【聚氨酯大讲堂】水性聚氨酯主要原材料解读
水性聚氨酯原料主要包括:异氰酸酯、聚酯多元醇(由多元醇和多元酸反应生成,常用的多元酸有己二酸,常用多元醇有 1,2丁二醇、乙二醇等)、聚醚多元醇(常用的有PPG、POP、PTMEG等)、溶剂(常用的有 DMF、TOL、MEK等)、扩链剂(常用的有BDO)以及各种助剂。
异氰酸酯
异氰酸酯是异氰酸的各种酯的总称。若以-NCO基团的数量分类,包括单异氰酸酯R-N=C=O和二异氰酸酯O=C=N-R-N=C=O及多异氰酸酯等。目前应用最广、产量最大的是有:甲苯二异氰酸酯(TolueneDiisocyanate,简称TDI);二苯基甲烷二异氰酸酯(Methylenediphenyl Diisocyanate,简称MDI)。
TDI
甲苯二异氰酸酯简称TDI,主要应用于软泡、涂料、弹性体、胶粘剂。其中软泡是最大的一块消费领域,占了70%以上,涂料占了15%以上。软质聚氨酯泡沫材料在家具、建筑和运输领域有广泛的应用。另外,TDI还可以用于生产硬质聚氨酯泡沫材料、胶粘剂、混凝土密封剂、尼龙 -6交联剂、聚氨酯涂料和聚氨酯弹性体中间体。
MDI
二苯基甲烷二异氰酸酯简称MDI,产品可分为纯MDI、聚合MDI、液化MDI、改性MDI等。纯MDI主要用于生产浆料、鞋底原液、氨纶、TPU和聚脲喷涂等。聚合MDI主要用于生产聚氨酯硬泡、CASE领域。聚氨酯硬泡广泛应用于保温行业,如冰箱冰柜、太阳能热水器、保温管道等,同时还可用于生产仿木家具、PU板材等。
多亚甲基多苯基多异氰酸酯
多苯基多亚甲基多异氰酸酯,简称PAPI,或称粗MDI。PAPI实际上是由50%MDI与50%官能度大于2以上的多异氰酸酯组成的混合物。升温时能发生自聚作用。溶于氯苯、邻二氯苯、甲苯等。PAPI的活性低,蒸气压低,只是TDI的百分之一,故毒性很低。用于制造聚氨脂胶粘剂。也可直接加入橡胶胶粘剂中,改善橡胶与尼龙或聚酯线的粘接性能。
多元醇
聚酯多元醇
聚酯多元醇通常是由有机二元羧酸(酸酐或酯)与多元醇(包括二醇)缩合(或酯交换)或由内酯与多元醇聚合而成。二元酸有苯二甲酸或苯二甲酸酐或其酯、己二酸、卤代苯二甲酸等。多元醇有乙二醇、丙二醇、一缩二乙二醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。
己二酸
己二酸简称AA,在尼龙66盐中,主要用于制己二腈进而生产己二胺,并与己二胺合成生产聚酰胺66(尼龙66),聚酰胺66可作为工程塑料与锦纶纤维。己二酸在聚氨酯领域最重要的用途是生产聚氨酯弹性体,是PU树脂和鞋底原液厂的主要原料。与二元醇反应生成聚酯多元醇,用以与纯MDI,和其他溶剂生产浆料或者鞋底原液。此外还可用于胶粘剂、增塑剂、聚酯多元醇,TPU等。
1,4-丁二醇
BDO全称为1,4-丁二醇,主要用于生产四氢呋喃(THF)、g-丁内酯(GBL)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)以及聚氨酯领域等。在聚氨酯领域中,可用于生产浆料、鞋底原液、TPU、氨纶等目前全球可工业化生产的BDO生产工艺技术主要有四种:Reppe法、丁二烯法、丁烷/顺酐法、环氧丙烷/丙烯醇法。
乙二醇(EG MEG)、二乙二醇(DEG)、丙二醇
乙二醇(EG MEG)、二乙二醇(DEG)、丙二醇这几种产品和BDO一样,在PU行业中主要应用于聚酯多元醇的原料。但相对BDO来说,这几种多元醇在PU行业应用当中比率非常小。
聚醚多元醇
聚醚多元醇(简称聚醚,统称PPG)是环氧丙烷的重要衍生产品,是合成聚氨酯的主要原料之一。由于起始剂种类的不同,生产的聚醚可分为软泡聚醚、硬泡聚醚和弹性体聚醚。聚醚多元醇最大的用途是生产聚氨酯塑料;其次用作表面活性剂,如泡沫稳定剂、造纸工业消泡剂、原油破乳剂、油井酸处理润湿剂及高效低泡洗涤剂等;也用做润滑剂、液压流体、热交换流体及淬火剂、乳胶发泡剂、多种切削和牵伸剂组分及专用溶剂等。
聚四亚甲基醚二醇
聚四亚甲基醚二醇,简称PTMEG,是聚氢呋喃的聚合物。主要用来生产聚氨酯弹性纤维(即氨纶)、聚氨酯弹性体、合成革、涂料助剂、胶粘剂、密封胶以及聚酰胺等。
助剂
DMF
DMF全称为二甲基甲酰胺既是一种用途极广的化工原料,也是一种用途很广的优良溶剂。DMF主要用于革用树脂的合成和PU皮革生产加工方面,约占总量的90%以上。还可用于医药、晴纶、农药、染料、电子等其他行业中。
其他
环氧丙烷(PO)
环氧丙烷(PO)是除聚丙烯和丙烯腈外的第三大丙烯衍生物,是重要的基本有机化工合成原料,主要用于生产聚醚、丙二醇等。它也是第四代洗涤剂非离
子表面活性剂、油田破乳剂、农药乳化剂等的主要原料。环氧丙烷的衍生物广泛用于汽车、建筑、食品、烟草、医药及化妆品等行业。已生产的下游产品近百种,是精细化工产品的重要原料。
四氢呋喃(THF)
四氢呋喃是一类杂环有机化合物。它是最强的极性醚类之一,在化学反应和萃取时用做一种中等极性的溶剂。四氢呋喃是生产聚四亚甲基醚二醇(PTMEG)的重要原料,也是制药行业的主要溶剂。
A组分料
A组分料是指由组合多元醇(组合聚醚或聚酯)及发泡剂等添加剂组成的组合料,俗称白料。A组分料是形成聚氨酯硬泡的主要原料之一。
B组分料
B组分料是指主要成分为异氰酸酯的原材料,俗称黑料。B组分料也是形成聚氨酯硬泡的主要原料之一。
附:聚氨酯全产业链示意图
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