聚氨酯树脂的生产.ppt
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1、,第四节 聚氨酯树脂的生产,教学目标,掌握聚氨酯树脂的制造方法,了解聚氨酯树脂的原料、结构和组成,了解聚氨酯涂料的分类,了解其他聚氨酯树脂的制造方法,第一部分 概述,第二部分 聚氨酯树脂的原料,第三部分 聚氨酯树脂的生产,第一部分 概述,一、聚氨酯树脂的基本结构与组成,二、聚氨酯树脂涂料的特性与应用,三、聚氨酯涂料的种类,一、聚氨酯树脂的基本结构与组成,聚氨酯,是聚氨基甲酸酯的简称。它的分,子结构特征是具有氨基甲酸酯结构单元。氨基甲,酸酯是由异氰酸酯基与羟基通过逐步加成聚合反,应形成的。,一、聚氨酯树脂的基本结构与组成,OHR N C,OHO R O C N,n NCO-R-NCO+n HO
2、R OH,n,多异氰酸酯 多羟基物,聚氨基甲酸酯,合成聚氨酯树脂的原料不是氨基甲酸酯,二、聚氨酯树脂涂料的特性与应用,漆膜物理机械性能好,坚韧、耐磨、,丰满、光亮,装饰性强。,应用:家具、住房装饰、装修涂料。,二、聚氨酯树脂涂料的特性与应用,耐腐蚀性、电气绝缘性优良。,应用:防腐蚀漆与电气绝缘漆等工,业涂料。,二、聚氨酯树脂涂料的特性与应用,可以在室温固化乃至在低温下固化,尤其是可以,制造不需经烘烤就能固化的高耐候涂料。,应用:汽车、铁路车辆、飞机、航天,器及桥梁、塔、罐等大型户外,建筑的耐久性保护涂料。,二、聚氨酯树脂涂料的特性与应用,通过原料的选用、组分的配合与比例的变化以,及助剂的应用,
3、可以调节固化条件与漆膜性能,,制造出用于不同领域的性能特点各异的涂料。,二、聚氨酯树脂涂料的特性与应用,应用:可以制造高柔性的用于纸张、皮革、,软质注塑品的涂料及高弹性的用于橡胶制品,的涂料,也可以制造高硬度、抗划伤、高光,泽、高丰满度的家具涂料及高硬度而又高耐,磨的地板涂料。,二、聚氨酯树脂涂料的特性与应用,应用:既可以制造可在低温下固化的室外建,筑保护涂料,也可以制造在高温烘烤下快速,固化的工业涂料以及用双组分喷枪施工的瞬,间固化无溶剂厚层涂料等。,单组分,三、聚氨酯涂料的种类氨酯油、氨酯醇酸,封闭型,湿固化型 催化固化型双组分多羟组分固化型,第二部分 聚氨酯树脂的原料,多异氰酸酯,含活泼
4、氢的化合物与树脂,溶剂(自学),催化剂和各类助剂,一、多异氰酸酯,用于制造聚氨酯树脂的多异氰酸酯一,般为二异氰酸酯,其结构通式为:,O C N R N C O,CH3,NCO,CH3,NCO,OCN,1、芳香族二异氰酸酯(1)甲苯二异氰酸酯(TDI),NCO分子式:C9H6N2O2分子量:174.15,1、芳香族二异氰酸酯,的二异氰酸酯。,与毒性,以它制备的涂料漆膜易泛黄,耐候性较,差。,(1)甲苯二异氰酸酯(TDI),特点:TDI是涂料领域中用量最大,应用最广,缺点:蒸汽压较高,较易挥发,有明显刺激性,1、芳香族二异氰酸酯,在涂料中的应用形式:主要是通过与多元醇,反应制成多异氰酸酯基加成物或
5、预聚物,自聚成为,具有异氰脲酸酯环状结构的多异氰酸酯基聚合物。,(1)甲苯二异氰酸酯(TDI),OCN,CH2,NCO,1、芳香族二异氰酸酯(2)4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),分子式:C15H10N2O2分子量:250.1,1、芳香族二异氰酸酯,特点:挥发性很低,是低毒性的二异氰酸酯。以,它制备的涂料漆膜强度高、耐磨性好,但非常容,易泛黄。,(2)4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),1、芳香族二异氰酸酯,应用:常通过几种异构体的混合来降低熔点,或,者通过改性产生碳化二亚胺结构,使之成为液态,脲等涂料的多异氰酸酯组分。,(2)4,4-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI),产品,工业上称之
6、为液化MDI,用作聚氨酯、聚,2、脂肪族二异氰酸酯(1)六亚甲基二异氰酸酯(HDI),OCN CH2CH2CH2CH2CH2CH2分子式:C8H12N2O2分子量:168.2,NCO,2、脂肪族二异氰酸酯,特点:可以制得高耐候,保光、保色性优良,的外用聚氨酯涂料。,缺点:挥发性较强,有明显的刺激性与毒性,,(1)六亚甲基二异氰酸酯(HDI),价格比TDI高得多。,2、脂肪族二异氰酸酯,应用形式:与水反应制造线型结构的多异氰酸,体。,(1)六亚甲基二异氰酸酯(HDI),酯固化剂HDI缩二脲,或者聚合成为具有异氰脲酸酯环状结构的多异氰酸酯固化剂HDI三聚,分子式:C12H18N2O2分子量:222
7、.3,2、脂肪族二异氰酸酯(2)异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)OCN,CH3CH2NCO,H3CH3C,2、脂肪族二异氰酸酯,特点:所制的涂料漆膜不泛黄,耐候性好。,其预聚物可溶性好。,(2)异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI),应用形式:制成IPDI三聚体固化剂。,分子式:C14H16N2O2,分子量:244.3,2、脂肪族二异氰酸酯(3)四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI)CH3C NCOH3CH3C C CH3NCO,2、脂肪族二异氰酸酯,特点:不会产生自缩聚反应,预聚物粘度低,,漆。,(3)四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯(TMXDI),NCO基与水反应速度慢,价格很高。,应用:TMXDI的预
8、聚物适宜制造水性聚氨酯,二、含活性氢的化合物与树脂,最重要的是多元醇与多羟基树脂,它们可,用于与二异氰酸酯反应以制造多异氰酸酯预聚物,,分。胺类则常用作催化剂、扩链剂或者兼任催化,剂与交联剂。,也可以在-NCO/OH型双组分涂料中作为羟基组,1、多元醇,最常用的是三羟甲基丙烷(TMP),聚酯多元醇主要含有端羟基的饱和聚酯,主要来自于聚酯、聚醚、醇酸树脂和丙烯酸树脂。,聚醚多元醇是合成聚氨酯树脂的主要原料之一,醇酸树脂和丙烯酸树脂多元醇也都有使用,2、多羟基树脂,(1)蓖麻油及其醇解物,(2)醇酸树脂(3)聚酯树脂(4)聚醚树脂,(5)羟基丙烯酸树脂(6)环氧树脂,3、胺类常起催化、扩链、交联等
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