聚氨酯保溫材料 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，得到從柔軟到堅硬的zui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、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、交通運輸、土木建筑、鞋類、合成革、織物、機電、石油化工、礦山機械、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臺物進行加聚反應(yīng)可制得聚氨酯，并以此為基礎(chǔ)進入工業(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公司引進聚氨酯工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)。20世紀50年代末我國聚氨酯工業(yè)開始起步，近lO多年發(fā)展較快。
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。
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 + HOˉ → —NH-COOˉ
聚氨酯的發(fā)現(xiàn)：20世紀30年代，德國Otto Bayer 首先合成了PU。在1950年前后，PU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60年代，由于人們環(huán)保意識的增強和政府環(huán)保法規(guī)的出臺，水系PU涂層應(yīng)運而生。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，PU的研究和應(yīng)用技術(shù)出現(xiàn)了突破性進展。與國外相比，國內(nèi)關(guān)于PU紡織品整理劑的研究較晚。
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年估計達7.7Mt，2000年聚氨酯總產(chǎn)量達到8.5Mt。近年來亞太地區(qū)成為世界聚氨酯工業(yè)發(fā)展zui快的地區(qū)，而中國又是發(fā)展?jié)摿Φ膰摇?jù)估計，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)計到2005年聚氨酯材料需求量將達1.4～1.5Mt
生產(chǎn)技術(shù)
20世紀40年代，德國Bayer實驗室用二異氰酸酯及多元醇為原料，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)用范圍進一步擴大。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年代開發(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。
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.現(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ploy urethane的縮寫，化學中文名稱 聚氨酯 其質(zhì)量也有好壞，好的包包多采用進口PU皮；
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，如進口二層牛皮，因工藝*，質(zhì)量穩(wěn)定，品種新穎等特點，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，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。
聚氨酯涂層劑
聚氨酯涂層劑是當今發(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：成本較高；耐氣候性差；遇水、熱、堿要水解。
PU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—基團的重復結(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)聚醚型聚氨酯泡沫塑料（Rigid Polyether Polyurethane Foams）
理化性質(zhì)
密度：0.04～0.06g/cm3，拉伸強度：0.147MPa，彎曲強度：0.196MPa，導熱系數(shù)：0.035W/（m.K） 。該制品zui大特點是：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)），比強度大，絕緣和隔音性能*，電氣性能佳，加工工藝性好，耐化學藥品，吸水率低，加入阻燃劑，亦可制得自熄性產(chǎn)品。
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。
硬質(zhì)聚酯型聚氨酯泡沫塑料（Rigid Polyester Polyurethane Foams）
理化性質(zhì)
密度：0.0368g/cm3，拉伸強度：0.414MPa，壓縮強度（10% 處變形）：0.323MPa，導熱系數(shù)：0.035W/（m.K） 。該材料與聚醚型同一密度的硬泡相比，有較高的拉伸強度和較好的耐油、耐溶劑和耐氧化性能，但聚酯粘度大，操作較困難。
用途
應(yīng)用領(lǐng)域類似于硬質(zhì)聚醚型聚氨酯泡沫塑料，當制品對強度、耐溫性要求較高時，用聚酯型硬泡較為合適。如雷達天線罩的夾層材料，飛機、船舶上的三層結(jié)構(gòu)材料，電器、儀表、設(shè)備的隔熱材料和防震包裝材料。
軟質(zhì)聚醚型聚氨酯泡沫塑料（Flexible Polyether Polyurethane Foams）
理化性質(zhì)
密度：0.03～0.07g/cm3 ，拉伸強度：8.83～117kPa ，伸長率（%）：150～300。彎曲強度：0.196MPa，導熱系數(shù)：0.034～0.041W/（m.K）。熔點（℃）：170～190。
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。
我國現(xiàn)狀:南京紅寶麗股份有限公司是大的聚氨酯硬泡聚醚專業(yè)生產(chǎn)廠商,具有20年研發(fā)與生產(chǎn)的經(jīng)驗。
聚氨酯行業(yè)發(fā)展情況
縱觀世界范圍，西方發(fā)達國家聚氨酯行業(yè)早已進入成熟發(fā)展時期，進入創(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械設(shè)備，已具有相當?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25%，產(chǎn)值年均增長率在30%以上。2005年，中國消費了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、上海聯(lián)景集團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、GE、科舉亞、德固賽等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量仍未達到世界平均水平。2004年中國人均MDI的消費量為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)。“十一五”期間中國PU產(chǎn)品消費量，將保持15%的年平均增長率，屆時，中國將是zui大PU產(chǎn)品制造和消費中心。
聚氨酯防水涂料施工工藝
1. 適用范圍
各種設(shè)有防護層的屋面防水工程，衛(wèi)生間、地下建筑防水工程等。
2. 施工準備
2.1 主體材料：
甲組份（預(yù)聚體）
乙組份（固化體）
2.2施工工具：
| 名稱 | 用途 | 名稱 | 用途 |
| 電動攪拌機 | 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 |
3.工藝流程：基層表面處理
→涂聚氨酯底涂料→局部增強→涂刮聚氨酯涂料一、二、三遍→表面保護或修飾
4.基層要求及處理
4.1 防水基層應(yīng)按設(shè)計要求用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。
4.2 所有管件、衛(wèi)生設(shè)備、地漏或排水口等必須安裝牢固，接縫嚴密，收頭圓滑，不得有任何松動現(xiàn)象。
4.3 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任公司生產(chǎn)的911型聚氨酯涂料無這項要求，只要基層無明水即可施工。
4.4 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*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)認真清理，如發(fā)現(xiàn)有油污、鐵銹等，要用鋼絲刷、砂紙和有機溶劑等將其*清除干凈。
5．施工要求
5.1 涂布底膠：此工序相當于傳統(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）。當乙料較稠時，可用稀釋劑稀釋，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，以免凝固報廢，混合料應(yīng)根據(jù)實際用量，即配即用。（注意：991型施工混合時應(yīng)將甲料倒入乙料中進行攪拌，與911型、851型相反）
5.2 局部增強：對伸縮縫、控制縫、陰陽角、管道縫等處，可由一層加筋布增強，固化后再進行整體防水施工。
5.3*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*，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。
5.4第二遍涂層施工：在*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*遍涂層。為了確保防水工程質(zhì)量，涂刮的方向必須與*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。
5.5在第二遍涂膜固化后，再按上述方法涂刮第三遍涂膜。
5.6鋪貼保護層或飾面材：在第三遍涂膜施工完畢又未*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。當涂膜固化*和檢查驗收合格后，即可抹水泥砂漿保護層或粘貼面磚，馬賽克等飾面層。
5.7兩布三涂的施工工藝：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*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，*遍干燥后按同樣的方法進行第二遍，待全部干燥后，zui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*。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，在進行網(wǎng)格布鋪貼時應(yīng)對其進行前期處理。其他要求同聚氨酯傳統(tǒng)施工工藝要求*。
6．施工注意事項
6.1 當涂料粘度過大，不便進行刮涂施工時，可加入少量的稀釋劑進行稀釋，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。若購買市場二甲苯、汽油等其它稀釋劑，造成的質(zhì)量問題，本公司概不負責。）
6.2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。
6.3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)認真操作、養(yǎng)護，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。
6.4涂膜翹邊：防水層的邊沿、分項刷的搭接處，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，收頭操作不細致，密封不好，底層涂料粘結(jié)力不強等造成翹邊。故基層要保證潔凈、干燥，操作要細致。
6.5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)保護涂膜的完整。
6.6施工時應(yīng)注意防火，施工人員應(yīng)采取防護措施，施工現(xiàn)場要求通風良好，以防溶劑中毒。
6.7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、無強日光直曬的場地。
6.9施工溫度宜在5℃以上。
