合成树脂及应用丛书–聚氨酯树脂及其应用

作为国家“十二五”重点图书《合成树脂及应用丛书》的一个分册，该书是化学工业出版社2002版《聚氨酯及应用》的更新，上一版销售12000册。作者不变、内容更新，希望再次引起大家的关注。

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　　本书全面介绍了聚氨酯树脂的制造与应用，全书共分14章，包括聚氨酯树脂的发展情况、聚氨酯树脂合成原理及其化学反应、基本原料和助剂、聚氨酯泡沫塑料、聚氨酯涂料、聚氨酯胶黏剂及密封胶、聚氨酯弹性体及弹性纤维、聚氨酯革树脂、聚氨酯防水材料、聚氨酯塑胶铺地材料、反应注射成型技术、水性聚氨酯、聚氨酯领域的分析和测试技术、聚氨酯材料的安全和环保等内容。本书既有基本理论，又有应用的实例，几乎涉及聚氨酯材料的方方面面，是一本聚氨酯综合性参考书。
本书可供从事聚氨酯生产、科研与应用的技术人员以及大专院校师生参考。

第1章　绪论
　1.1聚氨酯树脂的特性
　1.2全球聚氨酯材料的发展概况
　　1.2.1聚氨酯的发展情况
　　1.2.2全球聚氨酯基本原料的发展情况
　1.3我国聚氨酯工业发展状况
　　1.3.1我国聚氨酯的发展简况
　　1.3.2我国聚氨酯原料的生产情况
　1.4聚氨酯的新技术和发展趋势
　　1.4.1原料的产能进一步扩张
　　1.4.2原料新技术的运用
　　1.4.3植物油等生物质基多元醇的进一步开发
　　1.4.4聚氨酯泡沫塑料发泡剂的替代
　　1.4.5非光气法异氰酸酯技术
　　1.4.6非异氰酸酯型聚氨酯
　　1.4.7其他技术发展
第2章　聚氨酯化学以及结构与性能的关系
　2.1异氰酸酯的各种反应
　　2.1.1异氰酸酯的反应性
　　2.1.2异氰酸酯与羟基的反应
　　2.1.3异氰酸酯与水的反应
　　2.1.4异氰酸酯与氨基的反应
　　2.1.5异氰酸酯与氨酯基及脲基反应
　　2.1.6异氰酸酯的自加聚反应
　　2.1.7异氰酸酯的自缩聚反应——碳化二亚胺
　　2.1.8异氰酸酯的封闭反应
　　2.1.9异氰酸酯的其他反应
　2.2聚氨酯反应的常见影响因素
　　2.2.1催化剂对异氰酸酯反应活性的影响
　　2.2.2温度对反应速率的影响
　　2.2.3溶剂对反应速率的影响
　2.3聚氨酯分子结构与性能的关系
　　2.3.1影响性能的基本因素
　　2.3.2软段对性能的影响
　　2.3.3硬段对性能的影响
　　2.3.4聚氨酯的形态结构
第3章　聚氨酯的基本原料和助剂
　3.1概述
　3.2多异氰酸酯
　　3.2.1异氰酸酯原料的种类
　　3.2.2异氰酸酯的制造工艺及其技术进展
　　3.2.3常见的二异氰酸酯
　　3.2.4PAPI及液化MDI
　　3.2.5其他二异氰酸酯
　　3.2.6二异氰酸酯衍生物
　3.3聚酯多元醇
　　3.3.1聚酯多元醇的原料
　　3.3.2聚酯多元醇的生产方法和物料计算
　　3.3.3主要聚酯多元醇品种和特点
　3.4聚醚多元醇
　　3.4.1聚醚多元醇的原料
　　3.4.2聚醚多元醇生产方法
　　3.4.3普通聚醚多元醇
　　3.4.4特种聚醚多元醇及聚醚基多元醇
　3.5其他低聚物多元醇及含活性氢低聚物
　　3.5.1聚烯烃多元醇
　　3.5.2植物油多元醇
　　3.5.3松香酯多元醇
　　3.5.4端氨基聚醚
　　3.5.5脂肪酸二聚体二醇以及二聚体聚酯二醇
　3.6助剂
　　3.6.1催化剂
　　3.6.2溶剂及增塑剂
　　3.6.3扩链剂和交联剂
　　3.6.4耐久性助剂
　　3.6.5填料
　　3.6.6阻燃剂
　　3.6.7着色剂
　　3.6.8其他助剂
第4章　聚氨酯泡沫塑料
　4.1概述
　　4.1.1发展概况
　　4.1.2聚氨酯泡沫塑料的主要类型和特点
　　4.1.3原料及发泡助剂
　4.2聚氨酯泡沫塑料成型机理及计算
　　4.2.1基本反应
　　4.2.2泡沫体的形成机理
　　4.2.3配方中异氰酸酯用量的基本计算
　4.3软质聚氨酯泡沫塑料
　　4.3.1聚氨酯软泡的分类和用途
　　4.3.2块状软泡
　　4.3.3模塑软泡发泡工艺
　　4.3.4特种软质泡沫塑料
　　4.3.5聚氨酯软泡生产中的常见问题和解决方案
　4.4硬质聚氨酯泡沫塑料
　　4.4.1硬泡的特性、用途和原料体系
　　4.4.2硬泡成型工艺
　　4.4.3聚异氰脲酸酯泡沫塑料
　　4.4.4整皮硬泡和增强硬泡
　　4.4.5开孔硬泡
　4.5聚氨酯半硬泡
　　4.5.1聚氨酯半硬泡的原料体系
　　4.5.2普通半硬泡
　　4.5.3整皮半硬泡
　　4.5.4超低密度聚氨酯泡沫
　　4.5.5微孔聚氨酯
　4.6聚氨酯泡沫塑料的阻燃
　4.7聚氨酯泡沫塑料的应用
　　4.7.1聚氨酯软泡的应用
　　4.7.2聚氨酯硬泡的应用
　　4.7.3聚氨酯泡沫塑料的其他应用
第5章　聚氨酯弹性体
　5.1概述
　　5.1.1性能特点
　　5.1.2发展概况
　　5.1.3基本分类
　5.2原料及其对性能的影响
　　5.2.1聚氨酯弹性体的原料
　　5.2.2原料对性能的影响
　　5.3浇注型聚氨酯弹性体
　　5.3.1特性及合成原理
　　5.3.2浇注型聚氨酯的合成方法
　　5.3.3影响制品性能的工艺因素
　　5.3.4浇注弹性体种类、配方及性能
　　5.3.5浇注聚氨酯弹性体的发展
　5.4热塑性聚氨酯
　　5.4.1概述
　　5.4.2TPU基本合成工艺
　　5.4.3TPU加工成型工艺
　5.5混炼型聚氨酯弹性体
　　5.5.1混炼胶原料体系
　　5.5.2生胶的合成工艺
　　5.5.3混炼工艺
　　5.5.4硫化体系
　5.6聚氨酯纤维
　　5.6.1氨纶的发展简况
　　5.6.2聚氨酯树脂的原料和制备
　　5.6.3氨纶的生产方法
　　5.6.4氨纶的性能及应用
　　5.6.5氨纶纤维技术发展
　5.7聚氨酯弹性体的应用
　　5.7.1在选煤、矿山、冶金等行业的应用
　　5.7.2聚氨酯胶辊
　　5.7.3聚氨酯胶轮及轮胎
　　5.7.4交通运输业及机械配件
　　5.7.5鞋材
　　5.7.6模具衬里以及钣金零件成型用冲裁模板等
　　5.7.7医用弹性制品
　　5.7.8管材
　　5.7.9薄膜、薄片及层压制品
　　5.7.10聚氨酯灌封材料及修补材料
　　5.7.11其他应用领域
第6章　聚氨酯涂料
　6.1概述
　　6.1.1发展简况
　　6.1.2聚氨酯涂料的分类与特性
　　6.1.3聚氨酯涂料的部分助剂
　6.2单组分聚氨酯涂料
　　6.2.1氨酯油型涂料
　　6.2.2湿固化聚氨酯涂料
　　6.2.3封闭型聚氨酯涂料和烘烤漆
　6.3双组分聚氨酯涂料
　　6.3.1多异氰酸酯组分以及选择
　　6.3.2多羟基组分以及选择
　　6.3.3双组分聚氨酯涂料的配制及施工
　　6.3.4催化固化型双组分聚氨酯涂料
　6.4聚氨酯粉末涂料
　　6.4.1聚氨酯粉末涂料的特点
　　6.4.2封闭型聚氨酯粉末涂料的制备和性能
　　6.4.3其他功能基团的聚氨酯粉末涂料
　6.5水性聚氨酯涂料
　　6.5.1水性聚氨酯的分类和特点
　　6.5.2单组分水性聚氨酯涂料
　　6.5.3双组分水性聚氨酯涂料
　　6.5.4用于各领域的水性聚氨酯涂料
　6.6喷涂聚氨酯涂料
　　6.6.1发展简况
　　6.6.2喷涂聚氨酯涂料的性能特点
　　6.6.3原料以及双组分喷涂涂料体系
　　6.6.4喷涂设备及施工工艺
　　6.6.5喷涂聚氨酯性能以及配方实例
　　6.6.6喷涂聚氨酯的应用
第7章　聚氨酯胶黏剂及密封胶
　7.1概述
　　7.1.1发展概况
　　7.1.2聚氨酯胶黏剂的种类和特性
　　7.1.3聚氨酯胶黏剂的粘接机理
　7.2单组分聚氨酯胶黏剂
　　7.2.1湿固化型聚氨酯胶黏剂
　　7.2.2单组分溶剂挥发型聚氨酯胶黏剂
　　7.2.3其他单组分聚氨酯胶黏剂
　7.3双组分聚氨酯胶黏剂
　　7.3.1双组分聚氨酯胶黏剂概述
　　7.3.2双组分溶剂型聚氨酯胶黏剂
　　7.3.3双组分无溶剂聚氨酯胶黏剂
　7.4聚氨酯热熔胶
　　7.4.1聚氨酯热熔胶的特点和应用
　　7.4.2热塑性聚氨酯热熔胶
　　7.4.3反应性聚氨酯热熔胶
　7.5水性聚氨酯胶黏剂
　　7.5.1单组分水性聚氨酯胶黏剂
　　7.5.2双组分水性聚氨酯胶黏剂
　　7.5.3水性聚氨酯胶黏剂的应用
　7.6聚氨酯密封胶
　　7.6.1概述
　　7.6.2单组分聚氨酯密封胶
　　7.6.3双组分聚氨酯密封胶
　　7.6.4聚氨酯密封胶的应用
　　7.6.5聚氨酯密封胶的市场演变以及研发动向
　7.7聚氨酯黏合剂及其应用
　　7.7.1磁带黏合剂的制备
　　7.7.2聚氨酯油墨黏合剂
　　7.7.3聚氨酯型砂黏合剂
　　7.7.4木材及复合板黏合剂
　　7.7.5其他黏合剂应用
第8章　聚氨酯革树脂及PU革
　8.1概述
　　8.1.1聚氨酯革的发展
　　8.1.2聚氨酯人造革与合成革
　8.2聚氨酯革树脂及辅料
　　8.2.1聚氨酯革树脂的制法
　　8.2.2聚氨酯革树脂的品种与性能
　　8.2.3聚氨酯革的辅料和助剂
　8.3PU革的生产工艺
　　8.3.1干法聚氨酯革
　　8.3.2湿法聚氨酯革
　8.4聚氨酯革发展动态
　　8.4.1超细纤维聚氨酯合成革
　　8.4.2水性聚氨酯合成革树脂
第9章　聚氨酯防水材料
　9.1概述
　　9.1.1聚氨酯防水材料市场及发展
　　9.1.2聚氨酯防水材料的分类
　　9.1.3聚氨酯防水材料的特性
　9.2沥青聚氨酯防水材料
　　9.2.1沥青聚氨酯防水涂料特点
　　9.2.2原料体系及相容性问题
　　9.2.3单组分沥青聚氨酯防水涂料
　　9.2.4双组分沥青聚氨酯防水涂料
　9.3其他类型的聚氨酯防水涂料
　　9.3.1聚醚型聚氨酯防水涂料
　　9.3.2水固化聚氨酯防水涂料
　　9.3.3喷涂聚氨酯脲防水涂料
　　9.3.4双组分聚氨酯防水材料实例
　　9.3.5单组分聚氨酯防水材料实例
　9.4聚氨酯防水材料标准和施工方法
　　9.4.1聚氨酯防水材料标准
　　9.4.2聚氨酯防水施工方法
　9.5聚氨酯灌浆材料
　　9.5.1材料的发展和聚氨酯灌浆材料的特点
　　9.5.2水溶性聚氨酯灌浆材料
　　9.5.3油溶性聚氨酯灌浆材料
　　9.5.4聚氨酯灌浆材料的标准
　　9.5.5聚氨酯灌浆工艺
　　9.6遇水膨胀聚氨酯密封堵漏材料
　　9.6.1遇水膨胀聚氨酯密封材料的特点
　　9.6.2遇水膨胀聚氨酯密封材料的类型和性能
第10章　聚氨酯铺地材料
　10.1概述
　　10.1.1聚氨酯铺地材料的性能特点
　　10.1.2聚氨酯铺地材料的应用种类
　10.2聚氨酯铺地材料的制备
　　10.2.1原料体系
　　10.2.2聚氨酯预聚体的合成和胶浆料配制
　10.3聚氨酯跑道
　　10.3.1聚氨酯跑道的优点和特性
　　10.3.2聚氨酯跑道的类型和铺设
　　10.3.3聚氨酯跑道的物性
　　10.3.4聚氨酯跑道的使用、维护与保养
　　10.3.5几种特殊的聚氨酯跑道
　　10.4聚氨酯球场
　10.4.1球场对聚氨酯材料的性能要求
　　10.4.2聚氨酯球场的铺设
　　10.4.3慢回弹聚氨酯铅球场地
　10.5聚氨酯地板及地板砖
　　10.5.1聚氨酯地板的特点和性能
　　10.5.2现场浇注铺设的聚氨酯地板
　　10.5.3预成型地板卷材及片材
　　10.5.4聚氨酯地板砖
　　10.5.5喷涂成型聚氨酯地板
第11章　反应注射成型聚氨酯
　11.1概述
　　11.1.1RIM聚氨酯的种类和发展
　　11.1.2聚氨酯RIM工艺特点
　　11.2原料体系
　11.2.1聚醚
　　11.2.2异氰酸酯
　　11.2.3扩链剂及交联剂
　　11.2.4催化剂及其他助剂
　　11.2.5增强材料
　11.3RIM生产设备及工艺参数
　　11.3.1聚氨酯RIM、RRIM的制备
　　11.3.2生产工艺
　11.4增强RIM材料
　　11.4.1RRIM聚氨酯
　　11.4.2SRIM聚氨酯
　　11.4.3LFI增强聚氨酯
　11.5RIM/RRIM聚氨酯种类与性能
　　11.5.1低密度聚氨酯
　　11.5.2高密度聚氨酯
　　11.5.3聚氨酯脲及聚脲
　11.6RIM聚氨酯的应用
第12章　水性聚氨酯
　12.1概述
　　12.1.1水性聚氨酯的发展概况
　　12.1.2水性聚氨酯的性能特点
　　12.1.3水性聚氨酯的分类
　12.2水性聚氨酯原料体系及制备方法
　　12.2.1原料体系
　　12.2.2水性聚氨酯的制备
　12.3水性聚氨酯的性能及其影响因素
　　12.3.1水性聚氨酯的性能
　　12.3.2影响水性聚氨酯性能的因素
　12.4水性聚氨酯的交联
　　12.4.1内交联
　　12.4.2外交联与双组分水性聚氨酯
　　12.4.3封闭型异氰酸酯乳液
　12.5聚氨酯与其他聚合物共混或共聚分散液
　　12.5.1水性聚氨酯与其他水性树脂的掺混
　　12.5.2PUA复合乳液的合成
　　12.5.3水性聚氨酯.有机硅树脂
　　12.5.4水性环氧.聚氨酯接枝乳液
　12.6水性聚氨酯的应用
　　12.6.1水性聚氨酯涂料
　　12.6.2水性聚氨酯胶黏剂
　　12.6.3皮革涂饰剂
　　12.6.4织物整理剂
　　12.6.5织物涂层剂
　　12.6.6玻璃纤维上浆剂
　　12.6.7水性PU的其他应用
第13章　分析和测试
　13.1化学分析方法
　　13.1.1化学分析基本技术
　　13.1.2多元醇原料的分析
　　13.1.3异氰酸酯原料的分析
　　13.1.4预聚体中NCO基含量和交联键及弹性体微量NCO含量
　　13.1.5水分的测定
　　13.1.6色泽
　13.2仪器分析法
　　13.2.1红外光谱法
　　13.2.2核磁共振谱
　　13.2.3热分析法
　　13.2.4色谱法
　　13.2.5黏度
　　13.2.6其他仪器分析方法
　13.3聚氨酯制品性能的测试
　　13.3.1拉伸强度及伸长率
　　13.3.2撕裂强度
　　13.3.3压缩强度、压陷硬度及压缩永久变形
　　13.3.4弯曲强度
　　13.3.5冲击强度
　　13.3.6回弹率
　　13.3.7剪切强度
　　13.3.8剥离强度
　　13.3.9热导率
　　13.3.10阻燃性能
第14章　聚氨酯材料的安全和环保
　14.1有毒原料的操作注意事项
　14.2常见异氰酸酯及其他化学品的毒性和环保数据
　　14.2.1异氰酸酯的一般性质
　　14.2.2甲苯二异氰酸酯的安全数据
　　14.2.3二苯基甲烷二异氰酸酯的安全数据
　　14.2.4其他二异氰酸酯的安全数据
　　14.2.5其他聚氨酯化学品的安全问题
　14.3有毒原料废弃物的处理
　14.4聚氨酯的回收利用处理
　　14.4.1聚氨酯的物理回收法
　　14.4.2聚氨酯的化学回收法
　　14.4.3聚氨酯的热能回收及填埋处理
参考文献

　　聚氨酯材料是一类产品形态多样的多用途合成树脂。聚氨酯和其他合成树脂不同的地方，是原料品种丰富、配方组合多，产品形式和应用领域非常广泛。它以软质和硬质泡沫塑料、弹性体（特种橡胶）、涂料、胶黏剂、高弹纤维、合成革、鞋底材料、防水材料以及铺装材料等产品形式，广泛地用于交通运输(车辆、船舶、飞机、道路、桥梁)、建筑、机械、电子设备、家具、食品加工、服装、纺织、合成皮革、印刷、矿冶、石油化工、水利、国防、体育、休闲娱乐、医疗等领域。例如，硬质泡沫塑料的热导率比其他合成保温材料和天然保温材料的都低，可现场浇注快速成型，是用途越来越广的合成树脂保温材料，广泛用于民用家电、管道保温及工业保温；软质泡沫塑料以弹性好、透气等特点广泛用于床具、车船和家具座椅等的垫材。聚氨酯弹性体以耐磨、耐低温、高强度、耐油著称，是用于矿山油田机械的各种零部件的优良特种合成橡胶。

聚氨酯的发展历史比不上传统的合成树脂，但发展较快，全球聚氨酯总产量2000年约为992万吨，2005年约1375万吨，虽然经历了全球性经济危机，但2010年仍达到1690万吨，增长速度超过常规树脂。特别是中国，聚氨酯行业发展很快，2005年中国的聚氨酯产品达到291万吨，2010年约430万吨左右，发展速度比全球平均水平快得多。

聚氨酯行业的技术人员希望得到聚氨酯领域新技术、新产品的资讯，希望介绍一些实用性的技术。这也是笔者编著此书的动力。
这次被邀请参加新版《合成树脂及应用丛书》之一的《聚氨酯树脂及其应用》编写，笔者觉得有必要提及旧版的《聚氨酯树脂及其应用》。笔者和李绍雄先生曾经在2001年合作写过《聚氨酯树脂及其应用》，距今已有10年时间。2002版的《聚氨酯树脂及其应用》受到读者欢迎，多次再印，几年前出版社曾经希望我们修订后再版，因忙而搁置。这次在接受写作任务时，征求了李绍雄先生的意见，他虽然提出不参加编写，但给了很多有益的建议。

这10多年来，和其他材料一样，聚氨酯技术发展也很快，出现了一些新技术、新产品，例如环保性较好的水性聚氨酯等材料得到较大的发展。笔者对原著大部分内容进行了更新，对于近年来新发展的技术作了介绍。

全书共分14章，包括市场概况、聚氨酯化学基础、原料、各种聚氨酯产品介绍、分析和测试、安全环保问题等。本书以2002版《聚氨酯树脂及其应用》的有关章节为基础，对原版的弹性纤维、喷涂聚氨酯(脲)做了精简并分散到有关章节，增加了安全和环保等内容，对部分技术作了较为详细的介绍。

由于聚氨酯树脂涉及的方面很多，新技术层出不穷，限于篇幅，有些内容未能作详细的展开论述，请读者谅解。另外，虽竭尽所思，惟作者水平有限，疏漏之处仍恐在所难免，欢迎读者指正和交流。本人的电子信箱是。

在写作过程中，参考了不少文章、专利等资料，对原著者表示感谢；对李绍雄先生等专业人士给予的支持，在此表示衷心的谢意！
　　编著者于南京
　　2011年8月

　　序言:
合成树脂作为塑料、合成纤维、涂料、胶黏剂等行业的基础原料，不仅在建筑业、农业、制造业（汽车、铁路、船舶）、包装业有广泛应用，在国防建设、尖端技术、电子信息等领域也有很大需求，已成为继金属、木材、水泥之后的第四大类材料。2010年我国合成树脂产量达4361万吨，产量以每年两位数的速度增长，消费量也逐年提高，我国已成为仅次于美国的世界第二大合成树脂消费国。

近年来，我国合成树脂在产品质量、生产技术和装备、科研开发等方面均取得了长足的进步，在某些领域已达到或接近世界先进水平，但整体水平与发达国家相比尚存在明显差距。随着生产技术和加工应用技术的发展，合成树脂生产行业和塑料加工行业的研发人员、管理人员、技术工人都迫切希望提高自己的专业技术水平，掌握先进技术的发展现状及趋势，对高质量的合成树脂及应用方面的丛书有迫切需求。

化学工业出版社急行业之所需，组织编写《合成树脂及应用丛书》（共17个分册），开创性地打破合成树脂生产行业和加工应用行业之间的藩篱，架起了一座横跨合成树脂研究开发、生产制备、加工应用等领域的沟通桥梁。使得合成树脂上游（研发、生产、销售）人员了解下游（加工应用）的需求，下游人员了解生产过程对加工应用的影响，从而达到互相沟通，进一步提高合成树脂及加工应用产业的生产和技术水平。

该套丛书反映了我国“十五”、“十一五”期间合成树脂生产及加工应用方面的研发进展，包括“973”、“863”、“自然科学基金”等课题的相关研究成果和各大公司、科研机构攻关项目的相关研究成果，突出了产、研、销、用一体化的理念。丛书涵盖了树脂产品的发展趋势及其合成新工艺、树脂牌号、加工性能、测试表征等技术，内容全面、实用。丛书的出版为提高从业人员的业务水准和提升行业竞争力做出贡献。

该套丛书的策划得到了国内生产树脂的三大集团公司（中国石化、中国石油、中国化工集团），以及管理树脂加工应用的中国塑料加工工业协会的支持。聘请国内20多家科研院所、高等院校和生产企业的骨干技术专家、教授组成了强大的编写队伍。各分册的稿件都经丛书编委会和编著者认真的讨论，反复修改和审查，有力地保证了该套图书内容的实用性、先进性，相信丛书的出版一定会赢得行业读者的喜爱，并对行业的结构调整、产业升级与持续发展起到重要的指导作用。
　　2011年8月