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  1、 聚氨酯的合成原理聚氨酯的合成原理聚氨酯的合成原理聚氨酯的合成原理 w w 聚氨酯聚氨酯：凡是在大分子主链中含有氨基甲酸酯基凡是在大分子主链中含有氨基甲酸酯基 的聚合物称为聚氨基甲酸酯，简称的聚合物称为聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯聚氨酯。w 分类：分类：聚酯型聚酯型聚氨酯聚氨酯;聚醚型聚醚型聚氨酯聚氨酯。w w 聚聚酯酯型型聚聚氨氨酯酯：以以二二异异氰氰酸酸酯酯和和端端羟羟基基聚聚酯酯为为原原料料制备的聚酯称为聚酯型聚氨酯。制备的聚酯称为聚酯型聚氨酯。w 聚聚醚醚型型聚聚氨氨酯酯：以以二二异异氰氰酸酸酯酯和和端端羟羟基基聚聚醚醚为为原原料料制备的聚氨酯。制备的聚氨酯。w 一、一、一、一、合成聚氨酯

  2、的原料合成聚氨酯的原料w 合合成成聚聚氨氨酯酯的的主主要要原原料料是是有有机机多多元元异异氰氰酸酸酯酯和和端端羟羟基化合物。基化合物。w w w 常用的异氰酸酯常用的异氰酸酯 w 应用于聚氨酯树脂的有机多元异氰酸酯应用于聚氨酯树脂的有机多元异氰酸酯，按按wNCO基团的数目可分为基团的数目可分为二元二元异氰酸酯异氰酸酯、三元元异氰异氰酸酯酸酯 及及聚合型聚合型异氰酸酯异氰酸酯 三大类。三大类。w 其其中中最最重重要要的的是是甲甲苯苯二二异异氰氰酸酸酯酯（TDI），其其有有三种规格：三种规格：w TDI100:含含100的的2,4甲苯二甲苯二异氰酸酯。异氰酸酯。w TDI80:含含80的的2,4甲

  3、苯二甲苯二异氰酸酯，异氰酸酯，w 20的的2,6甲苯二甲苯二异氰酸酯。异氰酸酯。w TDI65：含含65的的2,4甲苯二甲苯二异氰酸酯，异氰酸酯，w 35的的2,6甲苯二甲苯二异氰酸酯。异氰酸酯。w 这这三三种种规规格格的的TDI是是由由于于原原料料甲甲苯苯二二胺胺的的制制法法 不不同分别制得的。同分别制得的。w w 端羟基化合物端羟基化合物 端羟基化合物有两类：端羟基化合物有两类：端羟基聚酯端羟基聚酯和和端羟基聚醚端羟基聚醚。w 端羟基聚酯端羟基聚酯w 二二元元酸酸和和过过量量的的二二元元醇醇经经混混缩缩聚聚反反应应制制得得，其其为为相相对对分分子子质质量量为为10003000的的腊腊状状或

  4、或液液态态低低聚聚物物。聚聚合合反反应简式可表示如下：应简式可表示如下：w w 端羟基聚醚端羟基聚醚w 端端羟羟基基聚聚醚醚可可由由四四氢氢呋呋喃喃、环环氧氧丙丙烷烷、或或四四氢氢呋呋喃经离子开环聚合反应制备。喃经离子开环聚合反应制备。w 端羟基聚四氢呋喃的制备端羟基聚四氢呋喃的制备w 四四氢氢呋呋喃喃为为五五元元环环单单体体，环环张张力力较较小小，聚聚合合活活性性较较低低，反反应应速速度度较较慢慢，在在较较强强的的含含氢氢酸酸高高氯氯酸酸催催化化作作用用下下，用用醋醋酸酸酐酐作作载载体体，进进行行阳阳离离子子开开环环聚聚合合，可可以以合成相对分子质量为合成相对分子质量为10003000的端羟

  5、基聚四氢呋喃。的端羟基聚四氢呋喃。w 反应简式可表示如下：反应简式可表示如下：端羟基聚氧化丙烯醚的制备端羟基聚氧化丙烯醚的制备 由由环环氧氧乙乙烷烷或或环环氧氧丙丙烷烷制制备备端端羟羟基基聚聚醚醚一一般般采采用用阴阴离离子子开开环环聚聚合合。开开环环聚聚合合时时需需要要某某种种具具有有活活性性基基团的化合物做起始剂。团的化合物做起始剂。环环氧氧丙丙烷烷进进行行阴阴离离子子开开环环聚聚合合时时需需要要1,2-丙丙二二醇醇或丙三醇或木糖醇等做为起始剂。或丙三醇或木糖醇等做为起始剂。NaOH或或KOH做催化剂。做催化剂。a、以以1,2-丙丙二二醇醇做做为为起起始始剂剂，KOH做做催催化化剂剂，环氧丙

  6、烷进行阴离子开环聚合，反应简式如下：环氧丙烷进行阴离子开环聚合，反应简式如下：w wb.以环氧丙烷为单体，丙三醇为起始剂，以环氧丙烷为单体，丙三醇为起始剂，KOH做催做催化剂，可制备化剂，可制备三羟基聚氧化丙烯醚三羟基聚氧化丙烯醚：w w c、以环氧丙烷为单体，以环氧丙烷为单体，木糖醇木糖醇为起始剂，为起始剂，KOH做催做催化剂，可制备五羟基聚氧化丙烯醚：化剂，可制备五羟基聚氧化丙烯醚：w 由上述反应可知，起始剂不同，生成的聚醚多元醇由上述反应可知，起始剂不同，生成的聚醚多元醇也不同。也不同。w w 二、聚氨酯树脂合成机理二、聚氨酯树脂合成机理二、聚氨酯树脂合成机理二、聚氨酯树脂合成机理w 合

  7、合成成聚聚氨氨酯酯的的反反应应比比较较复复杂杂，包包括括初初级级反反应应和和次次级级反应。反应。w 初级反应初级反应w 初级反应包括预聚反应和扩链反应。初级反应包括预聚反应和扩链反应。w 预预聚聚反反应应 端端羟羟基基聚聚合合物物和和过过量量的的二二异异氰氰酸酸酯酯通通过逐步加成聚合反应生成含有过逐步加成聚合反应生成含有异氰酸基异氰酸基端基端基-N=C=O 的低聚体的反应，反应简式如下：的低聚体的反应，反应简式如下：w w 扩链反应扩链反应 w 预预聚聚体体与与含含有有活活泼泼氢氢的的化化合合物物（如如水水、胺胺类类和和联联苯苯胺胺类类等等化化合合物物）反反应应生生成成取取代代脲脲基基，使使相

  8、相对对分分子子质质量量增增加加。扩扩链链反反应应 只只与与预预聚聚体体的的端端基基有有关关，扩扩链链反反应应可表示如下：可表示如下：w w 次级反应（固化反应）次级反应（固化反应）w 次级反应包括两种：生成脲基甲酸酯基的反应和生次级反应包括两种：生成脲基甲酸酯基的反应和生成缩二脲基的反应。成缩二脲基的反应。w 1、生成脲基甲酸酯基的反应（交联反应）、生成脲基甲酸酯基的反应（交联反应）w 体系中存在的过量的体系中存在的过量的NCO端基和主链上的氨基端基和主链上的氨基甲酸酯基甲酸酯基NHCOO反应生成脲基甲酸酯基而交联：反应生成脲基甲酸酯基而交联：生成缩二脲基的应（交联反应）生成缩二脲基的应（交联

  9、反应）w 体体系系中中存存在在的的过过量量的的-N=C=O 端端基基和和扩扩链链反反应应中中形形成成的的取取代代脲脲基基-NHCONH-反反应应，生生成成缩缩二二脲脲基基而而交交联联 w 通通过过次次级级反反应应，聚聚合合物物的的分分子子结结构构由由线线型型结结构构变变为体型结构，因此，为体型结构，因此，次级反应也就是固化反应次级反应也就是固化反应。w 聚聚氨氨酯酯的的结结构构很很难难用用一一个个确确切切的的结结构构式式表表示示。但但其其大大分分子子结结构构中中必必定定有有异异氰氰酸酸酯酯端端基基、酯酯基基或或醚醚键键、氨氨基基甲酸酯基、取代脲基、脲基甲酸酯基和缩二脲基。甲酸酯基、取代脲基、脲

  10、基甲酸酯基和缩二脲基。w 由由于于聚聚氨氨酯酯大大分分子子中中含含有有的的上上述述基基团团都都是是强强极极性性基基团团，而而且且大大分分子子中中还还含含有有聚聚醚醚或或聚聚酯酯柔柔性性链链段段，使使得得聚聚氨酯具有以下特点：氨酯具有以下特点：w 较高的机械强度和较高的机械强度和氧化稳定性；氧化稳定性；w 具有较高的柔曲性和回弹性；具有较高的柔曲性和回弹性；w 具有优良的耐油性、耐溶剂性、耐水性和耐火性。具有优良的耐油性、耐溶剂性、耐水性和耐火性。w 由由于于聚聚氨氨酯酯具具有有很很多多优优异异的的性性能能，所所以以其其具具有有广广泛泛的用途。的用途。w w w 聚氨酯涂料的生产的基本工艺聚氨酯涂料的

  11、生产的基本工艺聚氨酯涂料的生产的基本工艺聚氨酯涂料的生产工艺w w 一、概述一、概述一、概述一、概述w w 以聚氨酯树脂作为主要成膜物质，再配以颜料、溶以聚氨酯树脂作为主要成膜物质，再配以颜料、溶以聚氨酯树脂作为主要成膜物质，再配以颜料、溶以聚氨酯树脂作为主要成膜物质，再配以颜料、溶剂、催化剂及其他辅助材料等所组成的涂料，称为聚剂、催化剂及其他辅助材料等所组成的涂料，称为聚剂、催化剂及其他辅助材料等所组成的涂料，称为聚剂、催化剂及其他辅助材料等所组成的涂料，称为聚氨酯涂料。氨酯涂料。氨酯涂料。氨酯涂料。w w 聚氨酯涂料的特点聚氨酯涂料的特点聚氨酯涂料的特点聚氨酯涂料的特点w w 1 1、聚氨酯涂料成膜后

  12、因其大分子结构中含有相、聚氨酯涂料成膜后，因其大分子结构中含有相、聚氨酯涂料成膜后，因其大分子结构中含有相、聚氨酯涂料成膜后，因其大分子结构中含有相当数量的氨酯键和脲键等，故而决定了该涂料具有优当数量的氨酯键和脲键等，故而决定了该涂料具有优当数量的氨酯键和脲键等，故而决定了该涂料具有优当数量的氨酯键和脲键等，故而决定了该涂料具有优良的耐磨性和较高的硬度。与别的类型的涂料相比，良的耐磨性和较高的硬度。与别的类型的涂料相比，良的耐磨性和较高的硬度。与别的类型的涂料相比，良的耐磨性和较高的硬度。与别的类型的涂料相比，在相同的硬度条件下，由于氢键的作用以及脲键的存在相同的硬度条件下，由于氢键的作用以

  13、及脲键的存在相同的硬度条件下，由于氢键的作用以及脲键的存在相同的硬度条件下，由于氢键的作用以及脲键的存在，聚氨酯涂膜的扯断伸长率最高，耐磨耗最佳，所在，聚氨酯涂膜的扯断伸长率最高，耐磨耗最佳，所在，聚氨酯涂膜的扯断伸长率最高，耐磨耗最佳，所在，聚氨酯涂膜的扯断伸长率最高，耐磨耗最佳，所以广泛地用于地板漆、甲板漆、飞机蒙皮漆、塑胶跑以广泛地用于地板漆、甲板漆、飞机蒙皮漆、塑胶跑以广泛地用于地板漆、甲板漆、飞机蒙皮漆、塑胶跑以广泛地用于地板漆、甲板漆、飞机蒙皮漆、塑胶田径运动跑道以及马路划线漆等。道以及马路划线漆等。道以及马路划线漆等。道以及马路划线、聚氨酯涂料兼具保护和装饰性能，可用

  14、于高级、聚氨酯涂料兼具保护和装饰性能，可用于高级、聚氨酯涂料兼具保护和装饰性能，可用于高级、聚氨酯涂料兼具保护和装饰性能，可用于高级w木器漆、钢琴、大型客机等的涂装。木器漆、钢琴、大型客机等的涂装。w 3、聚氨酯涂料具备优秀能力的耐油性、耐化学药品、聚氨酯涂料具备优秀能力的耐油性、耐化学药品性。所以大多数金属或非金属石油储罐、油槽内壁防性。所以大多数金属或非金属石油储罐、油槽内壁防腐涂料常采用聚氨酯涂料。腐涂料常采用聚氨酯涂料。w 4、聚氨酯涂料附着力强。、聚氨酯涂料附着力强。w 5、聚氨酯涂料既能在较高温度下固化成膜，也、聚氨酯涂料既能在较高温度下固化成膜，也能在低温固化。在能在低温固化。在0甚至甚

  15、至0以下也能固化成膜。以下也能固化成膜。w 6、聚氨酯涂料具有优良的电绝缘性能。、聚氨酯涂料具有优良的电绝缘性能。w 7、聚氨酯涂料可制成溶剂型、液态无溶剂型、粉、聚氨酯涂料可制成溶剂型、液态无溶剂型、粉末、水性、单罐装等多种形态，满足多种的需要。末、水性、单罐装等多种形态，满足多种的需要。w 8、聚氨酯树脂可与聚酯、聚醚、环氧、有机硅树、聚氨酯树脂可与聚酯、聚醚、环氧、有机硅树脂等配合制漆。根据不同的要求制成多种多样的涂料脂等配合制漆。根据不同的要求制成多种多样的涂料品种。如轿车漆、飞机漆、电制品漆等。品种。如轿车漆、飞机漆、电制品漆等。w w 、聚氨酯涂料生产中的几个主体问题：、聚氨酯涂料

  16、生产中的几个主体问题：、聚氨酯涂料生产中的几个主体问题：、聚氨酯涂料生产中的几个主体问题：w w 聚氨酯涂料的品种繁多，在工业中使用已有数十聚氨酯涂料的品种繁多，在工业中使用已有数十聚氨酯涂料的品种繁多，在工业中使用已有数十聚氨酯涂料的品种繁多，在工业中使用已有数十年的历史，近年来在品种和数量上都有显著的增长。年的历史，近年来在品种和数量上都有显著的增长。年的历史，近年来在品种和数量上都有显著的增长。年的历史，近年来在品种和数量上都有显著的增长。聚氨酯涂料生产中的几个主体问题：聚氨酯涂料生产中的几个主体问题：聚氨酯涂料生产中的几个主体问题：聚氨酯涂料生产中的几个主体问题：w w 在制备聚氨酯涂料时，所用的原料及预聚物中在制备聚氨酯涂料时，所用的原料及预聚物中在制备聚氨酯涂料时，所用的原料及预聚物中在制备聚氨酯涂料时，所用的原料及预聚物中不能含有水，否则将使涂料在涂料罐中产生不能含有水，否则将使涂料在涂料罐中产生不能含有水，否则将使涂料在涂料罐中产生不能含有水，否则将使涂料在涂料罐中产生COCO2 2而出而出而出而出现鼓泡现象，这将使涂膜产生小泡，严重时产生凝胶现鼓泡现象，这将使涂膜产生

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