聚胺酯下角料的用途

由于聚氨酯含有强极性氨基甲酸酯基团，调节配方中NCO/OH的比例，可以制得热固性聚氨酯和热塑性聚氨酯的不同产物。按其分子结构可分为线型和体型两种。体型结构中由于交联密度不同，可呈现硬质、软质或介乎两者之间的性能，具有高强度、高耐磨和耐溶剂等特点。

在高铁防水施工中，通常使用以“聚脲材料”做成的涂层。它不仅具有优异的耐磨性、抗冲性、抗开裂、耐紫外线以及耐高低温性能，而且在施工效率极高，一次施工即可达到设计厚度，还不受环境温度、湿度影响，可在任意曲面、斜面及垂直面上快速喷涂成型，完全满足了无碴轨道的苛刻要求，而生产聚脲材料的主要原料便是聚氨酯。

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。聚氨酯材料可用在国民生活的各个领域，应用范围非常广。下面列举出部分具有一定代表性的产品做简要介绍。

聚氨酯泡沫材料。分为硬质聚氨酯泡沫、半硬质聚氨酯泡沫和软质聚氨酯泡沫材料。硬质聚氨酯泡沫主要用于建筑隔热材料、保温材料（管道设施等的保温隔热）、生活用品（床、沙发等的垫材、冰箱，空调等的隔热层和冲浪板等的芯材），以及运输工具（汽车、飞机、铁路车辆的坐垫、顶棚等材料）。

聚氨酯弹性体。聚氨酯弹性体具有很好的抗拉强度、抗撕裂强度、耐冲击性、耐磨性、耐候性、耐水解性、耐油性等优点。主要用作涂覆材料（如软管、垫圈、轮带、辊筒、齿轮、管道等的保护）、绝缘体、鞋底以及实心轮胎等方面。

聚氨酯防水材料。聚氨酯防水材料的使用相当方便，可在现场混合、涂布后进行常温湿气固化，即可得到具有无接缝、橡胶弹性并具有良好性能的防水层。且损坏后易修复。一般用作铺地材料、田径场跑道材料、赛马场、公园地面材料、隔热窗框等。

聚氨酯涂料。聚氨酯涂料具有强的黏合性，涂膜具有优良的耐磨性、耐水性及耐药品性等。主要用于家具涂料、建材涂料和工业印刷油墨等。

聚氨酯胶黏剂。可以通过调节异氰酸酯和多元醇的配比来实现对固化物性能的调节，使其达到对基材的高度黏合性、优良的耐水性、耐油性以及耐化学药品性。聚氨酯胶黏剂主要用于包装、建筑、木材、汽车、制鞋等行业。

生物医用材料。聚氨酯具有优良的生物体相容性，因此逐渐被广泛用作生物医用材料。可用于人工心脏起搏器、人工血管、人工骨骼、人工食道、人工肾脏、人工透析膜等的制造。

20世纪30年代，德国Bayer实验室用二异氰酸酯及多元醇

聚氨基甲酸酯

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。

近年来，随着高分子结构设计理论的发展和应用( 即通过对材料的分子化学结构与物性相互关系的系统研究，可根据应用要求合成出具有特定化学结构的物质材料) ，以及对动态硫化理论及技术的深入研究和开发，许多新型的热塑性弹性体材料品种不断问世 ，并形成了初步的产业化规模。

1聚酰胺类热塑性弹性体

聚酰胺类热塑性弹性体( TPAE) 是指由高熔点结晶性聚酰胺硬链段和非结晶性的聚醚或聚酯软链段组成的一类嵌段共聚物。TPAE 结构中的硬链段通常选用聚己内酰胺、聚酰胺 66、聚十二内酰胺、芳香族聚酰胺等，软链段通常为聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇、双端羟基脂肪族聚醣等。由于软、硬链段可选用的材料范围广，聚合度和软、硬链段的共混比可调节，因而可根据不同的用途设计和制备性能不同的 TPAE 产品。制备的聚酰胺硬链段类型决定了 TPAE 的熔点、耐化学品性和相对密度; 聚醚或聚酯软链段类型决定 TPAE 的低温特性吸湿性、抗静电性及对某些化学品的稳定性; 并且，软、硬链段的用量比对 TPAE 的弹性、硬度和耐化学品性有决定性影响。因此，控制线型分子链中软、硬链段的共混比是生产 TPAE 的关键技术。聚酰胺类热塑性弹性体具有较好的力学性能和弹性，并且耐磨性和曲挠性优良，是一类适宜于在高温下使用的热塑性弹性体。

2热可逆共价交联热塑性弹性体

热可逆共价交联热塑性弹性体是利用狄尔斯 － 阿德尔( Diels-Alder) 反应，以环戊二烯( CPD)为交联剂，利用 CPD 与双环戊二烯的热可逆转化特性，将含 CPD 或 DCPD 的衍生物引作含活性基团线性聚合物分子的交联键，使之转化为含－C －C － 共价交联的热可逆共价交联热塑性弹性体。

在合成CPD，DCPD衍生物时，由于所用原料、中间体和产物中含有CPD，DCPD 共轭双烯环，有的还含有 C = C 不饱和键，使得原料与原料、原料与中间体( 或产物) 、产物与产物之间极易发生 Diels-Alder 反应，致使产物分离困难，收率较低( 20% ～50% ) ，且结构复杂。此外，还要求聚合物大分子主链中不能存在双键结构，否则将会因主链双键与CPD发生Diels-Alder反应形成不可逆交联结构，导致随着加工次数的增加，热可逆交联行为逐渐下降。因此，最具有市场应用前景的方法是合成出 DCPD( 或 CPD) 衍生物交联剂，然后对含氯聚合物、含羧基聚合物及含侧羟基聚合物进行热可逆交联。

3茂金属催化聚烯烃类热塑性弹性体

茂金属催化聚烯烃类TPE最早由美国 Dow 化学公司采用 Insite 技术开发而成，并于 1994 年推向市场，是近几年发展较快的 TPE 品种。茂金属催化剂具有催化活性高、单活性中心的特点，其催化制备的聚合物具有相对分子质量分布窄、聚合物结构可控等优点，已成为继Ziegler-Natta 催化剂之后的新一代烯烃聚合催化剂。

5甲壳型液晶热塑性弹性体

近年来，兼具高弹性和液晶性的热塑性液晶弹性体日益成为热塑性弹性体领域的又一研究热点。热塑性液晶弹性体通常是指具有液晶性的三嵌段或多嵌段聚合物，目前最具有市场应用前景的热塑性液晶弹性体主要是甲壳型液晶热塑性弹性体。

5生物基热塑性弹性体

传统的高分子材料主要是以石化资源为原料合成得到的，随着石油等不可再生资源的持续消耗，高分子材料的发展面临巨大的挑战。为了减少对石油等不可再生资源的依赖，实现高分子材料行业的可持续发展，生物基高分子材料越来越受到人们的关注。生物基热塑性弹性体是采用生物质单体制备的一类热塑性弹性体材料，由于其单体来源于自然生物，因此其资源具有很好的可持续性。

6新型热塑性硫化橡胶TPV

随着动态硫化技术的发展，在通用型热塑性弹性体( EPDM/PP TPV) 的基础上，功能型 TPV 材料( 如轮胎用TPV、医用TPV 等) 的开发制备也成为该领域的研究热点。

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根据有机硅高分子本身就具备了低表面能、粘度低的特点，只是在制备过程中更能适合实际的应用并加以改性。改性后的有机硅树脂的适用范围更宽更好，从发展趋势上已得到证明。

以上摘自《涂料工艺》（居滋善。化学工业出版社。ISBN7-5025-1434-1/TQ786）“第三章有机硅涂料”的一部分：如果你能借到这本书也许对你有更大的帮助；

制备有机硅树脂，一般多用两种或两种以上的单位进行水解，原料在下面文章给出了。各种单体共水解进，即使配方一样，由于控制的水解条件不同，水解后中间产物的组分和环体生成量常常相差很大。水解时各有关因素的影响：

1、水解介质PH值的影响

（1）酸性介质；（2）中性介质；（3）碱性介质；

2、水解介质中水量的影响：水解时采用低于和氯硅烷反应需要量的水量，形成逐步水解及缩聚反应，限制了环体生成。过量水水解，情况相反。

3、在水解介质中加入溶剂的影响

4、水解中设备搅拌快慢的影响

5、水解时温度的影响；水解时温度较高，组分分子运动剧烈，彼此碰撞的机会增多，有利于共缩聚体的生长，温度低，则反之。

配方制定有关因素：根据不同的树脂类型，这个因素有所不同，有：

（1）烃基平均取代程度（DS）；（2）平均质量%（包括SiOx，苯基，甲基），经过很多的化学家细致研究的经验，有一个数据范围；

改性树脂：具有两种树脂的优点，弥补了有机硅树脂的缺点，使之更适合于涂料应用的需要。一般用有机硅改性的有机树脂有：醇酸树脂、聚酯树脂、环氧树脂，丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、酚醛树脂等；

改性的两种方法：冷拼法（物理法）；化学法；

有机硅涂料研究的进展

有机硅是第一个获得广泛应用的元素有机高分子化合物，因其独特的化学结构而具有优异的性能，广泛应用于国民经济的各个领域，在涂料工业中亦占有相当重要的地位。有机硅涂料是以有机硅聚合物或有机硅改性聚合物为主要成膜物质的涂料，它具有优良的耐热耐寒、电绝缘、耐电晕、耐辐射、耐潮湿和僧水、耐候、耐沾污及耐化学腐蚀等性能，近年来在产品性能改进及应用方面都得到了迅速发展。

1 硅树脂涂料 以有机硅树脂为成膜物质制成的涂料主要有耐热耐候有机硅防腐涂料、耐搔抓的透明有机硅涂料、脱模和防潮涂料及耐辐射涂料等品种。

涂料用有机硅树脂一般以甲基三氯硅烷（CH3 SiCl3）、二甲基二氯硅烷[（CH3）2SiCl2]、苯基三氯硅烷（C6H5SiCL3）、二苯基二氯硅烷[（C6H5）2SiCl2]及甲基苯基二氯硅烷〔CHO（C6H5） SiCl2」等为原料进行水解缩聚而制得。单体结构、官能团数目与比例对涂层性能的影响很。硅原子上连接的有机基团种类对树脂的性能也有影响，不同的有机基团可使有机硅树脂表现出不同的性能。例如，当有机基团为甲基时，可赋予有机硅树脂热稳定性、脱模性、憎水性、耐电弧性；为苯基时，赋予有机硅树脂氧化稳定性，在一定范围内可破坏高聚物的结晶性；

为乙烯基时，可改善有机硅树脂的固化特性，并带来偶联性；为苯基乙基时，可改善有机硅树脂与有机物的共混性。在硅氧烷主链引入了基，可增加其与醇酸树脂、聚酯树脂等的相容性；引入亚苯基、二苯醚亚基、联苯亚基等芳亚基及硅碳硼高聚物时，耐辐射性强、耐温可达300～500℃；主链结构为Si-N键的有机硅高聚物，其热稳定性在400℃以上。在实际应用中，可根据需要选用不同的有机硅单体，在有机硅树脂中引人不同的有机基团。

晨光化工研究院采用粘度为20～40mPa·s的羟基硅油、（CH3）2SiCl2及甲基三乙氧基硅烷为原料，控制nR／nsi等于13～14，（CH3）2SiCl2与羟基硅油的质量比为7O:3O，并采用滴加水的方式于50℃共水解1h，得到具有良好硬度和弹性的甲基硅树脂，可用于制备金属膜电阻器的阻燃涂料。中科院化学所以CH3SiCl3为主要原料，以丙酮和二甲苯为溶剂，合成了摩尔质量分布窄的可溶性梯形聚甲基硅树脂，采用该树脂与一定量的铝粉、室温硫化硅橡胶配制成的高温防腐涂料，经250℃老化1000 h，其柔韧性、耐油性和耐腐蚀性等均良好。合肥工业大学用四官能团的硅酸酯与三官能团的烷基硅氧烷，通过严格控制共水解反应，制得兼有硅酸盐和有机硅聚合物特性的基料，该基料与颜填料及其它辅助材料按一定比例配合可制成有机硅耐热涂料。

2 改性有机硅树脂涂料 尽管有机硅树脂具有许多优异性能，但也存在一些问题：一般需高温（150～200℃）固化，固化时间长，大面积施工不方便；对基材的附着力差，耐有机溶剂性差，温度较高时漆膜的机械强度不好，价格较贵等。为克服这些缺点，常用有机硅树脂对有机树脂进行改性。改性有机硅树脂通常兼具两种树脂的优点，可弥补两种树脂在性能上的某些不足，从而提高性能、拓展应用领域。改性方法有物理共混和化学改性两种，化学改性的效果一般比物理共混改性好。化学改性主要是在聚硅氧烷链的末端或侧链上引人活性基团，再与其它高分子反应生成嵌段、接校或互穿网络共聚物，从而获得新的性能。在涂料工业中，用有机硅改性的有机树脂主要有醇酸树脂。丙烯酸树脂、环氧树脂等。

21 有机硅改性醇酸树脂涂料

有机硅改性醇酸树脂涂料既保留有醇酸树脂漆室温固化和涂膜物理、机械性能好的优点，又具有有机硅树脂耐热、耐紫外线老化及耐水性好的特点，是一种综合性能优良的涂料。最早的改性方法是将有机硅树脂直接加到反应达到终点的醇酸树脂反应釜中即可；通过这样简单的混合，醇酸树脂的室外耐候性大大改进。另一种改性方法是制备反应性的有机硅低聚物，用以和醇酸树脂上的自由羟基进行反应；也可将有机硅低聚物作为多元醇与醇酸树脂进行共缩聚。通过化学反应改性的醇酸树脂耐候性更好。湖南大学用醇解法制成的羟基封端醇酸预聚体与以水解法或异官能团法制成的有机硅预聚体进行缩聚反应合成出（A一B）n型结构的有机硅－醇酸嵌段共聚物，并以该嵌段共聚物为基料制成清漆；该清漆综合性能优良，既具有醇酸树脂清漆的室温固化、漆膜柔韧性、冲击强度和附着力好的优点，又大大提高了耐热、耐大气老化和抗水介质腐蚀等性能。

22 有机硅改性丙烯酸树脂涂料

有机硅改性丙烯酸树脂涂料具有优良的耐候性。保光保色性，不易粉化，光泽好；大量用于金属板材的预涂装、机器设备的涂装及建筑物内外墙的耐候装饰与装修。有机硅改性丙烯酸树脂有溶剂型和乳液型两类，其中硅丙乳胶涂料具有优良的耐候性、耐沾污性、耐化学药品性能，是一种环保型绿色涂料。湖北大学采用水溶性自由基引发剂，以含氢硅油与丙烯酸丁酯为原料，通过乳液聚合方法合成了性能优异的有机硅/丙烯酸酯乳液；该乳液具有很好的耐酸碱。耐高低温及耐电解质稳定性，用其配成的涂料具有很好的耐候性和耐沾污性能。济南化工研究所以丙烯酸酯类单体、D4和乙烯基七甲基环四硅氧烷为原料，通过加人一定量的接枝剂，采用一次投料法合成了稳定的聚丙烯酸酯一聚硅氧烷复合乳液。四川省建材工业科学研究院通过预乳化工艺，采用活性硅油与丙烯酸酯类单体进行乳液共聚，得到有机硅改性丙烯酸乳液，用该乳液配制的涂料涂层耐沾污性好，综合性能优异。

复旦大学采用含乙烯基官能团的有机硅单体与甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、丙烯酸羟基酯等单体通过种子乳液聚合，得到了稳定的性能优异的有机硅改性丙烯酸酯乳液。浙江大学采用有机硅单体对丙烯酸树脂进行改性，制得硅丙乳胶涂料。重庆大学合成了聚有机硅氧烷一聚丙烯酸酯互穿网络涂料，该涂料具有无色透明、硬度高、附着力强、耐酸沉降、耐热老化性及透水性好等优点，可用作摩岩石刻防风化材料。

hh上海市建筑科学研究院开发的有机硅丙烯酸树脂适合于配制耐候性达15年以上的高耐候性涂料。合肥工业大学用正硅酸乙酯部分水解缩聚而得的聚硅氧烷与带羟基的丙烯酸树脂反应制得有机硅接枝改性丙烯酸树脂；该树脂在耐酸碱、耐盐、耐溶剂性能及冲击强度等方面较纯聚硅氧烷有明显改善，且在耐高温性方面较丙烯酸树脂明显提高。江苏省建筑材料研究设计院在丙烯酸树脂的合成中引入一定量的有机硅官能团，制得了溶剂型高耐候性有机硅改性丙烯酸树脂涂料。中科院兰州化学物理研究所用羟基封端的聚二甲基硅氧烷，在偶氮二异丁腈的作用下，与甲基丙烯酸（酯）类单体进行溶液共聚，得到硅橡胶改性丙烯酸树脂，该树脂具有很好的耐热性。

23 有机硅改性环氧树脂涂料

用有机硅对环氧树脂进行改性，既可降低环氧树脂内应力，又能增加环氧树脂韧性、提高其耐热性。中科院化学所用聚二甲基硅氧烷改性邻甲酚酚醛环氧树脂，使其内应力大幅度降低，抗开裂指数大为提高。武汉材料保护研究所采用环氧树脂与混容性好的反应性有机硅低聚物缩聚，所制得的有机硅改性环氧树脂兼具环氧树脂和有机硅树脂的优点，不仅提高了耐热性，而且具有良好的防腐性。24

有机硅改性苯丙乳液涂料 用有机硅乳液对苯丙乳液进行改性，可明显提高其耐候性、保光性、弹性和耐久性等。上海工程技术大学采用接枝共聚反应合成的有机硅改性苯丙乳液兼具有机硅和丙烯酸树脂的优良性能，涂膜弹性好，其断裂伸长率明显高于苯丙乳液涂膜。上海交通科技大学在苯乙烯－丙烯酸乳液聚合过程中加入一定量的有机硅氧烷进行共聚，制得有机硅改性苯丙乳液建筑涂料，该涂料具有较好的耐水性、耐洗刷性和耐久性。

25 有机硅改性其它树脂涂料

有机硅改性的聚氨酯涂料广泛用于飞机蒙皮、大型储罐表面、建筑屋面和文物的保护。中科院兰州化学物理研究所用羟基封端的聚二甲基硅氧烷与醇解蓖麻油改性聚氨酯预聚体进行共混改性，共混物的的固化速度得到改进，成膜后的附着力、硬度、耐热性也得到提高。该所还以有机硅改性漆酚树脂为基料，制得具有耐沸水及抗水蒸气渗透性的涂料，可长期用于设备的防腐。上海建筑科学研究院采用环氧树脂、丙烯酸树脂、有机硅树脂共聚时在主链中引人特殊的亲水官能团制成水溶性环氧硅丙树脂，该树脂具有优异的物理机械性能，并有较好的耐老化。抗紫外线及防腐性能；用该树脂制成的涂料基本无毒、施工简便，涂膜综合性能好，并具有较好的装饰效果。晨光化工研究院采用苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯睛与有机硅进行共聚，研制出一种电子器件浸渍料。

3 有机硅增硬耐磨涂料

学有机硅增硬涂料一般以硅溶胶作为Q链节组分，硅官能性磋烷或碳官能性硅烷作为T链 节组分，在水、醇及酸催化剂存在下经水解及部分缩聚反应得到含硅羟基的TQ型硅树脂预聚物溶液。通过调整原料RSi（OR′）3的品种及与硅溶胶的配比、添加剂的品种、溶剂等可以制成各种性能的增硬耐磨涂料。有机硅增硬涂料的粘度通常为4～25 m Pa·s，固含量20％～30％。将其涂布在基材表面后，残存的硅羟基在加热条件下缩合形成网状结构的增硬耐磨层。

有机硅增硬耐磨涂料在耐磨性与耐候性方面均优于紫外线固化丙烯酸树脂类增硬涂料。经有机硅增硬涂料处理的透明塑料已广泛用作眼镜片、汽车车前灯罩、仪表刻度板、光盘及特殊建筑用窗玻璃等。

4 结束语

随着新材料的深入研究、开发和改进，有机硅涂料的性能亦将更加优异，以满足不同行业或领域的不同需求。随着人们生活水平的改善和对居室及建筑物美化要求的提高，有机硅涂料以其优异的耐候性和耐沾污性能在建筑物的装饰装修方面有着广阔的应用前景；并且，随着人们环保意识的增强，有机硅涂料将朝着无污染、绿色环保型方向发展。