聚氨脂概論-無錫百和ppt課件

1、精細(xì)精細(xì)化工化工(昆山昆山) 聚氨酯概論聚氨酯概論 1;.21、PU定義 PU就是就是polyurethane的簡稱，中文名稱為聚氨酯，其主要官能基是由含的簡稱，中文名稱為聚氨酯，其主要官能基是由含活性氫之多元醇活性氫之多元醇(polyol)(polyol)或胺類或胺類(Amine)、異氰酸酯、異氰酸酯(Isocyanate)及鏈及鏈延長劑延長劑(Chain extender)反應(yīng)而成的一種高分子聚合物，可分為硬鏈段反應(yīng)而成的一種高分子聚合物，可分為硬鏈段(Hard segment)和軟鏈段和軟鏈段(Soft segment)，而其內(nèi)部型態(tài)則由這兩種，而其內(nèi)部型態(tài)則由這兩種鏈段分別聚集的相所構(gòu)

2、成，而鏈段分別聚集的相所構(gòu)成，而 PU 多變的物性與其內(nèi)部型態(tài)關(guān)係密切，隨多變的物性與其內(nèi)部型態(tài)關(guān)係密切，隨著不同單體搭配反映出之線性著不同單體搭配反映出之線性 PU 皆由軟、硬鏈段交替構(gòu)成皆由軟、硬鏈段交替構(gòu)成。其分子鏈上。其分子鏈上含有含有NHNHCOOCOO之結(jié)構(gòu)，分子量一般介於之結(jié)構(gòu)，分子量一般介於15251525萬之間。萬之間。31、PU定義化學(xué)官能鍵結(jié)構(gòu)如下圖42、PU之基本結(jié)構(gòu) PU之基本結(jié)構(gòu)如圖所示：之基本結(jié)構(gòu)如圖所示：(Polyol)x(NHCOO)n(Glycol)yn52、PU之基本結(jié)構(gòu) Polyurethane 軟、硬鏈結(jié)之基本結(jié)構(gòu)圖軟、硬鏈結(jié)之基本結(jié)構(gòu)圖 ：62、PU

3、之基本結(jié)構(gòu) Polyurethane 之基本化學(xué)反應(yīng)式之基本化學(xué)反應(yīng)式 ： Polyols RPolyols R1 1OH OH Isocyanates RIsocyanates R2 2NCO NCO Chain Extenderers RChain Extenderers R3 3OH or ROH or R3 3NHNH2 2 AdditivesAdditives Polyurethane RPolyurethane R4 4NHCOONHCOOR R5 5（UrethaneUrethane） or Ror R4 4NHCONHNHCONHR R5 5（UreaUrea） 73、 PU之

4、原料 n高分子二元醇高分子二元醇(polyol)：如：如Polyester(聚酯類聚酯類)、Polyether(聚醚類聚醚類)。n小分子二元醇小分子二元醇(glycol)、二胺：如、二胺：如EG、BG、PG、HG、Diamine。n異氫酸鹽異氫酸鹽(isocyanate)：芳香族異氫酸鹽芳香族異氫酸鹽(Aromatic)：常用的有：常用的有TDI、MDI、.。脂肪族異氫酸鹽脂肪族異氫酸鹽(Aliphatic)：常用的有：常用的有H12MDI、IPDI .。n催化劑催化劑(catalyst)：Amine類、有機金屬類。類、有機金屬類。n溶劑：一般有溶劑：一般有DMF、MEK、Tol、EcAc。n

5、其它添加劑：如其它添加劑：如UV吸收劑、抗氧化劑、抗黏劑等。吸收劑、抗氧化劑、抗黏劑等。 83、 PU之原料 多元醇多元醇 (polyol) ：n聚醚多元醇聚醚多元醇(Polyether Polyol) ：PTMG 化學(xué)結(jié)構(gòu)之氫鍵生成量較低，所以其機械物性較聚酯合成之化學(xué)結(jié)構(gòu)之氫鍵生成量較低，所以其機械物性較聚酯合成之PU 產(chǎn)品弱產(chǎn)品弱。 *回彈性能回彈性能 *低溫性能低溫性能 *衝擊強度衝擊強度 *耐水解性耐水解性 n聚酯多元醇聚酯多元醇(Polyester Polyol) ：AA與二元醇聚合端基為羥基多元醇。與二元醇聚合端基為羥基多元醇。 *拉伸強度拉伸強度 *撕裂強度撕裂強度 *耐油性耐

6、油性 *耐熱老化耐熱老化 93、 PU之原料 小分子二元醇、二胺：小分子二元醇、二胺：鏈延長劑鏈延長劑(chain extender)n芳香族二胺類：芳香族二胺類： 4,4-亞甲基雙亞甲基雙(二氯苯胺二氯苯胺)(MOCA)(B) 低分子量醇類：乙二醇低分子量醇類：乙二醇(EG) 、 1,4-丁二醇丁二醇(1,4-BDO,1,4BG) 以前者當(dāng)鏈延長劑所合成之以前者當(dāng)鏈延長劑所合成之 PU 產(chǎn)品生成機械性質(zhì)較強之脲產(chǎn)品生成機械性質(zhì)較強之脲(Urea)官能基官能基擁有較高的強度擁有較高的強度(Strength)及勁度及勁度(Stiffness)，而其延伸率與以後者為，而其延伸率與以後者為鏈延長劑所

7、合成之鏈延長劑所合成之 PU 成品相當(dāng)。成品相當(dāng)。103、 PU之原料 異氫酸鹽異氫酸鹽(isocyanate)：n芳香族異氫酸鹽芳香族異氫酸鹽(Aromatic)： 芳香族異氰酸酯化合物為基材製成之芳香族異氰酸酯化合物為基材製成之PU 成品，若曝露於屋外會黃變且減成品，若曝露於屋外會黃變且減損其物性，有礙實用，這主要是因紫外線使苯環(huán)起化學(xué)反應(yīng)所致，此鄰損其物性，有礙實用，這主要是因紫外線使苯環(huán)起化學(xué)反應(yīng)所致，此鄰接苯環(huán)的氮原子成為耐候性之攻擊點。接苯環(huán)的氮原子成為耐候性之攻擊點。 而以脂肪族異氰酸酯化合物為基而以脂肪族異氰酸酯化合物為基材製成之材製成之PU 成品則無此現(xiàn)象發(fā)生。成品則無此現(xiàn)象

8、發(fā)生。n脂肪族異氫酸鹽脂肪族異氫酸鹽(Aliphatic)： 脂肪族異氰酸酯化合物為基材製成之脂肪族異氰酸酯化合物為基材製成之PU 成品具有極佳的耐黃變特性。成品具有極佳的耐黃變特性。113、 PU之原料 n常用芳香族異氫酸鹽常用芳香族異氫酸鹽(Aromatic)：n甲苯二異氰酸酯甲苯二異氰酸酯(toluene diisocyanate, TDI)n二苯基甲烷二苯基甲烷-4,4-二異氰酸酯二異氰酸酯(MDI) 123、 PU之原料 n脂肪族異氫酸鹽脂肪族異氫酸鹽(Aliphatic)：nH12MDI (methylene bis-1,4-cyclohexyl diisocyanate)nIPD

9、I (isophorone diisocyanate)133、 PU之原料 催化劑催化劑(catalyst)： 使用催化劑的目的是縮短成品製造時間，其功能為增加反應(yīng)速率及增進(jìn)成使用催化劑的目的是縮短成品製造時間，其功能為增加反應(yīng)速率及增進(jìn)成品在脫模時之機械強度，常使用之催化劑有三級胺類與有機金屬鹽類，前品在脫模時之機械強度，常使用之催化劑有三級胺類與有機金屬鹽類，前者可促進(jìn)者可促進(jìn) H2O 與與 NCO 及及 OH與與 NCO 之反應(yīng)速率，後者有助於之反應(yīng)速率，後者有助於 OH 與與 NCO 之反應(yīng)。之反應(yīng)。 所以三級胺類常用於所以三級胺類常用於 PU 泡棉與彈性體之製造，而有泡棉與彈性體之製

10、造，而有機金屬鹽類則常用於機金屬鹽類則常用於PU彈性體之製造，此兩類催化劑常混合使用，尤其彈性體之製造，此兩類催化劑?；旌鲜褂?，尤其是在是在 PU 泡棉之製造上。泡棉之製造上。143、 PU之原料 溶劑溶劑(Solvent) ： 一般聚氨酯樹脂製備時，常用的溶劑有二甲基甲酰胺一般聚氨酯樹脂製備時，常用的溶劑有二甲基甲酰胺(DMF)、丁酮、丁酮(MEK)、甲苯甲苯(TOL)、乙酸乙酯、乙酸乙酯(Eac)等。等。 製備聚氨酯樹脂添加溶劑之目的主要是為了調(diào)節(jié)樹脂的粘度，便於工藝操作。製備聚氨酯樹脂添加溶劑之目的主要是為了調(diào)節(jié)樹脂的粘度，便於工藝操作。因二異氰酸酯容易與水發(fā)生反應(yīng)，所以製備聚氨酯樹脂時

11、，溶劑的含水率一因二異氰酸酯容易與水發(fā)生反應(yīng)，所以製備聚氨酯樹脂時，溶劑的含水率一般要求需低於般要求需低於300ppm，以免影響合成反應(yīng)。，以免影響合成反應(yīng)。153、 PU之原料 常用溶劑的物理性質(zhì)整理如下表：常用溶劑的物理性質(zhì)整理如下表：溶劑溶度參數(shù)SP沸點 相對密度d甲苯,TOL8.85110.60.866乙酸乙酯,EAc9.0877.00.902丁酮,MEK9.1979.60.806二甲基甲酰胺,DMF12.09153.00.945164、 PU之分類 依依PUPU之後加工製程，大致分爲(wèi)之後加工製程，大致分爲(wèi)n軟泡已廣泛應(yīng)用於沙發(fā)、床墊、包裝、服裝襯裏、汽車和摩托車座墊等軟泡已廣泛應(yīng)用於

12、沙發(fā)、床墊、包裝、服裝襯裏、汽車和摩托車座墊等領(lǐng)域。領(lǐng)域。n硬泡廣泛應(yīng)用於冰箱、冰櫃、冷藏庫、工業(yè)管道、設(shè)備及建築保溫絕熱硬泡廣泛應(yīng)用於冰箱、冰櫃、冷藏庫、工業(yè)管道、設(shè)備及建築保溫絕熱等。等。n彈性體已用於汽車、油田設(shè)備零部件、紡織、印刷、彈性體已用於汽車、油田設(shè)備零部件、紡織、印刷、 冶金膠棍、防水冶金膠棍、防水材料、鞋底、合成革及纖維等。材料、鞋底、合成革及纖維等。n塗料則應(yīng)用於木器家具漆、地板漆、設(shè)備防腐漆等。塗料則應(yīng)用於木器家具漆、地板漆、設(shè)備防腐漆等。n膠粘劑應(yīng)用於鞋類、複合薄膜、密封膠和通用接著等。膠粘劑應(yīng)用於鞋類、複合薄膜、密封膠和通用接著等。n纖維加工纖維加工PUPU樹脂應(yīng)用於

13、服裝、帳篷、戶外生活用品等。樹脂應(yīng)用於服裝、帳篷、戶外生活用品等。n合成皮革應(yīng)用於鞋類、沙發(fā)、汽車內(nèi)裝等領(lǐng)域。合成皮革應(yīng)用於鞋類、沙發(fā)、汽車內(nèi)裝等領(lǐng)域。17A.合成皮應(yīng)用5、 PU的應(yīng)用185、 PU的應(yīng)用19B.塗層(防水透濕應(yīng)用)5、 PU的應(yīng)用205、 PU的應(yīng)用21C.貼合、接著、繫紗5、 PU的應(yīng)用225、 PU的應(yīng)用23D.TPU(押出、射出、壓延)5、 PU的應(yīng)用245、 PU的應(yīng)用25E.其他聚氨酯用途PU跑道軟泡5、 PU的應(yīng)用26硬泡5、 PU的應(yīng)用276 6、上膠理論、上膠理論 A. NYLON 66由己二酸與1,6-diamine合成B. NYLON 6由己內(nèi)醯胺合成

14、C(CH2)4 OCON(CH2)6 NHHC (CH2)4OCONH(CH2)4NH 286 6、上膠理論、上膠理論 C. polyester由TPA與1,2-EG合成COCOO (CH2)2 COCOO (CH2)2OO 296、上膠理論-接著原理接著原理PU : CA-800D :各類布種RN C ON C ON C O高活性氰酸鹽HO ( Polyol )x ( NCO)n ( Glycol )yn306、上膠理論-接著原理接著原理 其中CA-800D中之NCO官能基會與 之氫原子及布種中之 之氫原子或OH之官能基或 等產(chǎn)生架橋反應(yīng)或氫鍵之結(jié)合，使二種反應(yīng)物成為密不可分之一體物。PU

15、( N C O )nHONC NHOHCO316 6、上膠理論、上膠理論- -接著注意事項接著注意事項nPU上膠上膠于各種布上，如不加入于各種布上，如不加入CA-800D，只能稱為附著，只能稱為附著(二層體二層體)，其其缺點有容易脫膜或不耐搓揉之現(xiàn)象，而產(chǎn)生白化。缺點有容易脫膜或不耐搓揉之現(xiàn)象，而產(chǎn)生白化。n架橋完全架橋完全(curing完全完全)成品方可有耐久性成品方可有耐久性(durability)，若架橋不完，若架橋不完全，全，因為分子量不夠大或架橋密度不足容易產(chǎn)生提早水解，劣解而因為分子量不夠大或架橋密度不足容易產(chǎn)生提早水解，劣解而使成品劣化、破壞、。使成品劣化、破壞、。 327 7、

16、PUPU膠之膠之使用注意事項使用注意事項nPU膠膠作作繫紗繫紗用時，需一段時間才能產(chǎn)生架橋，之后才能顯現(xiàn)足夠的接著、用時，需一段時間才能產(chǎn)生架橋，之后才能顯現(xiàn)足夠的接著、耐磨、耐溶劑侵蝕性。耐磨、耐溶劑侵蝕性。n當(dāng)架橋完全當(dāng)架橋完全(熟成熟成)后后(一日后一日后)才才作後段加工作後段加工為為較較正確之作法，以免發(fā)生正確之作法，以免發(fā)生因後因後段加工影響纖維表面造成脫膠段加工影響纖維表面造成脫膠之不良現(xiàn)象。之不良現(xiàn)象。n凡是與基布接觸之第一層，均需加入凡是與基布接觸之第一層，均需加入適量架橋劑，否則與基布無法接著，適量架橋劑，否則與基布無法接著，不耐搓揉而白化。不耐搓揉而白化。n凡是有添加架橋劑

17、凡是有添加架橋劑之之PU膠膠，使用前，使用前才配所須使用量，不能一次即配好當(dāng)次才配所須使用量，不能一次即配好當(dāng)次需要量，否則因時間差加工黏度不一致，影響品質(zhì)甚巨需要量，否則因時間差加工黏度不一致，影響品質(zhì)甚巨(批次差批次差)，甚或尾，甚或尾料黏度太大，料黏度太大，gel。n配料時，各添加量應(yīng)精確，配料時，各添加量應(yīng)精確，上膠上膠量要適量并且要均勻量要適量并且要均勻。n須自行建立各管控點之標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程須自行建立各管控點之標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)流程(S.O.P.)，并隨時更新之，并隨時更新之 (增、刪增、刪)。337 7、PUPU膠之膠之使用注意事項使用注意事項例：例：n原物料品檢、品檢項目。原物料品檢、品檢項

18、目。(OK收料，差異收料，差異與廠商溝通與廠商溝通)n領(lǐng)料、配料、使用說明、注意事項，慎防客戶抱怨、客訴。領(lǐng)料、配料、使用說明、注意事項，慎防客戶抱怨、客訴。n作業(yè)中，線上品檢、異常發(fā)現(xiàn)、處理方法、減少大量不良品作業(yè)中，線上品檢、異常發(fā)現(xiàn)、處理方法、減少大量不良品造成之損失。造成之損失。a.廠商提供之產(chǎn)品規(guī)格說明書，務(wù)必詳細(xì)了解，并能融會貫通。廠商提供之產(chǎn)品規(guī)格說明書，務(wù)必詳細(xì)了解，并能融會貫通。 348 8、架橋劑與促進(jìn)劑架橋劑與促進(jìn)劑架橋劑添加量與強度關(guān)系：架橋劑添加量與強度關(guān)系：(二液型二液型)20251 01 53 01 0 0 % M(k g/cm2)1 0 H R2 0 H R 3

19、 0 H R 4 0 H R 5 0 H R8 % C A -8 0 05 % C A -8 0 0 3 % C A -8 0 00 % C A -8 0 0架 橋 期架 橋 完 全358 8、架橋劑與促進(jìn)劑架橋劑與促進(jìn)劑架橋劑添加量與強度關(guān)系：架橋劑添加量與強度關(guān)系：nCA-800D添加物愈多，韌性愈高，耐熱、耐溶劑性愈高。添加物愈多，韌性愈高，耐熱、耐溶劑性愈高。n二液型加入二液型加入CA-800D后有后有pot-life問題，注意使用量之調(diào)配，問題，注意使用量之調(diào)配，CA-800D添加量愈多，添加量愈多，pot-life會較短。會較短。n二液型建議用于打底用接著、二液型建議用于打底用接著

20、、繫紗繫紗、填縫、中低度特性用途要求，又因、填縫、中低度特性用途要求，又因固成固成份較高，可涂布乙次提高耐水壓、光澤度及厚身感。份較高，可涂布乙次提高耐水壓、光澤度及厚身感。(高丹尼數(shù)之高丹尼數(shù)之布種須用較高固形份填縫，才能顯現(xiàn)較高耐水壓布種須用較高固形份填縫，才能顯現(xiàn)較高耐水壓)a.耐水洗與架橋劑量成正比，耐水解與原料有關(guān)。耐水洗與架橋劑量成正比，耐水解與原料有關(guān)。368 8、架橋劑與促進(jìn)劑架橋劑與促進(jìn)劑促進(jìn)劑促進(jìn)劑： 促進(jìn)劑的目的：在於加快促進(jìn)劑的目的：在於加快PUPU膠與架橋劑的固化時間，並沒有增強固化強膠與架橋劑的固化時間，並沒有增強固化強度的功用。度的功用。 強度強度 強度強度 X1

21、(X1(沒加促進(jìn)劑沒加促進(jìn)劑) ) 時間時間 X2(X2(有加促進(jìn)劑有加促進(jìn)劑) ) 時間時間 由圖可知，有加促進(jìn)劑的固化時間由圖可知，有加促進(jìn)劑的固化時間X X2 2 , ,短於沒有加促進(jìn)劑的固化時間短於沒有加促進(jìn)劑的固化時間X X1 1 ，但是即使所需固化的時間較短，但也不會對固化後的強度有正向的改變。但是即使所需固化的時間較短，但也不會對固化後的強度有正向的改變。37高鼎精細(xì)化工SL-合成皮產(chǎn)品線TPU-產(chǎn)品線WP合成皮產(chǎn)業(yè)YA聚酯二元醇CO-塗布產(chǎn)品線CX貼合產(chǎn)業(yè)NC纖維加工產(chǎn)業(yè)YC粘扣帶產(chǎn)業(yè)TE押出類TN射出類TTT-die類TL壓延類9 、公司產(chǎn)品介紹、公司產(chǎn)品介紹3810 、黏扣

22、帶加工用聚胺酯樹脂、黏扣帶加工用聚胺酯樹脂No.品名品名Item No.粘度粘度Viscosity(ps/25)固形份固形份N.V.(%)特性特性用途用途1YC-1800D1.8-2.225 1一般用、繫紗力佳一般用、繫紗力佳黏扣帶綁紗黏扣帶綁紗2YC-1835D1.0-2.035 1高固型份、繫紗力高固型份、繫紗力佳佳黏扣帶綁紗黏扣帶綁紗3YC-1870HD900-140070 1.5高固型份、需自行高固型份、需自行稀釋、便於運輸稀釋、便於運輸黏扣帶綁紗黏扣帶綁紗4YC-1800BD1.5-2.025 1可染色、繫紗力佳可染色、繫紗力佳黏扣帶胚帶上黏扣帶胚帶上膠後再染色膠後再染色5YC-19

23、00ND1.0-2.025 1非黃變、繫紗力佳非黃變、繫紗力佳黏扣帶綁紗黏扣帶綁紗6YC-6000D100-20040 1可與可與PVC作熱壓或作熱壓或高週波貼合高週波貼合黏扣帶上膠後黏扣帶上膠後再塗佈可與再塗佈可與PVC貼合貼合3911.聚氨酯樹脂之特性與要求聚氨酯樹脂之特性與要求(1) 外觀（外觀（Appearance) ：外觀乃指樹脂本身所顯示之色澤外觀乃指樹脂本身所顯示之色澤 n一般而言，樹脂之外觀色澤愈淺，愈透明愈受歡迎，若色澤過深，一般而言，樹脂之外觀色澤愈淺，愈透明愈受歡迎，若色澤過深，將對淺色材質(zhì)造成污染，而影響外觀。將對淺色材質(zhì)造成污染，而影響外觀。 n上膠厚度愈厚，膠膜之色

24、澤愈深。上膠厚度愈厚，膠膜之色澤愈深。 a.膠膜乾燥後，色澤會隨時間逐漸變深，若樹脂色澤安定性不佳，膠膜乾燥後，色澤會隨時間逐漸變深，若樹脂色澤安定性不佳，色澤變深之速度較快。色澤變深之速度較快。4011.聚氨酯樹脂之特性與要求聚氨酯樹脂之特性與要求(2)(2)黏度黏度(Viscosity,CPS) (Viscosity,CPS) ：一般所指之黏度乃指液體在流動時所産生的阻力，：一般所指之黏度乃指液體在流動時所産生的阻力，也就是在塗刷時所産生的阻力，用某種單位表示出來之?dāng)?shù)字就是黏度。也就是在塗刷時所産生的阻力，用某種單位表示出來之?dāng)?shù)字就是黏度。 n黏度高，流動性較差；黏度低，流動性較佳。黏度高

25、，流動性較差；黏度低，流動性較佳。 n黏度與固成分並無絕對之關(guān)係，即固成分高之接著劑，黏度不一定就黏度與固成分並無絕對之關(guān)係，即固成分高之接著劑，黏度不一定就高。高。 n不同黏度之樹脂，使用不同加工方式。如刀塗、輪塗。不同黏度之樹脂，使用不同加工方式。如刀塗、輪塗。 n黏度與溫度有關(guān)，溫度愈高，黏度愈低，溫度愈低，黏度愈高。黏度與溫度有關(guān)，溫度愈高，黏度愈低，溫度愈低，黏度愈高。 4111.聚氨酯樹脂之特性與要求聚氨酯樹脂之特性與要求(3).固成份固成份(Solid Content) ：固成份是樹脂單位重量內(nèi)所含溶質(zhì)（不揮發(fā)固成份是樹脂單位重量內(nèi)所含溶質(zhì)（不揮發(fā)物）之百分比。物）之百分比。固成

26、份固成份 溶質(zhì)（溶質(zhì)溶劑）溶質(zhì)（溶質(zhì)溶劑）100 n樹脂之固成份影響其上膠量，繫紗力等。樹脂之固成份影響其上膠量，繫紗力等。 4211.聚氨酯樹脂之特性與要求聚氨酯樹脂之特性與要求(4).(4).可使用時間（可使用時間（Pot LifePot Life）：）：PUPU膠使用前須加入適當(dāng)之架橋劑，加入架橋劑膠使用前須加入適當(dāng)之架橋劑，加入架橋劑後，黏度先稍微降低，然後再漸漸提高，逐至無法上膠使用，此一段時後，黏度先稍微降低，然後再漸漸提高，逐至無法上膠使用，此一段時間即爲(wèi)可使用時間，一般以黏度提高爲(wèi)原來黏度之兩倍所經(jīng)過之時間爲(wèi)間即爲(wèi)可使用時間，一般以黏度提高爲(wèi)原來黏度之兩倍所經(jīng)過之時間爲(wèi)可使用時間。可使用時間。 n可使用時間與可使用時間與PUPU膠種類、架橋劑種類、架橋劑添加量、溫度濕度等因膠種類、架橋劑種類、架橋劑添加量、溫度濕度等因素有關(guān)。素有關(guān)。 n可使用時間較長之可使用時間較長之PUPU膠，死膠速度較慢，減少浪費。但若可使用膠，死膠速度較慢，減少浪費。但若可使用時間太長，硬化