拜耳聚氨酯基础知识培训
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聚氨酯树脂的生产培训课程一、课程简介聚氨酯树脂是一种重要的高分子材料,具有广泛的应用领域。
为了提高从业者对聚氨酯树脂生产过程的了解和掌握,本培训课程旨在介绍聚氨酯树脂的生产方法、原材料、工艺参数等知识,并结合实际案例进行讲解和实操演练。
通过本课程的学习,参与者将能够掌握聚氨酯树脂生产的基本技能和工艺要点,为聚氨酯树脂行业的发展贡献自己的一份力量。
二、课程内容1. 聚氨酯树脂的基本概念与应用领域•聚氨酯树脂的定义和分类•聚氨酯树脂的主要应用领域及市场前景2. 聚氨酯树脂的生产原理与工艺流程•聚氨酯树脂的生产原理及反应机理•聚氨酯树脂的工艺流程及关键环节介绍3. 聚氨酯树脂的原材料与性能要求•聚氨酯树脂的主要原材料及其特性•聚氨酯树脂的性能要求及检测方法4. 聚氨酯树脂生产中的设备与工艺参数•聚氨酯树脂生产所需的设备与仪器介绍•聚氨酯树脂生产过程中的关键工艺参数及其控制方法5. 聚氨酯树脂生产案例分析与实操演练•案例分析:典型聚氨酯树脂生产过程的实例分析•实操演练:聚氨酯树脂生产实验操作示范与指导三、课程收益通过本培训课程的学习,参与者将获得以下收益:1.掌握聚氨酯树脂生产的基本概念、原理和工艺流程;2.熟悉聚氨酯树脂生产所需的主要原材料及其性能要求;3.了解聚氨酯树脂生产过程中的关键设备和工艺参数;4.通过案例分析和实操演练,提升聚氨酯树脂生产技能;5.对聚氨酯树脂行业的发展趋势和市场需求有更深入的了解。
四、培训方式本培训课程采用以下方式进行:1.线下授课:由行业专家担任讲师,进行面对面的讲解和指导;2.实操演练:通过实验室的实际操作环节,让学员进行亲身实践,提升技能;3.案例分析:通过真实案例的讲解,帮助学员理解并运用所学知识;4.互动交流:提供学员间的互动讨论和问题解答环节,增强学习效果。
五、适用人群本培训课程适用于以下人群:1.从事聚氨酯树脂生产工作的技术人员和操作人员;2.有聚氨酯树脂生产相关经验但希望进一步提升技能的从业者;3.学习聚氨酯树脂生产知识,准备从事相关工作的初学者。
聚氨酯树脂第一节 概 述1937年,德国化学家Otto Bayer 及其同事用二或多异氰酸酯和多羟基化合物通过聚加成反应合成了线形、支化或交联型-聚合物,即聚氨酯,标志着聚氨酯的开发成功。
其后的技术进步和产业化促进了聚氨酯科学和技术的快速发展。
最初使用的是芳香族多异氰酸酯(甲苯二异氰酸酯),60年代以来,又陆续开发出了脂肪族多异氰酸酯。
聚氨酯树脂在涂料、黏合剂及弹性体行业取得了广泛、重要的应用。
据有关文献报道,在全球聚氨酯产品的消耗总量中,北美洲和欧洲占到70%左右,美国人均年消耗聚氨酯材料约5.5kg ,西欧约4.5kg 。
而我国的消费水平还很低,年人均不足0.5kg ,具有极大发展空间。
聚氨酯(polyurethane)大分子主链上含有许多氨基甲酸酯基(NH C OO )。
它由二(或多)异氰酸酯、二(或多)元醇与二(或多)元胺通过逐步聚合反应生成,除了氨基甲酸酯基(简称为氨酯基,NH C O O )外,大分子链上还往往含有醚基(O )、酯基(O O )、脲基(NH C O NH -)、酰胺基(NH C O)等基团,因此大分子间很容易生成氢键。
聚氨酯是综合性能优秀的合成树脂之一。
由于其合成单体品种多、反应条件温和、专一、可控、配方调整余地大及其高分子材料的微观结构特点,可广泛用于涂料、黏合剂、泡沫塑料、合成纤维以及弹性体,已成为人们衣、食、住、行以及高新技术领域必不可少的材料之一,其本身已经构成了一个多品种、多系列的材料家族,形成了完整的聚氨酯工业体系,这是其它树脂所不具备的。
第二节 聚氨酯的合成单体一、多异氰酸酯多异氰酸酯可以根据异氰酸酯基与碳原子连接的结构特点,分为四大类:芳香族多异氰酸酯(如甲苯二异氰酸酯,即TDI )、脂肪族多异氰酸酯(六亚甲基二异氰酸酯,即HDI )、芳脂族多异氰酸酯(即在芳基和多个异氰酸酯基之间嵌有脂肪烃基-常为多亚甲基,如苯二亚甲基二异氰酸酯,即XDI)和脂环族多异氰酸酯(即在环烷烃上带有多个异氰酸酯基,如异佛尔酮二异氰酸酯,即IPDI )四大类。
上海欧图服饰有限公司一:拜耳材料和其它材料相比好在什么地方、天气恶劣、水洗干洗、任性等。
□BAYER TPU(拜耳热塑性聚氨酯弹性体)是新兴的塑料品种,弹性耐拉伸,不变形。
□耐候性佳:特別是耐至負30℃,仍保有相當的彈性強度。
□环保性:无毒、无味,完全符合歐盟環保標準。
□耐化學性;適用於惡劣環境。
□耐磨性优异、耐臭氧性极好、硬度大、强度高、弹性好。
二:绳扣是什么材料,包括弹簧过检针、和其它做对比好在什么地方。
□有塑料PP, ABS, PA等。
□过检针弹簧,合乎欧美日的高标准安全检测规范。
□优势:采用环保材料;合乎人体工学的设计;精细的工艺外观。
三:金属配件材料,和其它对比好好在什么地方。
□锌合金压铸成形加上无镍电镀(合乎环保规范),用于复杂曲面构造零件,呈现精致质感以增益商品价值。
□黄铜合金钣材冲压成形加上无镍电镀(合乎环保规范),用于金属弹簧扣或裤钩等,具备古典金属轻盈质感可经久耐用。
□金属合金材料不仅物性稳定而且没有塑料件的老化问题,确保完全的功能。
附件是拜耳的悟性表,重要部分要我们翻译成中文。
□TPU(热塑性聚氨酯弹性体)是新兴的塑料品种,由于TPU具有良好的加工性、耐候性、环保性,被广泛应用于鞋材、管材、薄膜、滚轮、电缆电线等相关行业。
聚氨酯热塑性弹性体又称热塑性聚氨酯橡胶,简称TPU,是一种(AB)n型嵌段线性聚合物,A为高分子量(1000-6000)的聚酯或聚醚,B为含2-12直链碳原子的二醇,AB链段间化学结构是用二异氰酸酯,通常是MDI连接。
一般的结构式为见图。
热塑性聚氨酯橡胶靠分子间氢键交联或大分子链间轻度交联,随着温度的升高或降低,这两种交联结构具有可逆性。
在熔融状态或溶液状态分子间力减弱,而冷却或溶剂挥发之后又有强的分子间力连接在一起,恢复原有固体的性能。
聚氨酯热塑性弹性体有聚酯型和聚醚型两类,白色无规则球状或柱状颗粒,相对密度1〃10-1〃25,聚醚型相对密度比聚酯型小。
聚氨酯亚太区硬泡系统料•潘榕伟聚氨酯理聚氨酯理论论及工及工艺艺介绍聚氨酯亚太区硬泡系统料•2聚氨酯材料•聚氨酯聚氨酯((PU ):聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯,,高分子主链上含有许多重复的-NHCOO-•硬泡泡孔聚氨酯亚太区硬泡系统料•3聚氨酯泡沫的分类及应用分类:•硬质泡沫•软质泡沫•弹性体及其他聚氨酯亚太区硬泡系统料•4聚氨酯泡沫硬泡的应用冷链冷链::聚氨酯亚太区硬泡系统料•5聚氨酯泡沫硬泡的应用---家电聚氨酯硬泡在冰箱工业上的应用有悠久的历史卖点:1.聚氨酯是唯一一种既有保温性能,又有良好力学性能的工程材料;2.优异的流动性能,即使内部的结构非常复杂;3.保温性能意味着能源的节省。
聚氨酯亚太区硬泡系统料•6聚氨酯泡沫硬泡的应用---家电内表面(工程塑料)外表面(钢板)聚氨酯聚氨酯亚太区硬泡系统料•7聚氨酯泡沫硬泡的应用---集装箱聚氨酯硬泡在集装箱工业上的应用有悠久的历史卖点:1.聚氨酯是唯一一种既有保温性能,又有良好力学性能的工程材料;2.对板材的优异的粘结性;3.保温性能意味着能源的节省。
聚氨酯亚太区硬泡系统料•8聚氨酯泡沫硬泡的应用---集装箱聚氨酯亚太区硬泡系统料•9多变的聚氨酯发泡工艺能满足建筑工业的各种要求多变的聚氨酯发泡工艺能满足建筑工业的各种要求::建筑工业是聚氨酯的最大用户;从屋顶到地基,聚氨酯能满足建筑业的所有保温要求。
产品包括:保温板,夹心板,专用的单组分密封剂和特殊的现场发泡工艺等等;聚氨酯泡沫能粘着在其他建筑材料上。
聚氨酯泡沫硬泡的应用---建筑聚氨酯亚太区硬泡系统料•10屋顶保温由夹心板建造的冷库工业建筑的轻质屋顶用块泡拼接的屋顶外墙保温聚氨酯泡沫硬泡的应用---建筑聚氨酯亚太区硬泡系统料•11屋顶平顶地板聚氨酯泡沫硬泡的应用---聚氨酯板材聚氨酯亚太区硬泡系统料•12管壳墙体保温LNG 储罐聚氨酯泡沫硬泡的应用---聚氨酯块泡成型聚氨酯亚太区硬泡系统料•13连续法或非连续法以切割机切割成形块泡的制作聚氨酯泡沫硬泡的应用---聚氨酯块泡Precision shaped slabstock products聚氨酯亚太区硬泡系统料•14管道–拜耳是管道保温的倡导者; 用聚氨酯硬泡做管道保温已经成功的在世界范围内应用了30多年。
PU的基础知识•PU是英文Poly urethane的缩写,化学中文名称是“聚氨基甲酸酯”,简称“聚氨酯” 。
是一种无色透明的有机高分子材料,它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成。
1937年由德国的奥托.拜耳等研制出此物。
被誉为第五大塑料(继聚乙烯,聚丙•全球聚氨酯市场主要遍布在欧洲发达国家,亚太地区主要以中国,日本,韩国为代表,以上国家和地区占据了全球聚氨酯总销量的90%的市场。
•PU,又称人造革,通常由底布(普通布底一般有佳积布,TC布,针织布,无光绒布,阿迪布,仿棉绒,各种起毛布和弹力布等,也有回收塑料制作的各种布底,称为环保Recycled布底,主要成分是聚乙烯-Polyethyle,也可制作成各种佳积布底,针织布等)聚氨酯,色浆,填充材料和助剂 {DMF –(二甲基甲酰胺) 或者水,丁酮,增稠剂,稳泡挤等} 组成。
•PU的基本制作流程•1,从调色开始,把聚氨酯,色浆,和一定比例的助剂混合(黑,白,棕,是基础色),再根据颜色需要添加其它色素混合,直到达到颜色标准,一般颜色接近度要达到95%。
•2,把混合好的聚氨酯和色素倒入搅拌机搅拌均匀。
见视频资料。
搅拌涂布-第一层•3,把搅拌好的聚氨酯涂在固定好的布上,用刮刀刮一层,通常一层的厚度15个丝(忽米),约0.15mm,然后放入烤箱烘干(温度在140摄氏度左右,通常下面2层用的是发泡水性聚氨酯。
),约10-15分钟后取出。
第二层•4,再往上涂一层聚氨酯,(用刮刀刮一层,聚氨酯厚度可根据需要调节), 再放入烤箱中烘烤,约15分钟高温发泡后取出就成了PU base了,见色卡。
涂布-第三层•5,把面层用的聚氨酯涂在带有纹路的离型纸上,用刮刀刮一层,再放入烤箱,约10-15分钟烘干后取出。
•)6,贴面, 把离型纸带有树脂的一面贴在base上,(聚氨酯和聚氨酯之间可以很好的融合,不需要胶水)放入烤箱烘干后取出,把离型纸撕开,PU表面就有我们需要的纹路。
聚氨酯亚太区硬泡系统料•潘榕伟聚氨酯理聚氨酯理论论及工及工艺艺介绍聚氨酯亚太区硬泡系统料•2聚氨酯材料•聚氨酯聚氨酯((PU ):聚氨基甲酸酯聚氨基甲酸酯,,高分子主链上含有许多重复的-NHCOO-•硬泡泡孔聚氨酯亚太区硬泡系统料•3聚氨酯泡沫的分类及应用分类:•硬质泡沫•软质泡沫•弹性体及其他聚氨酯亚太区硬泡系统料•4聚氨酯泡沫硬泡的应用冷链冷链::聚氨酯亚太区硬泡系统料•5聚氨酯泡沫硬泡的应用---家电聚氨酯硬泡在冰箱工业上的应用有悠久的历史卖点:1.聚氨酯是唯一一种既有保温性能,又有良好力学性能的工程材料;2.优异的流动性能,即使内部的结构非常复杂;3.保温性能意味着能源的节省。
聚氨酯亚太区硬泡系统料•6聚氨酯泡沫硬泡的应用---家电内表面(工程塑料)外表面(钢板)聚氨酯聚氨酯亚太区硬泡系统料•7聚氨酯泡沫硬泡的应用---集装箱聚氨酯硬泡在集装箱工业上的应用有悠久的历史卖点:1.聚氨酯是唯一一种既有保温性能,又有良好力学性能的工程材料;2.对板材的优异的粘结性;3.保温性能意味着能源的节省。
聚氨酯亚太区硬泡系统料•8聚氨酯泡沫硬泡的应用---集装箱聚氨酯亚太区硬泡系统料•9多变的聚氨酯发泡工艺能满足建筑工业的各种要求多变的聚氨酯发泡工艺能满足建筑工业的各种要求::建筑工业是聚氨酯的最大用户;从屋顶到地基,聚氨酯能满足建筑业的所有保温要求。
产品包括:保温板,夹心板,专用的单组分密封剂和特殊的现场发泡工艺等等;聚氨酯泡沫能粘着在其他建筑材料上。
聚氨酯泡沫硬泡的应用---建筑聚氨酯亚太区硬泡系统料•10屋顶保温由夹心板建造的冷库工业建筑的轻质屋顶用块泡拼接的屋顶外墙保温聚氨酯泡沫硬泡的应用---建筑聚氨酯亚太区硬泡系统料•11屋顶平顶地板聚氨酯泡沫硬泡的应用---聚氨酯板材聚氨酯亚太区硬泡系统料•12管壳墙体保温LNG 储罐聚氨酯泡沫硬泡的应用---聚氨酯块泡成型聚氨酯亚太区硬泡系统料•13连续法或非连续法以切割机切割成形块泡的制作聚氨酯泡沫硬泡的应用---聚氨酯块泡Precision shaped slabstock products聚氨酯亚太区硬泡系统料•14管道–拜耳是管道保温的倡导者; 用聚氨酯硬泡做管道保温已经成功的在世界范围内应用了30多年。
没有任何一种材料能够超越聚氨酯材料适应苛刻的绝热要求,多变的生产工艺以及流动性要求。
聚氨酯泡沫硬泡的应用---管道聚氨酯亚太区硬泡系统料•15新的配方使超高温保温成为可能;新的配方使超低温保温成为可能; 以戊烷为发泡剂的低密度高阻燃等级的PIR泡沫。
聚氨酯泡沫硬泡的应用---最新的发展聚氨酯亚太区硬泡系统料•16以聚氨酯块泡为基础的外墙外保温系统ETICS (External ThermalInsulation Composite System)以聚氨酯块泡为基础的音响系统(PURsonic)聚氨酯泡沫硬泡的应用---最新的发展聚氨酯亚太区硬泡系统料•17聚氨酯发展简史1930‘s至今聚氨酯亚太区硬泡系统料•18聚氨酯发展简史1930’s聚氨酯亚太区硬泡系统料•19聚氨酯泡沫发展简史1960’s聚氨酯泡沫发展简史1990‘so CFC替代发泡剂o冰箱能耗减小要求o人们开始考虑能够替代原有隔热技术的方法 2000’so美国停止使用HCFC-141b发泡剂o北美洲停止使用HCFC系列产品o发展中国家逐渐停止使用CFC系列产品聚氨酯亚太区硬泡系统料•20聚氨酯亚太区硬泡系统料•21聚氨酯化学聚氨酯亚太区硬泡系统料•22聚氨酯化学如何发泡多元醇表面活性剂 催化剂水发泡剂异氰酸酯 化学反应配比和指数聚氨酯亚太区硬泡系统料•23聚氨酯化学如何发泡异氰酸酯多元醇+添加剂聚氨酯泡沫聚氨酯亚太区硬泡系统料•24聚氨酯化学典型的配方聚氨酯亚太区硬泡系统料•25聚氨酯化学多元醇特性含多羟基官能团(-OH)的高分子化合物泡沫物理性能的主要决定者主要物理性能:羟值官能度化学结构聚氨酯亚太区硬泡系统料•26聚氨酯化学多元醇使用提示多元醇有很强的吸水性,所以要保存在干燥的环境中 多元醇通常不会自己反应多元醇是具有粘性的液体聚氨酯亚太区硬泡系统料•27聚氨酯化学聚醚的合成聚氨酯亚太区硬泡系统料•28聚氨酯化学表面活性剂作用在发泡过程中能降低表面张力在发泡过程中使体系稳定可以调整泡孔的大小和形状可以调整闭孔率可影响泡沫的流动性聚氨酯亚太区硬泡系统料•29聚氨酯化学硅油表面活性剂聚氨酯亚太区硬泡系统料•30聚氨酯化学硅油表面活性剂聚氨酯亚太区硬泡系统料•31聚氨酯化学催化剂作用催化剂能提高反应速度•氨基甲酸酯(异氰酸酯/ 多元醇)•脲(异氰酸酯/ 水)•三聚物(异氰酸酯/异氰酸酯) 催化剂类型•叔胺催化剂•有机金属催化剂将各种催化剂结合使用,可以得到更佳的效果聚氨酯化学催化剂的类型和量可以影响以下方面:–乳白时间,凝胶时间,不粘手时间–脱模性能–流动性能–泡沫强度聚氨酯亚太区硬泡系统料•32聚氨酯亚太区硬泡系统料•33聚氨酯化学没有添加催化剂的发泡添加催化剂的发泡催化剂聚氨酯亚太区硬泡系统料•34聚氨酯化学水作用水和异氰酸酯反应生成二氧化碳和脲水过多会造成不稳定,导致泡沫易碎水太少会减小泡沫流动性并影响泡沫的物理性能聚氨酯亚太区硬泡系统料•35聚氨酯化学1.0 pbw 水2.2pbw 水3.0 pbw 水FRD: 29.2 kg/m 3FRD: 23.4 kg/m 3FRD: 19.5 kg/m 3水聚氨酯亚太区硬泡系统料•36聚氨酯化学发泡剂二氧化碳–异氰酸酯和水反应后生成 液体发泡剂(HCFC 141b, HCs, HFC 245fa )–在正常环境下,呈液体–反应后气化低沸点发泡剂(HFC 134a, HCFC 22)–在正常环境下,呈气体聚氨酯亚太区硬泡系统料•3711.610.71110.5K-factor(mW/m•K)3890950630GWP0.11ODP1.4~8.03.8~13.3none7.6~17.7Explosion limit(%)-42-23nonenoneFlash point(°C)49401532Boiling point(°C)70148134117MWC5H10CF3CH2CF2CH3CF3CH2CHF2CH3CCl2FStructurec-Pentane365mfc245fa141bChemical nameHCHFCHCFCType发泡剂聚氨酯亚太区硬泡系统料•38聚氨酯化学发泡剂8 pbw c-pentane 14 pbw c-pentane 20 pbw c-pentane不同发泡剂含量下的泡沫密度FRD: 29.2 kg/m 3FRD: 23.4 kg/m 3FRD: 19.5 kg/m 3聚氨酯亚太区硬泡系统料•39聚氨酯化学异氰酸酯特性含有(-NCO)的一系列有机化合物是影响泡沫物理性能的重要组分异氰酸酯在家电工业工业工业中的应用–聚合的4,4‘-二苯基甲烷二异氰酸酯(PMDI)聚氨酯亚太区硬泡系统料•40聚氨酯化学2,4’NC O N C O2,2’(NCO-content 31.5 -33.5 %)OC N N CONCOOCNOC NN CO NC O4,4’NC ONC O OCNNCO聚氨酯亚太区硬泡系统料•41聚氨酯化学pMDI的合成聚氨酯亚太区硬泡系统料•42聚氨酯化学异氰酸酯使用提示异氰酸酯必须保存在干燥的地方异氰酸酯遇酒精、多元醇、胺、水及本身都会产生化学反应 异氰酸酯对温度比较敏感,易形成固体异氰酸酯是粘性较低的液体聚氨酯亚太区硬泡系统料•43聚氨酯化学化学反应氨基甲酸酯( 异氰酸酯/多元醇)聚氨酯亚太区硬泡系统料•44聚氨酯化学化学反应脲( 异氰酸酯/水)聚氨酯亚太区硬泡系统料•45聚氨酯化学化学反应二聚物( 异氰酸酯/异氰酸酯)聚氨酯亚太区硬泡系统料•46聚氨酯化学化学反应三聚物( 异氰酸酯/异氰酸酯)聚氨酯亚太区硬泡系统料•47聚氨酯化学聚氨酯合成聚氨酯亚太区硬泡系统料•48聚氨酯化学配比和指数•异氰酸酯和组合聚醚之间的关联•如何确定配比比率异氰酸酯量或流量组合聚醚量或流量比率=聚氨酯亚太区硬泡系统料•49聚氨酯化学配比和指数•注意•已定的配方的反应指数与比例是相关的•不同的配方可能有相同的指数和不同的比例•不同的配方可能有相同的比例和不同的指数聚氨酯泡沫发泡设备聚氨酯亚太区硬泡系统料•50。