研發(fā)歷史
聚氨酯(簡稱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。通過改變原料種類及組成，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（聚氨酯彈性體簡稱為TPU）、油漆涂料、膠粘劑、密封膠、合成革涂層樹脂、彈性纖維等，廣泛應(yīng)用于汽車制造、冰箱制造、交通運(yùn)輸、土木建筑、鞋類、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1945～1947年從德國獲得聚氨酯樹脂的制造技術(shù)于1950年相繼開始工業(yè)化。日本1955年從德國Bayer公司及美國DuPont公司引進(jìn)聚氨酯工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。20世紀(jì)50年代末我國聚氨酯工業(yè)開始起步，近十幾年發(fā)展較快。
制備來源
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)保意識的增強(qiáng)和政府環(huán)保法規(guī)的出臺，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，TPU的研究和應(yīng)用技術(shù)出現(xiàn)了突破性進(jìn)展。與國外相比，國內(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。可用于制造塑料、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60多年的發(fā)展，聚氨酯已成為一種重要的合成樹脂品種。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)，而中國又是最具發(fā)展?jié)摿Φ膰?。?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。美國于1946年起開展了硬質(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的毒性，并應(yīng)用于現(xiàn)場噴涂工藝，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)皮模塑泡沫被開發(fā)，70年代在高活性聚醚多元醇的基礎(chǔ)上開發(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，隨著各種新型聚醚多元醇及勻泡劑的開發(fā)，還開發(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，那是最簡便的方法，將所有原料準(zhǔn)確稱量后，置于一個容器中，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：稱量時一定要將多異氰酸酯（黑料）最后稱入。 聚氨酯硬泡一般為室溫發(fā)泡，成型工藝比較簡單。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、冷藏車及冷庫隔熱材等；半硬泡沫塑料用于汽車儀表板、方向盤等。市場上已
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、耐疲勞性及抗震動性，具有“耐磨橡膠”之稱。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、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。 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，俗稱仿皮服裝.PU 是英文polyurethane的縮寫，化學(xué)中文名稱 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樹脂，所以也稱貼膜牛皮。其價格較便宜，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，價格較低，但不耐磨，易破；真皮價格昂貴，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，它的優(yōu)勢在于：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)分為溶劑類和水系類。 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)稱為聚氨基甲酸酯，簡稱聚氨酯（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。人們常見的聚氨酯塑料多以軟、硬泡沫體的形式出現(xiàn)。
硬質(zhì)聚醚型塑料
?。≧igid Polyether Polyurethane Foams)
理化性質(zhì) 密度：0.04～0.06g/cm3(25 攝氏度)，拉伸強(qiáng)度：0.147MPa，彎曲強(qiáng)度：0.196MPa，導(dǎo)熱系數(shù)：0.035W/(m.K) 。該制品最大特點(diǎn)是：可根據(jù)具體使用要求，通過改變原料的規(guī)格、品種和配方，合成所需性能的產(chǎn)品。該產(chǎn)品質(zhì)輕（密度可調(diào)），比強(qiáng)度大，絕緣和隔音性能優(yōu)越，電氣性能佳，加工工藝性好，耐化學(xué)藥品，吸水率低，加入阻燃劑，亦可制得自熄性產(chǎn)品。該材料與聚醚型同一密度的硬泡相比，有較高的拉伸強(qiáng)度和較好的耐油、耐溶劑和耐氧化性能，但聚酯粘度大，操作較困難。
主要用途 主要用于冷庫、冷罐、管道等部門作絕緣保溫保冷材料，高層建筑、航空、汽車等部門做結(jié)構(gòu)材料起保溫隔音和輕量化的作用。超低密度的硬泡可做防震包裝材料及船體夾層的填充材料。
軟質(zhì)聚醚型塑料
?。‵lexible Polyether Polyurethane Foams）
理化性質(zhì) 密度：0.03～0.07g/cm3 ，拉伸強(qiáng)度：8.83～117kPa ，伸長率（%）：150～300。彎曲強(qiáng)度：0.196MPa，導(dǎo)熱系數(shù)：0.034～0.041W/(m.K)。熔點(diǎn)（℃）：170～190。
主要用途 不同密度的軟泡沫塑料，其主要用途有些差別。軟質(zhì)聚酯型聚氨酯泡沫塑料（Flexible Polyester Polyurethane Foams）主要用作服裝、鞋帽襯里，墊肩和精密儀器的防震包裝等。
編輯本段行業(yè)發(fā)展
縱觀世界范圍，西方發(fā)達(dá)國家聚氨酯行業(yè)早已進(jìn)入成熟發(fā)展時期，進(jìn)入創(chuàng)新研究發(fā)展階段；亞洲市場增長迅速，眾多跨國化工企業(yè)已將業(yè)務(wù)重點(diǎn)和研發(fā)中心紛紛轉(zhuǎn)移至亞洲甚至中國市場；中東地區(qū)聚氨酯市場發(fā)展尚處起步階段。 總的來說，由于近十幾年國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，中國聚氨酯工業(yè)，包括從基本原料到制品和機(jī)械設(shè)備，已具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模。2005年中國聚氨酯產(chǎn)量約300萬噸，產(chǎn)值約600億元，比2001年的122萬噸、約200億元分別增長了146%和200%，產(chǎn)量年均增長率高達(dá)25%，產(chǎn)值年均增長率在30%以上。2005年，中國消費(fèi)了51萬噸MDI、36萬噸TDI和88.9萬噸聚醚多元醇。隨著聚氨酯的廣泛應(yīng)用，其原料的需求也大幅增長。 目前，已有眾多中外企業(yè)涉足聚氨酯行業(yè)，如煙臺萬華、上海華誼、高橋石化、上海氯堿化工、北方化學(xué)、上海聯(lián)景集團(tuán)等均占有自己的一席之地，而國外聚氨酯企業(yè)包括拜耳、巴斯夫、亨斯邁、陶氏化學(xué)、GE、科聚亞、德固賽等知名公司也有一定的市場，中國市場的誘惑力更吸引了馬來西亞、印度、日本、韓國等國的客戶和廠商。 近十年來，雖然中國聚氨酯的年均增長率為GDP的兩倍，但中國人均聚氨酯的消費(fèi)量仍未達(dá)到世界平均水平。2004年中國人均MDI的消費(fèi)量為0.35千克，而世界平均水平為0.51千克。按人均GDP發(fā)展和聚氨酯增長率推算，中國聚氨酯產(chǎn)業(yè)仍處于快速增長時期。 未來中國聚氨酯工業(yè)的發(fā)展將主要受五大方面的拉動，即人口總量、汽車工業(yè)、建筑節(jié)能、環(huán)保要求的提高以及休閑娛樂業(yè)?！笆晃濉逼陂g中國PU產(chǎn)品消費(fèi)量，將保持15%的年平均增長率，屆時，中國將是全球最大PU產(chǎn)品制造和消費(fèi)中心。
編輯本段施工工藝
適用范圍
各種設(shè)有防護(hù)層的屋面防水工程，衛(wèi)生間、地下建筑防水工程等。
施工準(zhǔn)備
1.主體材料： 甲組份（預(yù)聚體） 乙組份（固化體） 2.施工工具：
| 名稱 |
用途 |
名稱 |
用途 |
| 電動攪拌機(jī) |
混合甲、乙料用 |
油漆刷 |
刷底膠用 |
| 拌料桶 |
混合甲、乙料用 |
滾動刷 |
刷底膠用 |
| 小型油漆桶 |
裝混合料用 |
小抹子 |
修補(bǔ)基層用 |
| 塑料刮板 |
涂刮混合料用 |
油工鏟刀 |
清理基層用 |
| 鐵皮小刮板 |
在復(fù)雜部位涂刮混合料 |
墩布 |
清理基層用 |
| 橡膠刮板 |
涂刮混合料用 |
50kg磅秤 |
配料稱量用 |
工藝流程
基層表面處理→涂聚氨酯底涂料→局部增強(qiáng)→涂刮聚氨酯涂料一、二、三遍→表面保護(hù)或修飾
基層要求及處理
1.防水基層應(yīng)按設(shè)計(jì)要求用1∶3 的水泥砂漿抹成1/50 的泛水坡度，其表面要抹平壓光，不允許有凹凸不平、松動和起砂掉灰等缺陷存在。排水口或地漏部位應(yīng)低于整個防水層，以便排除積水。有套管的管道部位應(yīng)高出基層表面20mm 以上。陰陽角部位應(yīng)做成半徑10mm 的小圓角，以便涂料施工。 2.所有管件、衛(wèi)生設(shè)備、地漏或排水口等必須安裝牢固，接縫嚴(yán)密，收頭圓滑，不得有任何松動現(xiàn)象。 3.施工時，傳統(tǒng)聚氨酯防水涂料施工時，防水基層應(yīng)基本呈干燥狀態(tài)，含水率小于9%為宜，其簡單測定方法是將面積為1㎡、厚度為1.5～2.0mm 的橡膠板覆蓋在基層面上，放置2～3 小時，如覆蓋的基層表面無水印，緊貼基層一側(cè)的橡膠板又無凝結(jié)水印，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)說明其含水率已小于9%， 符合施工要求。西安雨中情防水材料有限責(zé)任公司生產(chǎn)的911型聚氨酯涂料無這項(xiàng)要求，只要基層無明水即可施工。 4.施工前，先以鏟刀和掃帚將基層表面的突起物、砂漿疙瘩等異物鏟除，并將塵土雜物徹底清掃干凈。對陰陽角、管道根部、地漏和排水溝口等部位更應(yīng)認(rèn)真清理，如發(fā)現(xiàn)有油污、鐵銹等，要用鋼絲刷、砂紙和有機(jī)溶劑等將其徹底清除干凈。
施工要求
1.涂布底膠：此工序相當(dāng)于傳統(tǒng)瀝青防水施工涂刷冷底子油，其目的是隔斷基層潮氣，防止防水涂膜起鼓脫落；加固基層，提高涂膜與基層的粘結(jié)強(qiáng)度，防止涂層出現(xiàn)針氣孔等缺陷。我公司建議用聚氨酯底膠作為基層處理。 聚氨酯底膠的配制：將聚氨酯甲料、乙料按比例1：2～3（重量比）配合(其它涂層按產(chǎn)品規(guī)格規(guī)定比例配合)。當(dāng)乙料較稠時，可用專用稀釋劑稀釋，切不可用含酸性或含油性稀釋劑稀釋，以免影響原產(chǎn)品質(zhì)量。在配制時，應(yīng)先把乙料稀釋攪拌2-3分鐘，如不需稀釋，可直接用甲乙組分配和攪拌5-10分鐘，把攪拌器提起，可見到均勻液體慢慢滑自容器為佳，同時應(yīng)注意，打開料應(yīng)立刻蓋嚴(yán)，以免凝固報廢，混合料應(yīng)根據(jù)實(shí)際用量，即配即用。（注意：991型施工混合時應(yīng)將甲料倒入乙料中進(jìn)行攪拌，與911型、851型相反） 2.局部增強(qiáng)：對伸縮縫、控制縫、陰陽角、管道縫等處，可由一層加筋布增強(qiáng)，固化后再進(jìn)行整體防水施工。 3.第一遍涂層施工：在底膠基本干燥固化后，用塑料或橡膠刮板均勻涂刮一層涂料，涂刮時要求均勻一致，不可過厚或過薄，涂刮厚度一般為0.8mm左右為宜。開始涂刮時，應(yīng)根據(jù)施工面積大小、形狀和用料，統(tǒng)一考慮施工退路和涂刮順序。 4.第二遍涂層施工：在第一遍涂層基本固化后，再在其表面刮涂第二遍涂層，涂刮方法同第一遍涂層。為了確保防水工程質(zhì)量，涂刮的方向必須與第一層的涂刮方向垂直。重涂時間的間隔，由施工時的溫度和涂膜固化的程度（以手觸不粘）來確定。 5.在第二遍涂膜固化后，再按上述方法涂刮第三遍涂膜。 6.鋪貼保護(hù)層或飾面材：在第三遍涂膜施工完畢又未完全固化時，可在其表面稀撒上少量干凈的砂粒（直徑不大于2mm），以增加涂膜層與將要覆蓋的水泥砂漿之間的粘結(jié)能力。當(dāng)涂膜固化完全和檢查驗(yàn)收合格后，即可抹水泥砂漿保護(hù)層或粘貼面磚，馬賽克等飾面層。 7.兩布三涂的施工工藝：這種工藝目前市場采用不是很多，這種工藝的操作方法是：按照上述的描述對于基層等的處理是一樣的，在涂刷完第一遍過后，將玻璃絲網(wǎng)格布均勻鋪貼在上面，靠聚氨酯的粘接力將其粘牢，第一遍干燥后按同樣的方法進(jìn)行第二遍，待全部干燥后，最后按照上面的要求涂刷一遍聚氨酯防水涂料。衛(wèi)生間、廚房及屋面的施工方法一致。需要注意的是玻璃絲網(wǎng)格在鋪貼時要求平整，由于衛(wèi)生間的空間相對較小，在進(jìn)行網(wǎng)格布鋪貼時應(yīng)對其進(jìn)行前期處理。其他要求同聚氨酯傳統(tǒng)施工工藝要求一致。
注意事項(xiàng)
1.當(dāng)涂料粘度過大，不便進(jìn)行刮涂施工時，可加入少量的專用稀釋劑進(jìn)行稀釋，以降低粘度， 加入量不得大于乙料的10%。(注：用戶若需稀釋聚氨酯，必須使用本公司配套的稀釋劑。若購買市場二、汽油等其它稀釋劑，造成的質(zhì)量問題，本公司概不負(fù)責(zé)。) 2.氣孔、氣泡：材料攪拌方式及攪拌時間未使材料拌合均勻；施工時應(yīng)采用功率、轉(zhuǎn)速不過高的攪拌器。另一個原因是基層處理不潔凈，做涂膜前應(yīng)仔細(xì)清理基層，不得有浮砂和灰塵，基層上更不應(yīng)有孔隙，涂膜各層出現(xiàn)的氣孔應(yīng)按工藝要求處理，防止涂膜破壞造成滲漏。 3.起鼓：基層有起皮、起砂、開裂、不干燥，使涂膜粘結(jié)不良；基層施工應(yīng)認(rèn)真操作、養(yǎng)護(hù)，待基層干燥后，先涂底層涂料，固化后，再按防水層施工工藝逐層涂刷。 4.涂膜翹邊：防水層的邊沿、分項(xiàng)刷的搭接處，出現(xiàn)同基層剝離翹邊現(xiàn)象。主要原因是基層不潔凈或不干燥，收頭操作不細(xì)致，密封不好，底層涂料粘結(jié)力不強(qiáng)等造成翹邊。故基層要保證潔凈、干燥，操作要細(xì)致。 5.破損：涂膜防水層分層施工過程中或全部涂膜施工完，未等涂膜固化就上人操作活動，或放置工具材料等，將涂膜碰壞。劃傷。施工中應(yīng)保護(hù)涂膜的完整。 6.施工時應(yīng)注意防火，施工人員應(yīng)采取防護(hù)措施，施工現(xiàn)場要求通風(fēng)良好，以防溶劑中毒。 7.如發(fā)現(xiàn)工料有沉淀現(xiàn)象，應(yīng)攪拌均勻后再使用，以免影響質(zhì)量 8.甲、乙兩種材料均為鐵桶包裝，易燃、有毒，貯存時應(yīng)密封，放在陰涼、干燥、無強(qiáng)日光直曬的場地。 9.施工溫度宜在5℃以上。
