TPU塑胶原料的成分和特性

一、TPU塑胶原料简介：

TPU(Thermoplasticpolyurethanes)，中文名为热塑性聚氨酯弹性体橡胶。一种能够在一定热度下反复变软或改变的塑胶材料，而在常温下它却可以保持形状不变能起个支撑、保护的作用,广泛用于鞋中底。

二、TPU塑胶原料化学成分：

TPU塑胶原料是由二苯甲烷二异氰酸酯(MDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)和大分子多元醇、扩链剂共同反应聚合而成的高分子材料。

1、MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯),室温下呈白色或微**固体状态，熔化为无色至微**液体。该产品可广泛应用于微孔弹性体、热塑性弹性体、浇铸型弹性体、人造革、合成革、胶粘剂、涂料、密封剂等的制造。MDI-100常温为固态，蒸气压较低[40℃蒸气压＜10-4mmHg]，在呼吸吸入和皮肤吸收方面毒性较低；可导致中度眼睛刺激和轻微的皮肤刺激，可造成皮肤过敏。MDI-100在空气中最大允许浓度(TLV)为002ppm。MDI系列产品在美国国家火灾防护协会(NFPA)标准手册中被列为第ⅢB类可燃性液体；所谓第ⅢB类可燃性物质是指那些闪点高于933℃的物质；按ASTMD9(PMCC)方法测试MDI系列产品的闪点为177～227℃。灭火介质：可采用二氧化碳、泡沫、或化学干粉灭火器灭火。

2、TDI(二异氰酸甲苯酯),TDI是二异氰酸类化合物中毒性最大的一种，它有特殊气味，挥发性大，它不溶于水，易溶于丙酮、醋酸乙酯、甲苯等有机溶剂中。TDI主要用于生产聚氨酯树脂和聚氨酯泡沫，且具有挥发性，所以一些新购置的含此类物质的家具会释放出TDI。

3、BDO别名：1，4-二羟基丁烷

物理化学性质：无色油状液体，可燃，能与水混溶。溶于甲醇、乙醇、丙酮，微溶于乙醚。沸点235℃，熔点20。1℃，闪点(开口)121℃，点燃温度370℃，折射率1．446。

毒性及防护：有毒。着在患者或负伤的皮上饮用时，起初会出现麻醉作用，引起肝或肾特殊的病理改变，然后由于中枢神经麻痹而突然死亡。生产设备应密闭，防止泄漏，操作人员穿戴防护用具。皮肤有创伤者严禁与本品接触。

包装及储运：采用铝、不锈钢、镀锌铁桶或塑料桶。或以槽车按易燃有毒物品规定储运。在密闭包装和不遇热条件下贮存时间不受限制；自然条件下，不爆炸，不自燃，但具可燃性。

三、TPU特性：

硬度范围广：通过改变TPU塑胶原料各反应组分的配比，可以得到不同硬度的产品，而且随着硬度的增加，其产品仍保持良好的弹性和耐磨性。

机械强度高：TPU塑胶原料制品的承载能力、抗冲击性及减震性能突出。

耐寒性突出：TPU塑胶原料的玻璃态转变温度比较低，在零下35度仍保持良好的弹性、柔顺性和其他物理性能。

加工性能好：TPU塑胶原料可采用常见的热塑性材料的加工方法进行加工，如注塑、挤出、压延等等。同时，TPU与某些高分子材料共同加工能够得到性能互补的聚合物合金。耐油、耐水、耐霉菌。再生利用性好。

聚氨基甲酸酯　　中文名：聚氨基甲酸酯；聚氨酯

　　前言聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯 ,是主链上含有重复氨基甲酸酯基团 (ＮＨＣＯＯ )的大分子化合物的统称。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。聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外 ,还可含有醚、酯、脲、缩二脲 ,脲基甲酸酯等基团。聚氨酯的结构

　　英文名：polyurethane

　　用途：根据所用原料的不同，可有不同性质的产品，一般为聚酯型和聚醚型两类。可用于制造塑料、橡胶、纤维、硬质和软质泡沫塑料、胶粘剂和涂料等。

　　制备来源：由二元或多元异氰酸酯与二元或多元羟基化合物作用而成的高分子化合物。

　　聚氨基甲酸酯，是分子结构中含有—NHCOO—单元的高分子化合物，该单元由异氰酸基和羟基反应而成，反应式如下：

　　—N=C=O + HOˉ → —NH-COOˉ

　　聚氨酯的发现：20世纪30年代，德国Otto Bayer 首先合成了TPU。在1950年前后，TPU作为纺织整理剂在欧洲出现，但大多为溶剂型产品用于干式涂层整理。20世纪60年代，由于人们环保意识的增强和政府环保法规的出台，水系TPU涂层应运而生。70年代以后，水系PU涂层迅速发展，PU涂层织物已广泛应用。80年代以来，TPU的研究和应用技术出现了突破性进展。与国外相比，国内关于PU纺织品整理剂的研究较晚。

　　研发历史

　　聚氨酯(简称TPU)是由多异氰酸酯和聚醚多元醇或聚酯多元醇或/及小分子多元醇、多元胺或水等扩链剂或交联剂等原料制成的聚合物。通过改变原料种类及组成，可以大幅度地改变产品形态及其性能，得到从柔软到坚硬的最终产品。聚氨酯制品形态有软质、半硬质及硬质泡沫塑料、弹性体、油漆涂料、胶粘剂、密封胶、合成革涂层树脂、弹性纤维等，广泛应用于汽车制造、冰箱制造、交通运输、土木建筑、鞋类、合成革、织物、机电、石油化工、矿山机械、航空、医疗、农业等许多领域。

　　1937年德国Otto Bayer教授首先发现多异氰酸酯与多元醇化台物进行加聚反应可制得聚氨酯，并以此为基础进入工业化应用，英美等国1945～1947年从德国获得聚氨酯树脂的制造技术于1950年相继开始工业化。日本1955年从德国Bayer公司及美国DuPont公司引进聚氨酯工业化生产技术。20世纪50年代末我国聚氨酯工业开始起步，近lO多年发展较快。

　　生产规模

　　经过60多年的发展，聚氨酯已成为一种重要的合成树脂品种。世界聚氨酯消耗量1999年估计达77Mt，2000年聚氨酯总产量达到85Mt。近年来亚太地区成为世界聚氨酯工业发展最快的地区，而中国又是最具发展潜力的国家。据估计，1998年聚氨酯制品总产量约为770kt(扣除溶剂后约为555kt)，2000年约为920kt，预计到2005年聚氨酯材料需求量将达14～15Mt

　　生产技术

　　20世纪40年代，德国Bayer实验室用二异氰酸酯及多元醇为原料，制得了硬质泡沫塑料等聚氨酯样品。美国于1946年起开展了硬质聚氨酯泡沫塑料的研究，产品用于飞机夹心板材部件。1952年，Bayer公司报道了聚酯型软质聚氯酯泡沫塑料中试研究成果；1952～1954年，又开发连续方法生产聚酯型软质聚氨酯泡沫塑料技术，并开发了相应的生产设备；1961年，采用蒸气压较低的多异氰酸酯PAPI制备硬质聚氨酯泡沫塑料，提高了硬质制品的性能和减少了施工时的毒性，并应用于现场喷涂工艺，使硬质泡沫塑料的应用范围进一步扩大。由于价格较低的聚醚多元醇在60年代的大量生产，以及一步法和连续法软泡生产工艺及设备的开发，聚氨酯软泡获得应用。60年代中期，冷熟化半硬泡和自结皮模塑泡沫被开发，70年代在高活性聚醚多元醇的基础上开发了冷熟化高回弹泡沫。70年代开发了聚氨酯软泡的Maxfoam平顶发泡工艺、垂直发泡工艺，使块状聚氨酯软泡的工艺趋于成熟。后来，随着各种新型聚醚多元醇及匀泡剂的开发，还开发了各种模塑聚氨酯泡沫塑料。

聚氨酯色浆太过笼统。传统生产工艺上来说，色浆分为水性和油性两大体系，水性是以水作为稀释剂，而油性溶剂性色浆通常是用香蕉水稀释（主要成分是苯、甲苯、二甲苯、和丁酯等）。水性和油性体系生产工艺和设备都是完全不同的，但是由于近几年国内环保压力，油性色浆普遍开始转水性色浆的油转水研究，除聚氨酯发泡色浆这种比较特别的产品外，普遍生产水性聚氨酯色浆。水性聚氨酯色浆生产设备主要采用砂磨机，色浆浓度35-40左右，添加水性分散剂（建议非离子型），加入工业纯水，适当加入消泡剂（建议添加005%）、消毒防霉剂，可根据色浆粘稠度调整分散剂比例（建议添加比例6%左右，具体可听从分散剂供应商建议添加比例）以及适当添加增稠剂或者润湿剂。水性聚氨酯色浆使用方式大致如下（75公斤的水＋25公斤水性聚氨酯树脂＋1%-15%PDF）外加2%左右色浆。各家生产配方不尽相同，仅作为参考

聚氨酯和橡胶的区别在于橡胶比聚氨酯的弹性好，但是橡胶用久了氧化过后会黏糊融化，而聚氨酯用久过后会发黄。

　　不过两者之间都是分为很多种类型的。

　　例如聚氨酯的分类：

　　聚氨酯弹性体传统的分类是按加工方法来划分的，分为浇注型聚氨酯弹性体、混炼型聚氨酯弹性体和热塑型聚氨酯弹性体。由于使用的原料、合成和加工方法以及应用目的等不同，又出现了反应注射型聚氨酯弹性体(RIMPU)和溶液分散型聚氨酯弹性体。按形成的形态则分为固体体系和液体体系。也有按原料化学组成来分的，一般有聚酯类或聚醚类之别，因而有聚醚类聚氨酯弹性体和聚酯类聚氨酯弹性体。

　　橡胶的分类：

　　橡胶按原料分为天然橡胶和合成橡胶。

　　按形态分为块状生胶、乳胶、液体橡胶和粉末橡胶。乳胶为橡胶的胶体状水分散体；液体橡胶为橡胶的低聚物，未硫化前一般为粘稠的液体；粉末橡胶是将乳胶加工成粉末状，以利配料和加工制作。20世纪60年代开发的热塑性橡胶，无需化学硫化，而采用热塑性塑料的加工方法成形。橡胶按使用又分为通用型和特种型两类。是绝缘体，不容易导电，但如果沾水或不同的温度的话，有可能变成导体。导电是关于物质内部分子或离子的电子的传导容易情况。

31聚氨酯参考配方

成分 含量 说明

聚酯型聚氨酯预聚体 580-650% IPDI(异佛尔酮二异氰酸酯)，脂肪酸型聚酯多元醇

乙酸甲酯 ~10-15% 溶剂

乙酸乙酯 ~290-300% 溶剂

1,4-丁二醇 ~15-20% 扩链剂

二月桂酸二丁基锡 ~005-010% 催化剂

主要原料\x0d\主体成分为聚氨酯预聚体，由多异氰酸酯化合物，聚酯或聚醚类的多元醇，催化剂和溶剂等反应得到。\x0d\简介\x0d\聚氨酯发泡胶分管式和枪式两种，管式自带一次性胶管，枪式需要专业喷枪才能使用，附图是上海烁得枪式聚氨酯发泡胶，它是气雾技术和聚氨酯泡沫技术交叉结合的产物。一种将聚氨酯预聚体_发泡剂_催化剂等组分装填于耐压气雾罐中的特殊聚氨酯产品。\x0d\聚氨酯泡沫（OCF）是气雾技术和聚氨酯泡沫技术交叉结合的产物。它是一种将聚氨酯预聚体_发泡剂_催化剂等组分装填于耐压气雾罐中的特殊聚氨酯产品。当物料从气雾罐中喷出时，沫状的聚氨酯物料会迅速膨胀并与空气或接触到的基体中的水分发生固化反应形成泡沫。固化后的OCF泡沫具有填缝_粘结_密封_隔热_吸音等多种效果，是一种环保节能_使用方便的建筑材料，可适用于密封堵漏_填空补缝_固定粘结，保温隔音，尤其适用于塑钢或铝合金门窗和墙体间的密封堵漏及防水。