、交通運(yùn)輸、土木建筑、鞋類(lèi)、合成革、織物、機(jī)電、石油化工、礦山機(jī)械、航空、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等許多領(lǐng)域。 1937年德國(guó)Otto Bayer教授首先發(fā)現(xiàn)多異氰酸酯與多元醇化合物進(jìn)行加聚反應(yīng)可制得聚氨酯，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)入工業(yè)化應(yīng)用，英美等國(guó)1945～1947年從德國(guó)獲得聚氨酯樹(shù)脂的制造技術(shù)于1950年相繼開(kāi)始工業(yè)化。日本1955年從德國(guó)Bayer公司及美國(guó)DuPont公司引進(jìn)聚氨酯工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。20世紀(jì)50年代末我國(guó)聚氨酯工業(yè)開(kāi)始起步，近十幾年發(fā)展較快。
制備來(lái)源
由二元或多元異氰酸酯與二元或多元羥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，是分子結(jié)構(gòu)中含有—NHCOO—單元的高分子化合物，該單元由異氰酸基和羥基反應(yīng)而成，反應(yīng)式如下： -N=C=O+HO-→-NH-COO- 聚氨酯的發(fā)現(xiàn)：20世紀(jì)30年代，德國(guó)Otto Bayer 首先合成了TPU。在1950年前后，TPU作為紡織整理劑在歐洲出現(xiàn)，但大多為溶劑型產(chǎn)品用于干式涂層整理。20世紀(jì)60年代，由于人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和政府環(huán)保法規(guī)的出臺(tái)，水系TPU涂層應(yīng)運(yùn)而生。70年代以后，水系PU涂層迅速發(fā)展，PU涂層織物已廣泛應(yīng)用。80年代以來(lái)，TPU的研究和應(yīng)用技術(shù)出現(xiàn)了突破性進(jìn)展。與國(guó)外相比，國(guó)內(nèi)關(guān)于PU紡織品整理劑的研究較晚。
主要用途
根據(jù)所用原料的不同，可有不同性質(zhì)的產(chǎn)品，一般為聚酯型和聚醚型兩類(lèi)?？捎糜谥圃焖芰?、橡膠、纖維、硬質(zhì)和軟質(zhì)泡沫塑料、膠粘劑和涂料等。
生產(chǎn)規(guī)模
經(jīng)過(guò)60多年的發(fā)展，聚氨酯已成為一種重要的合成樹(shù)脂品種。世界聚氨酯消耗量1999年估計(jì)達(dá)7.7Mt，2000年聚氨酯總產(chǎn)量達(dá)到8.5Mt。近年來(lái)亞太地區(qū)成為世界聚氨酯工業(yè)發(fā)展最快的地區(qū)，而中國(guó)又是最具發(fā)展?jié)摿Φ膰?guó)家。據(jù)估計(jì)，1998年聚氨酯制品總產(chǎn)量約為770kt(扣除溶劑后約為555kt)，2000年約為920kt，預(yù)計(jì)到2005年聚氨酯材料需求量將達(dá)1.4～1.5Mt。
生產(chǎn)技術(shù)
20世紀(jì)40年代，德國(guó)Bayer實(shí)驗(yàn)室用二異氰酸酯及多元醇
聚氨基甲酸酯
為原料，制得了硬質(zhì)泡沫塑料等聚氨酯樣品。美國(guó)于1946年起開(kāi)展了硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的研究，產(chǎn)品用于飛機(jī)夾心板材部件。1952年，Bayer公司報(bào)道了聚酯型軟質(zhì)聚氯酯泡沫塑料中試研究成果；1952～1954年，又開(kāi)發(fā)連續(xù)方法生產(chǎn)聚酯型軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料技術(shù)，并開(kāi)發(fā)了相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)備；1961年，采用蒸氣壓較低的多異氰酸酯PAPI制備硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料，提高了硬質(zhì)制品的性能和減少了施工時(shí)的毒性，并應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)噴涂工藝，使硬質(zhì)泡沫塑料的應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)大。由于價(jià)格較低的聚醚多元醇在60年代的大量生產(chǎn)，以及一步法和連續(xù)法軟泡生產(chǎn)工藝及設(shè)備的開(kāi)發(fā)，聚氨酯軟泡獲得應(yīng)用。60年代中期，冷熟化半硬泡和自結(jié)皮模塑泡沫被開(kāi)發(fā)，70年代在高活性聚醚多元醇的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了冷熟化高回彈泡沫。70年發(fā)了聚氨酯軟泡的Maxfoam平頂發(fā)泡工藝、垂直發(fā)泡工藝，使塊狀聚氨酯軟泡的工藝趨于成熟。后來(lái)，隨著各種新型聚醚多元醇及勻泡劑的開(kāi)發(fā)，還開(kāi)發(fā)了各種模塑聚氨酯泡沫塑料。
發(fā)泡工藝
聚氨酯發(fā)泡工藝分為如下三種： 一、預(yù)聚體法 預(yù)聚體法發(fā)泡工藝是將（白料）和（黑料）先制成預(yù)聚體，然后在預(yù)聚體中加入水、催化劑、表面活性劑、其他添加劑等在高速攪拌下混合進(jìn)行發(fā)泡，固化后在一定溫度下熟化即可。 二、半預(yù)聚體法 半預(yù)聚體法的發(fā)泡工藝是將部分聚醚多元醇（白料）和二異氰酸酯（黑料）先制成預(yù)聚體，然后將另一部分的聚醚或聚酯多元醇和二異氰酸酯、水、催化劑、表面活性劑、其他添加劑等加入，在高速攪拌下混合進(jìn)行發(fā)泡。 三、一步發(fā)泡工藝 將聚醚或聚酯多元醇（白料）和多異氰酸酯（黑料）、水、催化劑、表面活性劑、發(fā)泡劑、其他添加劑等原料一步加入，在高速攪拌下混合后進(jìn)行發(fā)泡。 一步發(fā)泡工藝是目前普遍采用的工藝。另外還有手工發(fā)泡法，那是最簡(jiǎn)便的方法，將所有原料準(zhǔn)確稱(chēng)量后，置于一個(gè)容器中，然后立即將這些原料混合均勻，注入模具或需要充填泡沫塑料的空間中即可。注意：稱(chēng)量時(shí)一定要將多異氰酸酯（黑料）最后稱(chēng)入。 聚氨酯硬泡一般為室溫發(fā)泡，成型工藝比較簡(jiǎn)單。按施工機(jī)械化程度可分為手工發(fā)泡及機(jī)械發(fā)泡；按發(fā)泡時(shí)的壓力可分為高壓發(fā)泡及低壓發(fā)泡；按成型方式可分為澆注發(fā)泡及噴涂發(fā)泡。
產(chǎn)品應(yīng)用
目前聚氨酯泡沫塑料應(yīng)用廣泛。軟泡沫塑料主要用于家具及交通工具各種墊材、隔音材料等；硬泡沫塑料主要用于家用電器隔熱層、屋墻面保溫防水噴涂泡沫、管道保溫材料、建筑板材、冷藏車(chē)及冷庫(kù)隔熱材等；半硬泡沫塑料用于汽車(chē)儀表板、方向盤(pán)等。市場(chǎng)上已
聚氨基甲酸酯
有各種規(guī)格用途的泡沫塑料組合料(雙組分預(yù)混料)，主要用于(冷熟化)高回彈泡沫塑料、半硬泡沫塑料、澆鑄及噴涂硬泡沫塑料等。 聚氨酯彈性體可在較寬的硬度范圍具有較高的彈性及強(qiáng)度、優(yōu)異的耐磨性、耐油性、耐疲勞性及抗震動(dòng)性，具有“耐磨橡膠”之稱(chēng)。聚氨酯彈性體在聚氨酯產(chǎn)品中產(chǎn)量雖小，但聚氨酯彈性體具有優(yōu)異的綜合性能，已廣泛用于冶金、石油、汽車(chē)、選礦、水利、紡織、印刷、醫(yī)療、體育、糧食加工、建筑等工業(yè)部門(mén)。 PU是聚氨酯，PU皮就是聚氨酯成份的表皮?，F(xiàn)在服裝廠家廣泛用此種材料生產(chǎn)服裝，俗稱(chēng)仿皮服裝.PU 是英文polyurethane的縮寫(xiě)，化學(xué)中文名稱(chēng) 聚氨酯 其質(zhì)量也有好壞，好的包包多采用進(jìn)口PU 革 PU配皮是一般其反面是牛皮的第二層皮料，在表面涂上一層PU樹(shù)脂，所以也稱(chēng)貼膜牛皮。其價(jià)格較便宜，利用率高。其隨工藝的變化也制成各種檔次的品種，如進(jìn)口二層牛皮，因工藝獨(dú)特，質(zhì)量穩(wěn)定，品種新穎等特點(diǎn)，為目前的高檔皮革，價(jià)格與檔次都不亞于頭層真皮。 PU皮與真皮包各有特點(diǎn)，PU皮包外觀漂亮，好打理，價(jià)格較低，但不耐磨，易破；真皮價(jià)格昂貴，打理麻煩，但耐用。
編輯本段聚氨酯涂層劑
聚氨酯涂層劑是當(dāng)今發(fā)展的主要種類(lèi)，它的優(yōu)勢(shì)在于：涂層柔軟并有彈性；涂層強(qiáng)度好，可用于很薄的涂層；涂層多孔，具有透濕和通氣性能；耐磨，耐濕，耐干洗。 其不足在于：成本
聚氨基甲酸酯
較高；耐氣候性差；遇水、熱、堿要水解。 TPU涂層劑按組成分類(lèi)有：聚酯系聚氨酯；聚醚系聚氨酯；芳香族異氰酸酯系聚氨酯；脂肪族異氰酸酯系聚氨酯。按使用上采用的介質(zhì)分為溶劑類(lèi)和水系類(lèi)。 在大分子主鏈上含有—NHCOO—基團(tuán)的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的聚合物統(tǒng)稱(chēng)為聚氨基甲酸酯，簡(jiǎn)稱(chēng)聚氨酯（PU）。它是由有機(jī)多異氰酸酯與聚醚型或聚酯型多元醇反應(yīng)制得。人們常見(jiàn)的聚氨酯塑料多以軟、硬泡沫體的形式出現(xiàn)。
