PU

化學材料

聚氨酯材料是聚氨基甲酸酯的簡稱,英文名稱是polyurethane,它是一種高分子材料。聚氨酯是一種新興的有機高分子材料,被譽為“第五大塑料”,因其卓越的性能而被廣泛應用於國民經濟眾多領域。產品應用領域涉及輕工、化工、電子、紡織、醫療、建築、建材、汽車、國防、航天、航空等。

PU發展概況


聚氨酯(PU)最早是在20世紀30年代,由德國科學家研發而成,德國科學家將液態的異氰酸酯和液態聚醚或二醇聚酯縮聚生成一種新型材料,該材料的物理性能參數與當時的聚烯烴材料並不相同,科學家將其命名為聚氨酯。隨著第二次世界大戰結束,美國化工製造業蓬勃發展,並在20世紀50年代合成了聚氨酯軟質泡沫塑料,這是當時化工行業具有里程碑意義的重要研究,為日後聚氨酯行業發展提供了堅實的技術基礎。
全球PU市場情況
全球聚氨酯市場主要遍佈於歐美髮達國家,亞太地區主要以中國、日本、韓國為代表,以上國家和地區佔據了全球聚氨酯市場總量的90%,其中我國的聚氨酯消費總量佔據全球的半壁江山。全球聚氨酯製品種類繁多且應用於各個領域,到2016年底全球的聚氨酯總產量已經達到2200萬t左右。
國內PU市場情況
我國的聚氨酯產業主要集中在長三角地區,近些年隨著工業製造技術不斷發展,以煙台為中心的環渤海生產區、珠三角生產區以及西北製造產業基地都在蓬勃發展中。迫於國內的環保壓力,各個企業開始尋求轉型,以打造綠色化、環保化的聚氨酯生產工藝為主要發展方向,逐漸淘汰落後產能。預計在未來幾年內,我國的聚氨酯製品將主要應用在建築領域、傢具領域和體育領域,到2016年我國的聚氨酯消費量已經達到1100萬噸,為我國創造直接經濟效益約3500億元。
主要原料市場概況
聚氨酯主要原料包括二苯甲烷二異氰酸酯(MDI)、甲苯二異氰酸酯(TDI)、聚丙二醇(PPG),目前都已成為國際化商品。這些原料的生產技術和設備都很複雜,產品競爭相當激烈,長期發展的結果使生產相對集中。
異氰酸酯是異氰酸的各種酯類總稱。若以-NCO基團的數量分類,包括單異氰酸酯R-N=C=O和二異氰酸酯O=C=N-R-N=C=O及多異氰酸酯等;也可以分為脂肪族異氰酸酯和芳香族異氰酸酯,目前芳香族異氰酸酯的使用量最大,如MDI、TDI等。
(1)MDI
MDI的生產技術和設備要求都比較複雜,生產技術被全球數個巨型企業控制。全球95%以上的MDI生產企業集中在亞洲和歐洲地區。2者相比,歐洲市場的增長速度不及亞洲,但是其MDI產業起步早,市場也較為成熟。
2015年6月1日中韓自由貿易協議正式簽訂,使聚氨酯原料的稅率發生了變化,中國聚合MDI出口稅率下降的速度較進口稅率下降的速度快。隨著國內聚合MDI市場產能、產量的增加,進口依存度降低,出口依存度增加,中韓自貿協議的執行對於中國聚合MDI出口的影響將明顯大於對聚合MDI進口的影響。
(2)TDI
2015年,我國各地區TDI價格走勢波動很大,廠家堅挺報盤成為TDI價格上揚的唯一驅動力,可是,隨後受需求的影響,走勢幾度下滑,屢破新低。2015年全年價格區間都低於前2年價格,TDI市場的高位已然不復存在。另外,2015年國內TDI廠家的整體開工率都比2014年低,從而導致產量縮減許多。
(3)PPG
PPG是生產聚氨酯產品的主要原材料之一,在聚氨酯泡沫塑料中的使用量可以達到90%以上,使用量佔比最大。由於聚醚多元醇的生產裝置規模較大,生產能力主要集中在巴斯夫、拜耳、陶氏化學、殼牌等幾家大型跨國公司。我國的聚醚多元醇生產廠家只有通過技術引進、自主研發等形成了一定規模。近年來,隨著大型廠家的擴產,聚醚多元醇的品種規格基本齊備,產品質量及穩定性也大幅提高。

PU塗料


應用現狀
我國自20世紀50年代開始展開對聚氨酯塗料的研發與應用工作。隨著社會大眾物質生活水平的不斷提升與改善,有關汽車加工、傢具製造加工、石油化工、機械工業、橋樑船舶等一系列產業的發展速度不斷提升,聚氨酯塗料憑藉其突出的性能優勢,開始進入快速發展的全新階段。據統計數據顯示,自1980-2004年期間,各個行業領域中有關聚氨酯塗料的使用量呈現出了非常快速的發展趨勢,聚氨酯塗料總使用量實現了自0.17萬~20萬t的突破式發展,聚氨酯塗料產量僅次於醇酸樹脂漆塗料、丙烯酸樹脂漆塗料以及酚醛樹脂漆塗料,成為了塗料領域中的第四大品種,並且這一發展趨勢延續至今,其產量以及使用範圍仍然保持著非常快速的發展趨勢。
在有關聚氨酯塗料的生產加工企業中,負責聚氨酯塗料研發應用的企業多集中分佈於珠三角以及長三角地區,截至目前所開發聚氨酯塗料品種達到60餘種。需引起注意的是,受資金投入及技術開發力度等因素的影響,多數有關聚氨酯塗料的開發企業以合資企業、外商獨資企業以及國內規模較大生產企業為主,市場定位以中高檔商品為主,鄉鎮企業則多以低檔產品為主要定位。
聚氨酯塗料
從聚氨酯塗料研發應用的角度上來說,最為主流的仍然表現為雙組分聚氨酯塗料,它在木器傢具塗裝等領域中應用範圍不斷擴大與提升。除此以外,單組分聚氨酯塗料仍然在汽車加工、地下室防水等領域中有著非常強的應用優勢,此類塗料以聚氨酯為主要材料,在各類色漆以及清漆生產中有著非常好的應用價值。新研發丙烯酸聚氨酯漆選用縮二脲作為固化劑,在汽車修補用漆中的應用價值相當可靠。尤其對於輕型汽車、大型客車以及麵包車而言,車輛加工中的塗裝功能非常值得肯定,市場前景相當可觀。在丙烯酸聚氨酯塗料基礎之上研發的多類新型聚氨酯塗料還可以在其他製造加工領域中發揮應用價值,以滿足家電、火車等加工物對加工質量所產生的要求。
除此以外,可適用於地板塗裝、機床塗裝、航空航天設備表面塗裝等領域的專用聚氨酯塗料正處於加速開發與研究階段當中。有關報道中針對目前聚氨酯塗料的分類、特點以及應用領域進行了綜述與分析。
研發進展
(1)水性聚氨酯塗料
1942年,Shlack首次成功地製備了陽離子型水性聚氨酯,20世紀70年代水性聚氨酯開始工業化生產,發展到現在,全世界水性聚氨酯樹酯年產量約為5萬~6萬t。水性聚氨酯塗料選用水作為塗料分散介質,整個聚氨酯塗料結構體系中有機溶劑較少存在,契合了當前環境保護對塗料領域所提出的節能減排要求,因而有關水性聚氨酯塗料在相關領域中的應用與發展問題日益受到業內人士的關注與重視。截至目前,雖然我國整個塗料領域中,有關聚氨酯塗料的應用比例僅在4%左右,但水性聚氨酯塗料的工程應用近年來正保持著近10%的增長速率。一般情況下,水性聚氨酯塗料無需額外添加分散劑或乳化劑,分子大小以及分子結構可以視情況作出適當的調節。鑒於這一特點,相較於傳統意義上應用比較廣泛的乳膠塗料而言,水性聚氨酯塗料能夠具備更好的低溫成膜特性,無需添加收益當比例的可塑劑以及成膜助劑。水性聚氨酯塗料相較於其他塗料而言,不但具有良好的外觀,同時乾燥時間短,在木器塗料領域中表現出了得天獨厚的優勢。傳統意義上的溶劑型丙烯酸皮革塗料開始逐步被水性聚氨酯皮革塗料所取代,憑藉在耐化學品以及耐低溫性方面的優勢,備受皮革塗料領域人員的關注與重視。除此以外,該類材料還在塑料、車輛、工業以及防腐等相關領域中發揮著非常確切的應用價值,具有相當廣闊的發展空間。
水性聚氨酯塗料性能仍然存在一定的局限性,耐水性不足是影響水性聚氨酯塗料在實踐中應用的最主要因素之一。除此以外,在工程施工期間,有關水性聚氨酯塗料的應用也存在一定的問題,如對於雙組分水性聚氨酯塗料而言,摻入施工原料中后乾燥速度相對比較緩慢,需要較長時間進行維護。在水性聚氨酯塗料與水反應的過程當中所產生的二氧化碳氣泡可能大量殘留於塗膜內,影響其性能。並且,高昂的成本也成為了影響水性聚氨酯塗料工業化應用的主要因素之一。更為關鍵的是,在水性聚氨酯塗料中,所添加的大量水性塗料可能對工程建築中的鐵質基材產生影響,導致閃蝕問題的產生,甚至影響表面塗料的濕潤性與外觀性能。針對上述問題,為促進水性聚氨酯塗料的進一步發展,後續應當將複合型改性水分散聚氨酯塗料作為發展方向與研究重點,嘗試將一些功能較為特殊的分子結構,如含硅聚合物鏈、含氟聚合物鏈條引入聚氨酯鏈中,以改善塗膜綜合性能,發揮其在耐高溫、耐水以及耐候性方面的優勢。也可將低VOC以及高性能雙組分水性聚氨酯塗料作為研究開發的重點,在降低聚氨酯塗料成本的同時,提高使用效率。
(2)改性聚氨酯塗料
對於較為單一的聚氨酯塗料而言,在工業化生產應用過程當中,其外形、光澤度、耐水性以及硬度還存在一定的局限性,因此可以嘗試通過研發改性聚氨酯塗料的方式,以提高其性能水平。當前技術水平下,聚氨酯材料可以適用的改性方式包括兩種類型:第一種是通過化學方法干預的方式,使聚氨酯塗料能夠具備兩種或兩種以上的特性;第二種則是通過物理方法干預的方式,將特性互補的兩種或兩種以上樹脂材料進行混合,使聚氨酯塗料能夠具備多樣化的性能。其中,對於有機硅材料而言,該材料具有無腐蝕、無毒性、耐燃性、耐臭氧性、耐氣候老化性、電絕緣性等一系列特點與優勢,在聚氨酯塗料改性加工中有著非常好的應用價值。Bayer公司率先進行了聚氨酯粉末塗料的基礎研究和開發,成功研製了封閉的異氰酸酯交聯體系,常用的是己內醯胺封閉的IPDI固化體系,其固化溫度在170 ℃以上,這種高溫固化有利於塗膜的高度流平,是無揮發性副產物放出的品種。既往報道中也指出,嘗試將有機硅材料與聚氨酯塗料相結合,應用適當方法進行改性加工,能夠明顯克服聚氨酯材料存在的性能缺陷,對擴大聚氨酯材料應用領域而言有非常確切的價值。同時,聚硅氧烷的化學結構較為特殊,表現出優秀的穩定性、生物相容性、電絕緣性以及耐高低溫性。自20世紀40年代開始被廣泛應用於工業化生產實踐中,在改性聚氨酯材料研發過程當中,可以嘗試以聚硅氧烷為軟段,合成聚硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物,以突出聚氨酯以及聚硅氧烷兩者的優勢,彰顯該改性聚氨酯塗料在表面富集性、介電性以及生物相容性方面的突出優勢,有非常大的應用空間與發展潛力。
(3)環保型聚氨酯塗料
受到環境保護要求以及整個塗料行業可持續性發展要求的影響,業內有關人員必須積極探索並研發具有環保效益的聚氨酯塗料產品,如光固化聚氨酯塗料、高固含量低黏度聚氨酯材料、以及粉末聚氨酯材料等。以粉末劑方式所呈現的聚氨酯塗料能夠具備良好的物理機械性能以及耐化學品性能,同時還表現出了良好的外形美觀性。水性聚氨酯分散樹脂材料與其他結構的聚合物材料相比存在大量優勢,且與環保要求相契合,可在水中分散,無有利的異氰酸酯,無毒性,對底材的附著力良好。水性雙組分聚氨酯塗料是由含-OH基的水性多元醇和含-NCO基的低黏度多異氰酸酯固化劑組成,其塗膜性能主要由羥基樹脂的組成和結構決定。
單組分水性聚氨酯塗料是以水性聚氨酯樹脂為基料,並以水為分散介質的一類塗料。通過交聯改性的水性聚氨酯塗料具有良好的儲存穩定性、塗膜力學性能、耐水性、耐溶劑性及耐老化性能,而且與傳統的溶劑型聚氨酯塗料的性能相近,應當作為環保型聚氨酯塗料非常重要的發展方向之一。而從未來發展趨勢上來看,聚氨酯粉末塗料已成為當前整個塗料領域中最為主流的發展方向之一,在各類粉末塗料乃至聚氨酯塗料中所佔據的比例不斷提高。如對於汽車塗料加工市場而言,在塗料產品開發過程當中,應當以聚氨酯粉末塗料為最佳選擇與發展方向,同時通過技術創新研發的方式,研發對低溫環境有良好適應性,同時無揮發性副產物產生的新一代聚氨酯粉末塗料,該新型粉末塗料在性能上與雙組分溶劑型聚氨酯塗料有良好的相似性,可以適用於新一代汽車生產線塗料製造與加工領域,在保障塗料性能的同時,體現出了良好的環保效益,具有非常可觀的綜合效益。

PU膠粘劑


聚氨酯膠粘劑的合成是基於異氰酸酯獨特的化學性質。異氰酸酯是分子中含有異氰酸酯基團(-NCO)的化合物,該基團具有重疊雙鍵排列的高度不飽和鍵結構,能與各種含活潑氫的化合物進行反應。在聚氨酯膠粘劑領域,主要使用含有2個或多個-NCO特徵基團的異氰酸酯。根據產品在光照下是否發生黃變現象將聚氨酯膠粘劑分為通用型異氰酸酯聚氨酯膠粘劑和耐黃變型異氰酸酯聚氨酯膠粘劑。
通用型PU膠粘劑
通用型異氰酸酯,即芳香族異氰酸酯是目前聚氨酯工業使用最廣泛的異氰酸酯,由於結構中與苯環相連的亞甲基易被氧化生成醌類發色基團導致材料發生黃變。常用的通用型異氰酸酯有TDI、MDI和聚甲基聚苯異氰酸酯(PAPI)等。TDI常溫下為液態,使用方便,是聚氨酯工業中最早使用的異氰酸酯。
耐黃變型PU膠粘劑
為改善通用型異氰酸酯引起聚氨酯材料黃變的現象,除使用相關助劑外,應該避免苯環共軛醌式結構生色團的產生。為此研究者們開發了許多耐黃變型異氰酸酯:如苯二亞甲基二異氰酸酯(XDI)、六亞甲基二異氰酸酯(HDI)、異佛爾酮異氰酸酯(IPDI)等。
PU膠粘劑改性
儘管聚氨酯膠粘劑具有優良的性能,但容易受到諸如光、熱、氧、水等外界環境的影響,降低其使用價值。隨著社會的發展,聚氨酯膠粘劑單一的性能已經不能滿足應用需求,對聚氨酯膠粘劑的改性研究已經成為熱點領域,其中物理改性和化學改性是主要的改性方法。
(1)物理改性
物理改性主要是在聚氨酯膠粘劑製備過程中,通過一定條件摻雜一些填料、添加劑來改善膠粘劑性能的一種方法。石英粉與聚氨酯膠粘劑體系具有良好的相容性,對聚氨酯膠粘劑產品的拉伸強度、斷裂伸長率、撕裂強度有明顯的提升作用。將納米氮化硼(BN)超聲分散於多元醇中,然後與MDI反應,製備用於食品包裝的聚氨酯膠粘劑薄膜。與未迦納米BN的膠粘劑相比,薄膜的水蒸氣透過率降低了50%,粘接強度提高了37%,剝離強度提高7.14%。將SiO2納米纖維添加到聚氨酯基體中,發現SiO2納米纖維表面的羥基與聚氨酯形成緊密的交聯結構,提高了膠粘劑的粘接性、膠膜的硬度、拉伸強度,但也增加了膠體黏度。
(2)化學改性
化學改性是一種通過聚合物化學反應改變分子鏈上原子或原子團類型及其結合方式的改性方法,其中嵌段、接枝等是聚氨酯膠粘劑常用的幾種化學改性方法。其中高性能的環氧樹脂改性聚氨酯膠粘劑、丙烯酸酯改性聚氨酯膠粘劑、有機硅樹脂改性聚氨酯膠粘劑是行業內競相開發的目標。環氧樹脂具有良好的粘接性、耐腐蝕性、高強度等諸多優點,但是韌性較差,將環氧基引入聚氨酯體系中能夠獲得性能更好的產品。硅烷改性聚氨酯膠粘劑不但能夠提高柔韌性還能避免傳統聚氨酯膠粘劑固化易起泡、對光滑基材粘接性差的缺點。

日常應用


傢具業應用
家具行業中,仿木材料是聚氨酯硬泡主要應用方向之一,仿木材料質量輕便且密度、強度與木材相當,使用該材料製造傢具,成型后不僅不會出現裂紋,還能降低生產製造環節的成本。隨著國民環保意識不斷增強,仿木材料將會更多地應用在家具行業中,從而代替天然木在傢具中的地位。
我國是世界傢具生產加工大國,結合“十二五”期間家具行業聚氨酯消耗總量來看;在“十三五”期間,我國的家具行業仍是以擴大內需、拉動城市消費為主,隨著我國房地產政策不斷收緊,經濟適用房及廉租房的建設速度仍會不斷加快,我國家具行業並不會受到衝擊,民眾對聚氨酯的需求量將會以每年5%的速度增長。
家用電器應用
冰箱和冰櫃主要採用聚氨酯硬質泡沫作為家電的隔熱材料,該材料在同體積條件下,能夠有效增大冰箱、冰櫃的內部容積,減少外部殼體材料的總用量,不僅能降低生產成本,還能減輕冰箱自重,提升隔熱性能。在我國,製造一台標準體積的冰箱需要聚氨酯硬質泡沫重量約為6-8kg,而一台冰櫃需要大約11kg的硬質泡沫塑料。中國是冰箱製造大國,已經逐漸成為世界的冰箱研發、生產、運輸一體化基地;我國每年在冰箱製造行業所使用的聚氨酯硬質泡沫總量約為80萬t。隨著我國家電“節能減排”政策不斷落實,冰箱所使用的聚氨酯的總量將會呈現下降趨勢,各個生產製造企業將會走向“綠色環保”的發展路線。
此外,太陽能熱水器的隔熱材料也是採用聚氨酯硬泡,我國的太陽能產業屬於新興產業,隨著能源結構不斷優化,太陽能產業將會得到進一步發展,聚氨酯工業製品也會得到更多青睞。
建築業應用
聚氨酯硬泡時候應用在建築保溫領域的首選材料,其結構簡單、產品壽命長、施工效率高、耐火等級較高且綜合造價低。隨著我國節能環保政策不斷落實,建築行業在“十三五”期間將會面臨更嚴苛的考驗,聚氨酯硬泡將會廣泛應用在建築保溫領域。此外,聚氨酯作為重要的防水塗料,普遍應用在建築屋頂、外牆、頂板、地下室、廚衛間、道路橋樑等部位,隨著我國軌道交通和高速鐵路事業不斷發展,聚氨酯防水塗料還會普遍應用在鐵路建設領域。目前(2015年)我國建築行業聚氨酯消費量大約在125萬t,佔據總消費量的20%,而發達國家在相同行業的總消費量為35%。結合數據分析,不難發現我國的聚氨酯硬泡在建築行業還有很大的發展空間。
交通行業應用
交通運輸行業中也不乏聚氨酯的身影,其主要包括軟質、硬質、半硬質泡沫塑料,同時還包括聚氨酯彈性體、聚氨酯膠、聚氨酯密封膏及聚氨酯塗料等。一輛成型的轎車需用到的聚氨酯總量為30kg左右,高質量的聚氨酯製品在轎車中的使用量也是衡量轎車等級的重要因素之一。我國是汽車大國,無論是汽車工業製造數量或是汽車保有量都排在世界第一位。據相關數據統計,每年我國在汽車行業所使用的聚氨酯消費量將近40萬t。隨著新能源車型不斷推出,聚氨酯消費量在汽車工業中還會有更廣闊的增長空間。
製鞋、製革業應用
中國是世界鞋類產品最大的出口國和生產基地,鞋類產量佔據全球總量的60%,聚氨酯(PU)材料是聚氨酯類的一種,此外,漿料主要用於製造人造革及合成革等相關產品。目前(2015年),在鞋底中所使用的聚氨酯漿液不足10%,還無法企及發達國家的平均水平。
但隨著我國工業生產技術的不斷改善,聚氨酯漿液的製造成本將會不斷降低,其發展潛力毋庸置疑。
體育行業的應用
聚氨酯鋪裝材料廣泛應用於體育場館、公共體育場所的塑膠跑道、室內籃球場地、排球場地鋪裝建設。前些年,“毒跑道”事件持續發酵,導致整個行業處於低端、惡劣競爭狀態,很多無證經營的小企業大肆謀利;隨著我國聚氨酯工業製品質量不斷提升,聚氨酯鋪裝材料質量已經有了大幅度提升,企業不斷走向環保型鋪裝產品的道路上。

工業應用


PU軟泡Flexible PU
墊材——如座椅、沙發、床墊等,聚氨酯軟泡是一種非常理想的墊材材料,墊材也是軟泡用量最大的應用領域;
吸音材料——開孔的聚氨酯軟泡具有良好的吸聲消震功能,可用作室內隔音材料;
織物複合材料——墊肩、文胸海綿、化妝棉;玩具
PU硬泡Rigid PU
冷凍冷藏設備——如冰箱、冰櫃、冷庫、冷藏車等,聚氨酯硬泡是冷凍冷藏設備的最理想的絕熱材料;
工業設備保溫——如儲罐、管道等;
建築材料——在歐美髮達國家,建築用聚氨酯硬泡占硬泡總消耗量的70%左右,是冰箱、冰櫃等硬泡用量的一倍以上;在中國,硬泡在建築業的應用還不像西方發達國家那樣普遍,所以發展的潛力非常大;
交通運輸業——如汽車頂篷、內飾件(方向盤、儀錶盤)等;
仿木材——高密度(密度300~700kg/m3)聚氨酯硬泡或玻璃纖維增強硬泡是結構泡沫塑料,又稱仿木材,具有強度高、韌性好、結皮緻密堅韌、成型工藝簡單、生產效率高等特點,強度可比天然木材高,密度可比天然木材低,可替代木材用作各類高檔製品。
灌封材料——例如防水灌漿材料、堵漏材料、屋頂防水材料
花卉行業——PU花盆、插花泥等
PU半硬泡Semi-rigid PU
吸能性泡沫體——吸能性泡沫體具有優異的減震、緩衝性能,良好的抗壓縮負荷性能及變形復原性能,其最典型的應用是用於製備汽車保險杠;
自結皮泡沫體(Integral Skin Foam)——用於製備汽車方向盤、扶手、頭枕等軟化性內功能件和內部飾件。自結皮泡沫製品通常採用反應注射模塑成型(Reaction Injection Moulding,簡稱RIM)加工技術;
微孔彈性體——聚氨酯微孔彈性體最典型的應用是用於製鞋工業。
聚氨酯彈性體(PU Elastomers)
澆注型聚氨酯彈性體(簡稱CPU)——是聚氨酯彈性體中應用最廣、產量最大的一種;
熱塑型聚氨酯彈性體(簡稱TPU)——熱塑型聚氨酯彈性體約佔聚氨酯彈性體總量的25%左右;
混煉型聚氨酯彈性體(簡稱MPU)——占聚氨酯彈性體總量的10%左右。
實心輪胎;印刷、輸送膠輥;壓型膠輥;油封、墊圈球節、襯套軸承;O型圈;撐墊;鞋底、后根、包頭;襯裡;齒輪等,不同應用領域,選擇的彈性體的硬度範圍不同。
在礦山、冶金等行業的應用——篩板、搖床等
在機械工業方面的應用——膠輥、膠帶、密封件等;
在汽車工業方面的應用——輪胎、密封圈等;
在輕工業方面的應用——聚氨酯鞋底料、聚氨酯合成革、聚氨酯纖維;
在建築工業方面的應用——防水材、鋪裝材、灌封材等。
聚氨酯鞋底料(Shoe Sole)
聚氨酯鞋底具有諸多優點:密度低,質地柔軟,穿著舒適輕便;尺寸穩定性好,儲存壽命長;優異的耐磨性能、耐撓曲性能;優異的減震、防滑性能;較好的耐溫性能;良好的耐化學品性能等等。聚氨酯多用於製造高檔皮鞋、運動鞋、旅遊鞋等。
聚氨酯漿料
分為濕法和干法兩大類,是一種高分子的溶液體系,外觀透明或微濁,固體分含量大約(30-35)%,也就是說其中的(65-70)%是溶劑,簡單的說1噸漿料中含有(650-700)公斤的溶劑,對於干法來說就是含有這麼多的甲苯和丁酮,甲苯用量大些,因為甲苯的溶解性能較好,對於濕法來說就是含有650-700公斤的純DMF,因此對於漿料來講,像甲苯、DMF的價格的變動很大程度上影響了漿料的成本,原因很簡單用量所佔比重大。
聚氨酯漿料用作塗層製備聚氨酯合成革、人造革。聚氨酯合成革具有光澤柔和、自然,手感柔軟,真皮感強的外觀,具有與基材粘接性能優異、抗磨損、耐撓曲、抗老化、抗黴菌性好等優異的機械性能,同時還具備耐寒性好、透氣、可洗滌、加工方便、價格優廉等優點,是天然皮革的最為理想的替代品,廣泛應用於服裝、製鞋、箱包、傢具、體育等行業。凡是真皮應用的領域,它都可替代,而且還可應用於真皮無法應用的領域,真皮的行情很容易受動物(牛、羊、豬等行情的影響,瘋牛病)。
干法聚氨酯漿料——在應用的過程中,靠加熱蒸發將漿料中的溶劑蒸發掉,溶劑大都是用甲苯、丁酮,蒸發掉的溶劑無法回收,不僅污染環境,而且還造成了不必要的浪費。
濕法聚氨酯漿料——由於加工過程採用的是將DMF用水抽提(原因是DMF與水有無限的溶解性),比較環保,而且生產出的合成革具有良好的透濕、透氣性能,手感柔軟、豐滿、輕盈,更富於天然皮革的風格和外觀,因此發展速度極為驚人。
聚氨酯纖維(Spandex,簡稱氨綸)
氨綸的優異性能:突出的高回彈性,氨綸的高回彈性是目前所有彈性纖維都無法比擬的,它的斷裂伸長率大於400%,最高可達800%,即使在300%拉伸形變時,回彈回復率仍在95%以上;優異的抗張強度、抗撕裂強度;耐候、耐紫外線照射能力強;耐化學品、耐洗滌;與染料的親和性好。
氨綸已被廣泛應用於紡織品中,是一種高附加值的新型紡織材料,其使用形式主要有四種:裸絲、包芯紗、包覆紗、合捻線。如絲襪、泳衣、舞蹈衣、萊卡(純棉包覆氨綸絲)、服裝等,在傳統紡織品中,只需加入不到10%數量的氨綸,就可以使傳統織物的檔次大為提高,顯示出柔軟、舒適、美觀、高雅的風格。
聚氨酯塗料(PU Coatings)
聚氨酯塗料的應用領域主要有:飛機、船舶、車輛塗裝;木材、塑料、橡膠、皮革的表面塗裝;建築物塗裝;防腐塗裝,等等。
水性聚氨酯塗料——以水為主要介質,具有低VOC含量、低或無環境污染、施工方便等特點,是溶劑型塗料的主要替代品之一。已在許多領域得到廣泛的應用,如:(1)木器漆及木地板漆;(2)紙張塗層;(3)建築塗料;(4)皮革塗層;(5)織物塗層,等等。
聚氨酯膠粘劑(PU Adhesives)
聚氨酯膠粘劑中含有很強極性和化學活潑性的-NCO-(異氰酸根)、-NHCOO-(氨基甲酸酯基團),與含有活潑氫的基材,如泡沫、塑料、木材、皮革、織物、紙張、陶瓷等多孔材料,以及金屬、玻璃、橡膠、塑料等表面光潔的材料都有優良的化學粘接力;
具備優異的抗剪切強度和抗衝擊特性,適用於各種結構性粘合領域,並具備優異的柔韌特性;
聚氨酯膠粘粘劑具備優異的橡膠特性,能適應不同熱膨脹係數基材的粘合,它在基材之間形成具有軟-硬過渡層,不僅粘接力強,同時還具有優異的緩衝、減震功能;
聚氨酯膠粘劑的低溫和超低溫性能超過所有其他類型的膠粘劑;
水性聚氨酯膠粘劑——水性聚氨酯膠粘劑具有低VOC含量、低或無環境污染、不燃等特點,是聚氨酯膠粘劑的重點發展方向。
聚氨酯密封膠(PU Sealants)
密封膠是用來填充空隙(孔洞、接頭、接縫等)的材料,兼備粘接和密封兩大功能。聚氨酯密封膠與硅酮密封膠、聚硫密封膠構成了目前高檔密封膠的三大品種。
聚氨酯密封膠廣泛用於土木建築、交通運輸等行業:
在建築方面的應用——門窗、玻璃等的填充密封;
在土木方面的應用——高速公路、橋樑、飛機跑道等的嵌縫密封;
在汽車方面的應用——車窗(主要是風擋玻璃)的裝配密封。
聚氨酯密封膠具有諸多優良特性,包括:(1)性能可調範圍寬、適應性強(2)耐磨性能好;(3)機械強度大;(4)粘接性能好;(5)彈性好,具有優良的復原性,可用於動態接縫;(6)低溫柔性好;(7)耐候性好,使用壽命長達15~20年;(8)耐油性好;(9)耐生物老化;(10)價格適中。
其他
聚氨酯還可用於易碎商品的包裝,特別是在一些精密儀器、工藝品、易碎品等運輸包裝中;該類製品還可以用在航空、航天、汽車製造、液化天然氣運輸車(船)製造等領域。