聚氨酯的生产工艺及发展前景探讨模板.doc

编号01010109

山东化工职业学院

毕业设计（论文）

系 别： 化学工程系
专 业：有机化工生产技术
班 级： 级3班
姓 名： 柳 东 阳
学 号： 01010109
指导老师： 李 河 清

设计时间：— 第一学期

完成日期： 12月 20日

山 东 化 工 职 业 学 院
毕 业 设 计 评 定 表
专业
有机化工生产技术
姓名
柳东阳
周数
  10
班级
级3班
学号

课题
名称
  聚氨酯生产工艺及发展前景探讨
指
导
教
师
评
语
署名： 年 月 日
系
意
见
盖章 年 月 日
成
绩

备注

山东化工职业学院
毕 业 设 计 任 务 书

专    业：
有机化工生产技术
班    级：
级3班
设 计 者：
柳东阳
合 作 者：
无
指导老师：
李河清
课 题 名 称： 聚氨酯生产工艺及发展前景探讨

发题时间：09月20日
完成时间：12月20日

系主任签字：

目录
1.序言 2
2.物化性质 3
2.1物理性质 3
2.2理化性质 3
3.生产方法 5
3.1光气法 5
3.2非光气法 6
4.聚氨酯应用 10
4.1聚氨酯分类 10
4.2聚氨酯应用 12
5.聚氨酯发展 16
5.1全球聚氨酯发展现实状况和趋势 16
5.2中国聚氨酯发展现实状况和趋势 20
5.3影响中国聚氨酯快速发展因数 22
5.4中国聚氨酯发展机遇 23
5.5面临挑战 25
6.发展估计 25
7.结论 27
参考文件： 28
致谢 29

聚氨酯生产工艺及发展前景探讨
摘 要
聚氨酯是聚氨基甲酸酯简称，英文名称是Polyurethane，是一个新兴有机高分子材料，被誉为“第五大塑料”，因其卓越性能而被广泛应用于国民经济众多领域。应用领域包含建筑、汽车、轻工、纺织、石化、冶金、电子、国防、医疗、机械……。
伴随国际化、全球化程度加深和中国这一全球最大聚氨酯市场深入显现，众多国际聚氨酯企业集团在中国实现本土化进程加紧，同时中国企业也开始迈出国门，未来五年中国聚氨酯工业仍处于快速增加期。

关键词: 4,4-二苯甲烷二异氰酸酯，聚氨酯，性质，生产方法，应用，发展
1.序言
聚氨酯是聚氨基甲酸酯简称，是一个产品形态多样多用途合成树脂。聚氨酯材料是现在国际上性能最好保温材料。主链含—NHCOO—反复结构单元一类聚合物 。英文缩写PU。20世纪70年代，德国Otto Bayer 首先合成了PU。在1950年前后，PU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，因为大家环境保护意识增强和政府环境保护法规出台，水系PU涂层应运而生。70年代以后，水系PU涂层快速发展，PU涂层织物已广泛应用。80年代以来，PU研究和应用技术出现了突破性进展。和国外相比，中国相关PU纺织品整理剂研究较晚。
现在，世界聚氨酯每十二个月总需求量为700多万吨，其中美国约250万吨，欧洲约220万吨，亚太地域约200万吨。据聚氨酯工业联合会分析，北美（美国和加拿大）聚氨酯需求量比上年增加4.6％，美国为250万吨，加拿大为24.8万吨，墨西哥为126万吨。其中，弹性聚氨酯泡沫占聚氨酯需求量40％，其它为：硬性聚氨酯泡沫占26.5％，涂料占9.6％，弹性体占4％。
现在全球聚氨酯泡沫塑料需求年均增加率一直保持在7％左右。其中南亚地域增加速度还高于此数。美国和欧洲聚氨酯泡沫塑料均以软泡为主，分别占60％和57％，硬泡则分别占40％和43％。，世界聚氨酯泡沫总需求量将超出1000万吨，亚太地域聚氨酯工业将和欧美成三足鼎立之势，中国和日本在这一地域产量和需求量最大。美国软泡聚氨酯应用以家俱业为主，占40％；其次是运输业，占23％。美国硬泡聚氨酯在建筑业应用占55％，制冷设备占17.6％，工业绝热设备占9.6％，包装和运输业分别占7.6％和5.2％。另外，聚异氰脲酸酯泡沫塑料含有很好阻燃性能，在建筑业得到广泛应用。 
因为全球聚氨酯需求快速增加，二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)原料世界需求以6%/年增速增加，中国市场需求更是以两位数增幅继续增加，所以很多生产商纷纷在中国增加生产能力来扩大市场份额。多数分析师认同之前中国市场需求将继续维持强势，有些人分析指出，将是MDI需求分水岭，因为北京奥运会推进作用，中国建筑市场需求将成为MDI需求关键动力，但过后需求可能出现减速。另外，伴随中国劳工成本不停升高，汽车和制鞋业生产成本也会随之升高，势必影响聚氨酯需求增加。估计以后中国MDI需求可能仍会以8％ 增速继续增加，也比大多数发达国家需求增幅更高。
聚氨酯为世界六大含有发展前途合成材料之一，现在，生产聚氨酯异氰酸酯原料关键是MDI、甲苯二异氰酸酯(TDI)，尽管MDI发展较晚，因为MDI体系熟化速度快，能够几乎不用或完全不用熟化，所以模塑周期短，而且通常来说泡沫性能愈加好；MDI蒸汽压比TDI低得多，且模塑温度也低(30～52℃)，所以环境污染少，设备投资小；用MDI易于开发多样化泡沫制产品，MDI基泡沫密度较高，且可经过改变组分百分比制得硬度范围很广产品；另外伴随MDI生产工艺改善，将造成生产成本不停降低，加之环境保护方面原因影响，会造成MDI需求不停增加……[1]
2.物化性质
2.1物理性质
主链含-NHCOO-反复结构单元一类聚合物。英文缩写PU。由异氰酸酯(单体)和羟基化合物聚合而成。因为含强极性氨基甲酸酯基，不溶于非极性溶剂，含有良好耐油性、韧性、耐磨性、耐老化性和粘合性。用不一样原料可制得适应较宽温度范围(-50～150℃)材料，包含弹性体、热塑性树脂和热固性树脂。高温下不耐水解，亦不耐碱性介质。
常见单体如甲苯二异氰酸酯、二异氰酸酯二苯甲烷等。多元醇分3类：简单多元醇(乙二醇、丙三醇等)；含末端羟基聚酯低聚物，用来制备聚酯型聚氨酯；含末端羟基聚醚低聚物，用来制备聚醚型聚氨酯。聚合方法随材料性质而不一样。合成弹性体时先制备低分子量二元醇，再和过量芳族异氰酸酯反应，生成异氰酸酯为端基预聚物，再同丁二醇扩链，得到热塑弹性体；若用芳族二胺扩链并深入交联，得到浇铸型弹性体。预聚物用肼或二元胺扩链，得到弹性纤维；异氰酸酯过量较多预聚体和催化剂、发泡剂混合，可直接得到硬质泡沫塑料。如将单体、聚醚、水、催化剂等混合，一步反应即可得到软质泡沫塑料。单体和多元醇在溶液中反应，可得到涂料；胶粘剂则以多异氰酸酯单体和低分子量聚酯或聚醚在使用时混合并进行反应。
聚氨酯弹性体用作滚筒、传送带、软管、汽车零件、鞋底、合成皮革、电线电缆和医用人工脏器等；软质泡沫体用于车辆、居室、服装衬垫，硬质泡沫体用作隔热、吸音、包装、绝缘和低发泡合成木材，涂料用于高级车辆、家俱、木和金属防护等。
2.2理化性质
在大分子主链上含有-NHCOO-基团反复结构单元聚合物统称为聚氨基甲酸酯，简称聚氨酯（PU）。它是由有机多异氰酸酯和聚醚型或聚酯型多元醇反应制得。大家常见聚氨酯塑料多以软、硬泡沫体形式出现。
2.2.1硬质聚醚型聚氨酯泡沫塑料（Rigid PolyeTher PolyureThane Foams)
理化性质：
密度：0.04～0.06g/cm3，拉伸强度：0.147MPa，弯曲强度：0.196MPa，导热系数：0.035W/(m·K) 。
该制品最大特点是：可依据具体使用要求，经过改变原料规格、品种和配方，合成所需性能产品。
该产品质轻（密度可调），比强度大，绝缘和隔音性能优越，电气性能佳，加工工艺性好，耐化学药品，
吸水率低，亦可制得自熄性产品。
用途：
关键用于冷库、冷罐、管道等部门作绝缘保温保冷材料，高层建筑、航空、汽车等部门做结构材料
起保温隔音和轻量化作用。超低密度硬泡可做防震包装材料及船体夹层填充材料。
2.2.2硬质聚酯型聚氨酯泡沫塑料（Rigid PolyesTer PolyureThane Foams)
理化性质
密度：0.0368 g/cm3，拉伸强度：0.414MPa，压缩强度（10% 处变形）：0.323MPa，导热系数：
0.035W/(m·K) 。该材料和聚醚型同一密度硬泡相比，有较高拉伸强度和很好耐油、耐溶剂和耐氧化性能，但聚酯粘度大，操作较困难。
用途：
应用领域类似于硬质聚醚型聚氨酯泡沫塑料，当制品对强度、耐温性要求较高时，用聚酯型硬泡较为适宜。如雷达天线罩夹层材料，飞机、船舶上三层结构材料，电器、仪表、设备隔热材料和防震包装材料。
2.2.3软质聚醚型聚氨酯泡沫塑料（Flexible PolyeTher PolyureThane Foams）
理化性质：
密度：0.03～0.07g/cm3，拉伸强度：8.83～117kPa ，伸长率（%）：150～300。弯曲强度：0.196MPa，导热系数：0.034～0.041W/(m·K)。熔点（℃）：170～190。不一样密度软泡沫塑料，其关键用途有些差异。
2.3.4软质聚酯型聚氨酯泡沫塑料（Flexible PolyesTer PolyureThane Foams）
用途：关键用作服装、鞋帽衬里，垫肩和精密仪器防震包装等。

3.生产方法
MDI(4，4-二苯甲烷二异氰酸酯)是一个关键异氰酸酯产品，是聚氨酯(PU)产品关键原料。PU制品含有塑料和橡胶双重优点，是现在世界上取得快速发展高分子合成材料，广泛用作建筑、汽车、船舶、制鞋、磁带、航空、电子、玻璃纤维、金属等粘合剂，是现在世界上发展快速高分子合成材料之一，是当今世界朝阳产业[2]。
现在MDI生产方法有光气法和非光气法两种。
3.1光气法
用苯胺和甲醛在酸性情况下进行缩合反应是国外生产MDI完全成熟技术路线，反应物用碱中和后进行蒸馏，得到二苯基甲烷二胺(MDA)。将MDA用溶剂溶解后，再进行光气化反应制成多苯基多异氰酸酯4,4-MDI，2,2-MDI或混合PMDI，再进行蒸馏精制，得纯MDI[3]。液相光气法是现在中国外生产关键方法。
生产方法：将苯胺和甲醛在盐酸(或其它催化剂)存在下加热进行缩合反应，反应物用碱中和后进行蒸馏得到二苯基甲烷二胺(MDA)；将MDA用溶剂溶解后，再进行光气化反应制得多苯基多异氰酸酯或混合PMDI，再进行蒸馏精制得到MDI产品。光气化反应设备和条件和甲苯二异氰酸酯（TDI）生产十分相同，所用溶剂也是邻二氨苯或氨苯，不一样之处于于光气化第一步反应产物浆液在光气中溶解度较高，故浆液中结晶物含量较低， 且反应生成物颗粒度也较细，第二步反应速率加紧。光气化产物回收溶剂后通常不经过蒸馏，故产品质量控制更为关键，若反应控制不妥，副产物就组成产品杂质。在工业上通常是将粗MDI蒸馏(如用高真空薄膜蒸发器)而得。蒸馏残液则是多亚甲基多苯基多异氰酸酯含量高粗MDI。
反应式为：

图3.1

图3.2

图3.3

液相光气法即使工艺成熟，但使用光气易挥发，剧毒，存在巨大潜在性事故隐患，而且存在技术要求复杂、环境污染大、反应过成中产生氨化氢对设备腐蚀严重，而且纯MDI收率和质量也较低，产品中含氨化合物不易分离等缺点。现在，拜耳、亨斯曼、巴斯夫等少数多个跨国化工巨头和中国拥有该产品生产关键技术。
3.2非光气法
现在MDI生产采取光气法，该方法使用剧毒光气作原料，且副产盐酸，污染环境，所以终将被淘汰。非光气法，污染较小，收率高，开发MDI非光气工艺含有很好应用前景。
3.2.1以苯胺、一氧化碳、乙醇和氧为原料
日本旭化成企业开发了以苯胺、一氧化碳、乙醇和氧为原料制MDI工艺，包含羰基化、缩合、热分解三步工艺。苯胺、一氧化碳、乙醇和氧进行催化氧化羰基化，制得苯胺基甲酸乙酯(EPC)；EPC和甲醛水溶液催化缩合制得二核亚甲基二苯基二氨基甲酸乙酯(MDU)；MDU热分解得到MDI和乙醇，乙醇循环用于羰基化。
关键反应：
先以苯胺、乙醇、CO和02为原料合成苯胺基甲酸甲酯：

图3.4
所使用催化剂关键以贵金属为主，如Au和Pd等或其配合物和盐。这使得该工艺成本较高，所以，必需开发非贵金属催化剂，现在，开发非贵金属催化剂有CuC12-CuI(NaI)等。

图3.5

图3.6
能够看出，该工艺仅副产乙醇和水，其中乙醇循环用于羰基化，所以符合化工绿色化、清洁化发展趋势。该法反应条件温和，是现在非光气化法MDI研究热点，是很有工业应用前景非光气路线。
3.2.2以胺和二氧化碳为原料
美国孟山全部企业于20世纪90年代初发表了专利，采取胺、二氧化碳和脱水剂等非光气法生产TDI和MDI。反应在近乎常压或较低压力下先生成氨基甲酸酯，再用五氧化二磷和三乙胺做脱水剂脱水生成异氰酸酯。从整个反应来看，以后主导方向是催化羰基合成氨基甲酸酯后再热解成MDI。据报道，德国BASF企业在比利时和美国建有氨基甲酸酯法工业生产装置，据朝日企业报导数据显示，非光气法较光气法生产成本低20％ 。氨基甲酸酯法是先将苯胺和氨基甲酸酯进行反应，然后和硝基苯在硫酸存在下制成MDI混合物，再经蒸馏得成品。
反应式为：

图3.7

图3.8

图3.9
3.2.3以硝基苯和一氧化碳为原料
美国Arco企业开发成功以硝基苯和一氧化碳制MDI新工艺。此法是在醇和均相催化剂存在下，用一氧化碳和硝基苯等为原料，制得苯胺基甲酸甲酯。

图3.10
然后再和甲醛缩合成4，4-二苯基甲烷二氨基甲酸烷基酯，最终热分解而得MDI。

图3.11

图3.12
用于该反应催化剂关键为第8族过渡金属化合物，其中以贵金属Pd、Ru化合物催化效果很好。为降低成本，开发非贵金属催化剂产物收率较低，如杨瑛[4]等以硒粉为催化剂，在423～433K反应2 h，CO压力为3.0MPa，苯胺基甲酸甲酯收率为72.0％。该方法使用原料起源广泛，而且副反应少(关键副产物为苯胺)，不过该工艺过程CO利用率只有1/3，且存在CO和CO2分离问题，另外，因为气相CO存在，需在高压下进行反应，加之使用贵金属为催化剂，所以生产成本较高[5]。
3.2.4以硝基苯和苯胺为原料
20世纪80年代后期，由CaTalyTic AssociaTes/Halodor Topsoe企业和日本Kokan企业联合开发了以硝基苯和苯胺混合物为原料制MDI非光气化新工艺，包含氧化羰基化、缩合和分解等反应过程。
苯胺和硝基苯及甲醇混合物在羰基铑(或钌)络合物催化剂存在下进行氧化羰基化反应，生成羰基化物N-苯胺基甲酸(MPC)，MPC和甲醛在硫酸催化剂存在下，于常压和75℃下反应1h，得到亚甲基－二苯基氨基甲酸酯(MDU)及其三聚体(PMDU)，MDU和PMDU于250℃和2MPa压力下进行分解(滞留时间1h)即得MDI和PAPI。上述3步反应总收率90.7％(以硝基苯计)。
4.聚氨酯应用
4.1聚氨酯分类
聚氨酯(PU)树脂是由异氰酸酯和多元醇反应制成一个含有氨基甲酸酯链段反复结构单元
聚合物。聚氨酯制品可分为泡沫制品和非泡沫制品两大类，而泡沫制品有软质、硬质、半硬质之分，非
泡沫制品则包含涂料、胶粘剂、弹性体和弹性纤维(氨纶)等。聚氨酯材料性能优异，用途广泛，其多种
不一样制品能够用于众多领域。
4.1.1聚氨酯泡沫塑料
聚氨酯泡沫含有轻质、回弹性和耐久性优良、密度和硬度可调整、耐冲击、隔热性能好等特征，同时含有易进行裁剪、穿孔、粘合加工等性能。软质聚氨酯泡沫塑料，简称聚氨酯软泡，是一个含有一定弹性柔软性聚氨酯泡沫塑料。聚氨酯软泡是聚氨酯制品中用量最大一个聚氨酯产品。聚氨酯软泡多为开孔结构，含有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能，关键用作家俱垫材、床垫、交通工具座椅坐垫等垫材，工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热材料等。按软硬程度即耐负荷性能不一样，聚氨酯软泡能够分为一般软泡、超柔软泡、高承载软泡、高回弹软泡等，其中高回弹软泡、高承载软泡通常见于制造坐垫、床垫。按生产工艺不一样，聚氨酯软泡又可分为块状软泡和模塑软泡，块状软泡是经过连续法工艺生产出人体积泡沫再切割成所需形状泡沫制品，模塑软泡是经过间隙法工艺直接将原料混合后注入模具发泡成所需形状泡沫制品。聚氨酯软泡关键用途包含：垫材，如座椅、沙发、床垫等，聚氨酯是一个很理想垫材材料，也是软泡用量最大应用领域。
硬质聚氨酯泡沫塑料，简称聚氨酯硬泡，在聚氨酯制品中用量仅次于聚氨酯软泡。聚氨酯硬泡多为闭孔结构，含有绝热效果好、重量轻、比强度大、施工方便等优良特征，同时还含有隔音、防震、电绝缘、耐热、耐寒、耐溶剂等特点，广泛用于冰箱、冰柜箱体绝热层、冷库、冷藏车等绝热材料，建筑物、储罐及管道保温材料，少许用于非绝热场所，如仿木材、包装材料等。通常而言，较低密度聚氨酯硬泡关键用作隔热(保温)材料，较高密度聚氨酯硬泡可用作结构材料(仿木材)。聚氨酯硬泡关键用途有：食品等行业冷冻冷藏设备，如冰箱、冰柜、冷库、冷藏车等多种冷藏设备；工业设备保温，如储罐、管道保温等；建筑材料；交通运输业；仿木材；灌封材料等等。
4.1.2非泡沫聚氨酯制品
非泡沫制品应用范围则按制品种类而异。聚氨酯涂料是以聚氨酯树脂为基料，以颜料、填料等为辅助材料涂料。在聚氨酯涂层中，除了含有大量氨酯键外，还有脲键、酯键、醚键、酰胺键等，这些特殊键结构给予涂层优异粘接性、耐磨性、柔韧性、回弹性、耐化学腐蚀性、耐溶剂性、光泽性等，从而集装饰性和保护性于一体。聚氨酯涂料应用领域十分广泛，关键包含以下多个方面：飞机、船舶、车辆表面涂装；木材、塑料、橡胶、皮革表面涂装；建筑物涂装；防腐涂装，和其它部分要求较高表面涂装。
聚氨酯弹性体又称聚氨酯橡胶，是在分子链中含有较多异氰酸酯基团弹性体聚合物材料，其结构特点使其含有优异耐磨性，以"耐磨橡胶"著称。聚氨酯弹性体和金属材料相比含有重量轻、噪音低、耐损耗、加工费用低及耐腐蚀等优点；和塑料相比则含有不发脆、弹性记忆、耐磨等优点；和橡胶相比含有耐磨、耐撕裂、高承载性、透明或半透明、耐臭氧，可灌封、可浇注、硬度范围广等优点。因为聚氨酯弹性体含有很良好综合性能，所以应用领域十分广泛，几乎遍布工业、农业、医疗、国防等各个方面：在矿山、冶金等行业应用--筛板、摇床等；在机械工业方面应用-胶辊、胶带、密封件等；在汽车工业方面应用-轮胎、密封圈等；在轻工业方面应用-聚氨酯鞋底料、聚氨酯合成革、聚氨酯纤维等；在建筑工业方面应用-防水材、铺装材和罐封材等。
聚氨酯胶粘剂是分子链中含有氨酯基(-NHCOO-)或异氰酸酯基(-NCO-)胶粘剂。和其它胶粘剂相比，聚氨酯胶粘剂含有以下特点：聚氨酯胶粘剂中含有很强极性和化学活泼性-NCO-、-NHCOO-基团，和含有活泼氢基材，如泡沫、塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料，和金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁材料全部有优良化学粘接力；聚氨酯胶粘剂含有优异抗剪切强度和抗冲击特征，适适用于多种结构性粘合领域，并含有优异柔韧特征；聚氨酯胶粘剂含有优异橡胶特征，能适应不一样热膨胀系数基材粘合，它在基材之间形成含有软-硬过渡层，不仅粘接力强，同时还含有优异缓冲、减震功效；聚氨酯胶粘剂低温和超低温性能超出全部其它类型胶粘剂；在高温、高湿环境下，易水解而降低粘接强度。
4.2聚氨酯应用
4.2.1日常生活中应用
(1)家俱业应用
1．沙发 2．床垫 3．粘合剂 4．涂料 5．油漆 6．座椅扶手
(2)家用电器应用
1．冰箱、冷柜、消毒柜、热水器等 2．电线电缆护套 3．电器绝缘漆 4．洗衣机电子器件和防水灌封胶
(3)建筑业应用
1．建筑墙体保温 2．屋顶防水 3．密封胶 4．粘合剂 5．内外墙涂料 6．地板漆 7．合成木材 8．防水堵漏剂 9．塑胶地板
(4)交通行业应用
1．汽车内饰件：座椅、扶手、头枕、门内板、仪表盘、方向盘、减震垫；
外饰件：保险杠、挡泥板 2．地毯衬里，油漆 3．保温绝缘部件、管路 4．密封垫圈 5．防滑链
(5)制鞋、制革业应用
1．鞋底 2．粘合剂 3．皮革装饰剂 4．人造革、合成革涂层
(6)体育行业应用
塑胶运动场地(篮球、排球、羽毛球、网球)，运动服装(舞蹈服、泳衣)；运动鞋、滑板车
4.2.2多种聚氨酯材料具体应用
1、PU软泡
垫材--如座椅、沙发、床垫、头枕等，聚氨酯软泡是一个很理想垫材材料，垫材也是软泡用量最大应用领域。
吸音材料--开孔聚氨酯软泡含有良好吸声消震功效，可用作室内隔音材料。
织物复合材料--垫肩、文胸海绵、化妆棉；玩具。
2、PU硬泡
冷冻冷藏设备--如冰箱、冰柜、冷库、冷藏车等，聚氨酯硬泡是冷冻冷藏设备最理想绝热材料。
工业设备保温--如储罐、集装箱、管道等。
建筑材料--在欧美发达国家，建筑用聚氨酯硬泡占硬泡总消耗量70％左右，是冰箱、冰柜等硬泡用量一倍以上；在中国，硬泡在建筑业应用还不像西方发达国家那样普遍，所以发展潜力很大
仿木材--高密度(密度300～700kg/m3)聚氨酯硬泡或玻璃纤维增强硬泡是一个结构型PU泡沫塑料，又称仿木材，含有强度高、韧性好、结皮致密坚韧、成型工艺简单、生产效率高等特点，强度可比天然木材高，密度可比天然木材低，可替换木材用作高级制品。
花卉行业--PU花盆、插花泥等。
4.2.3 PU半硬泡沫
吸能性泡沫体--吸能性泡沫体含有优异减震、缓冲性能，良好抗压缩负荷性能及变形复原性能，其最经典应用是用于制各汽车保险杠。
自结皮泡沫体--用于制各汽车方向盘、扶手等功效件和内部饰件。白结皮泡沫制品通常采取反应注射模塑成型(简称RIM)加工技术。
4.2.4聚氨酯弹性体
聚氨酯弹性体含有高弹性、拉伸强度、撕裂强度、耐磨耗性、耐冲击吸收性、耐油及耐汽油性、耐臭氧性、耐热性（-20℃～80℃）和耐水解性等很多特征。
（1）浇注型聚氨酯弹性体(简称CPU)--是聚氨酯弹性体中应用最广、产量最大一个。
（2）热塑型聚氨酯弹性体(简称TPU)--热塑型聚氨酯弹性体约占聚氨酯弹性体总量25％左右。
（3）混炼型聚氨酯弹性体(简称MPU)--占聚氨酯弹性体总量10％左右。
（4）微孔弹性体--聚氨酯微孔弹性体最经典应用是用于制鞋。
（5）在矿山等行业应用--筛板、摇床等。
（6）在机械工业方面应用--胶辊、胶带、密封件等。
（7）在汽车工业方面应用--轮胎、密封圈、保险杆、减震垫、管道、传动带、减震弹簧等。
（8）在轻工业方面应用--聚氨酯鞋底料、聚氨酯合成革、聚氨酯纤维。
（9）在建筑工业方面应用--保温材料、防水材料、铺装材料、罐封材料等。
4.2.5聚氨酯鞋底料
聚氨酯鞋底含有很多优点：密度低，质地柔软，穿着舒适轻便；尺寸稳定性好，储存寿命长；优异耐磨性能、耐挠曲性能；优异减震、防滑性能；很好耐温性能；良好耐化学品性能等等。聚氨酯多用于制造高级皮鞋、运动鞋、旅游鞋等。
4.2.6聚氨酯浆料
分为湿法和干法两大类，是一个高分子溶液体系，外观透明或微浊，固体分含量大约(30～35％，也就是说其中(65～70)％是溶剂，简单说1T浆料中含有(650～700)千克溶剂，对于干法来说就是含有这么多甲苯和丁酮，甲苯用量大些，因为甲苯溶解性能很好，对于湿法来说就是含有650～700千克纯DMF，所以对于浆料来讲，像甲苯、DMF价格变动很大程度上影响了浆料成本，原因很简单用量所占比重大。
聚氨酯浆料用作涂层制备聚氨酯合成革、人造革。聚氨酯合成革含有光泽柔和、自然，手感柔软，真皮感曲、抗老化、抗霉菌性好等优异机械性能，同时还含有耐寒性好、透气、可洗涤、加工方便、价格优廉等优点，是天然皮革最为理想替换品，广泛应用于服装、制鞋、箱包、家俱、体育等行业。通常真皮应用领域，它全部可替换，而且还可应用于真皮无法应用领域，真皮行情很轻易受动物(牛、羊、猪等)行情和疾病(如疯牛病)影响。
干法聚氨酯浆料--在应用过程中，靠加热蒸发将浆料中溶剂蒸发掉，溶剂大全部是用甲苯、丁酮，蒸发掉溶剂无法回收，不仅污染环境，而且还造成了无须要浪费。
湿法聚氨酯浆料--因为加工过程采取是将DMF用水抽提(原因是DMF和水有没有限溶解性)，比较环境保护，
而且生产出合成革含有良好透湿、透气性能，手感柔软、丰满、轻盈，更富于天然皮革风格和外观，所以发展速度极为惊人。
4.2.7聚氨酯纤维（简称氨纶）
氨纶和天然橡胶相同，在比重、强度、耐磨耗性、耐水性、耐药品性及染色性全部性能很优良。
氨纶优异性能：突出高回弹性，氨纶高回弹性是现在全部弹性纤维全部无法比拟，它断裂伸长率大于400％，最高可达800％，即使在300％拉伸形变时，回弹回复率仍在95％以上；优异抗张强度、抗撕裂强度；耐候、耐紫外线照射能力强；耐化学品、耐洗涤；和染料亲和性好。
氨纶莱卡已被广泛应用于纺织品中，是一个高附加值新型纺织材料，其使用形式关键有四种：裸丝、包芯纱、包覆纱、合捻线。如丝袜、泳衣、舞蹈衣、纯棉包覆丝、服装等，在传统纺织品中，只需加入不到5％数量氨纶，就能够使传统织物档次大为提升，显示出柔软、舒适、美观、高雅风格。
4.2.8聚氨酯涂料
聚氨酯基材有极好粘合性，涂膜含有良好耐磨性、耐水性及耐药品性。
聚氨酯涂料应用领域关键有：车辆涂装、船舶、木材、建筑物涂装、防腐涂装、飞机、塑料、橡胶、皮革表面涂装等等。
水性聚氨酯涂料--以水为关键介质，含有低VOC含量、低或无环境污染、施工方便等特点，是溶剂型涂料关键替换品之一。已在很多领域得到广泛应用，如：(1)木器漆及木地板漆；(2)纸张涂层；(3)建筑涂料；(4)皮革涂层；(5)织物涂层，等等。
4.2.9聚氨酯胶黏剂
聚氨酯胶粘剂中含有很强极性和化学活泼性-NCO-(异氰酸根)、-NHC00-(氨基甲酸酯基团)，和含有活泼氢基材，如泡沫、塑料、木材、皮革、织物、纸张、陶瓷等多孔材料，和金属、玻璃、橡胶、塑料等表面光洁材料全部有优良化学粘接力。
聚氨酯胶黏剂含有优异抗剪切强度和抗冲击特征，适适用于多种结构性粘合领域，并含有优异柔韧特征。
聚氨酯胶粘粘剂含有优异橡胶特征，能适应不一样热膨胀系数基材粘合，它在基材之间形成含有软一硬过渡层，不仅粘接力强，同时还含有优异缓冲、减震功效；聚氨酯胶粘剂低温和超低温性能超出全部其它类型胶粘剂；水性聚氨酯胶粘剂--水性聚氨酯胶粘剂含有低VOC含量、低或无环境污染、不燃等特点，是聚氨酯胶粘剂关键发展方向。
4.2.10聚氨酯密封胶
密封胶是用来填充空隙(孔洞、接头、接缝等)材料，兼备粘接和密封两大功效。聚氨酯密封胶和硅酮密封胶、聚硫密封胶组成了现在高级密封胶三大品种。
聚氨酯密封胶广泛用于土木建筑、交通运输等行业；
在建筑方面应用--门窗、玻璃等填充密封；
在土木方面应用--高速公路、桥梁、飞机跑道等嵌缝密封；
在汽车方面应用--车窗(关键是风挡玻璃)装配密封。
聚氨酯密封胶含有很多优良特征，包含：(1)性能可调范围宽、适应性强；(2)耐磨性能好；(3)机械强度大；(4)粘接性能好；(5)弹性好，含有优良复原性，可用于动态接缝(6)低温柔性女子；(7)耐候性好，使用寿命长达15～20年；(8)耐油性好；(9)耐生物老化；(10)价格适中。
5.聚氨酯发展
聚氨酯(PU)是由多元醇和多异氰酸酯反应制得一类主链上带有反复-NHCOO-集团聚合物总称。聚氨酯制品分为发泡制品和非发泡制品2大类。发泡制品有软质、硬质、半硬质泡沫塑料，非发泡制品包含涂料、黏合剂、合成皮革、弹性体和弹性纤维等。聚氨酯材料性能优异，用途广泛，制品种类多，其中尤以泡沫塑料用途最为广泛[6]。近3O年来，世界聚氨酯工业发展很快速，已成为化学工业中增加最快行业，而中国将成为推进世界聚氨酯工业发展关键力量。
5.1全球聚氨酯发展现实状况和趋势
聚氨酯是世界上大力发展六大合成材料之，一其工业发展较快，过去5年，一直保持在6%平均增加率，就其应用广度而言，已跃居诸合成材料首位[7]。现在世界聚氨酯年产量在900万吨左右，美国是世界上最大聚氨酯生产国，其产量占世界40%左右，也是最大聚氨酯消费国[8]。能够预料，伴随科技进步及新应用领域拓展，聚氨酯工业发展将为大家带来更为便利和舒适生活。
在过去两年中，中国经济保持了连续高增加率，聚氨酯产业发展也连续走高。但同时也面临着全球能源担心问题，石油价格飞涨；环境保护问题也日益受到民众亲密关注；伴随国际化、全球化程度加深和中国这一全球最大聚氨酯市场深入显现，加紧了众多国际聚氨酯企业集团在中国实现本土化进程，同时中国企业也开始迈出国门，走向世界。
5.1.1全球聚氨酯发展现实状况
在生产上，伴随聚氨酯生产技术越来越成熟，产品越来越大众化及应用领域不停扩大，很多生产商发觉，为了赢得一定利润，必需要拥有一定规模效益。比如：聚氨酯主原料MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)和TDI(甲苯二异氰酸酯)，多年来在世界各地新建或拟建项目标设计能力均在15万吨/年以上，不过，聚氨酯工业基础原料——异氰酸酯和多元醇和大多数其它化工产品生产有一个较大区分，那就是存在着技术保密，尤其是异氰酸酯生产关键技术垄断在巴斯夫、亨斯迈、拜尔等少数几家大型跨国企业手中，而这些企业又经过收购、吞并、控股等方法，建立起大型聚氨酯跨国垄断企业，掌握着世界聚氨酯原料市场。
据统计，全球聚氨酯产量为1375万吨，-年均增加率为6.7%，估计到全球聚氨酯年产量将达成1690万吨，年均增加率为4.2%。表1列出了和全球聚氨酯产量和全球PU产量估计。表2列出了—5年间聚氨酯产能和需求估计。
表5.1 全球聚氨酯、产量和产量估计 万吨/年
产品品种

CASE
348.5
479.2
587.7
粘合剂
47.6
59.2
67.0
软泡
367.2
494.5
594.2
硬泡
229.0
342.4
441.9
总计
992.3
1375.3
1690.8

表5.2 -全球聚氨酯原料产能和需求 万吨/年
年份

MDI

欧洲
145.0
171.5
177.5
181.0
186.5
200.0
美洲
121.0
119.5
122.5
122.5
124.5
124.5
亚洲
73.5
96.5
116.5
130.5
158.5
163.5
全球产能
339.5
387.5
416.5
434.0
469.5
448.0
全球需求
332.6

418.8
TDI

欧洲
60.9
63.9
63.9
63.9
63.9
63.9
美洲
64.5
50.5
50.5
52.0
52.0
52.0
亚洲
72.9
98.1
113.5
113.5
114.0
114.5
全球产能
198.3
212.5
227.9
229.4
229.9
230.4
全球需求
155.6

190.9
环氧丙烷

欧洲
237.0
237.0
237.0
262.0
262.0
262.0
美洲
229.0
229.0
229.0
229.0
229.0
229.0
亚洲
130.0
170.0
190.0
190.0
200.0
200.0
全球产能
596.0
636.0
656.0
681.0
691.0
691.0
全球需求
525.4

659.0
其中，全球各地域聚氨酯产能所占比比如表3所表示。中国是关键产能增加区，产能所占份额将由21%增加到26%，这和几套世界级规模聚氨酯原材料装置在中国建设亲密相关。

表5.3 和全球各地域产能所占份额 %
地域

亚太区
14
14
东欧
3
5
西欧
24
21
中国
21
26
北美自由贸易区
28
24
南美
3
3
中东和非洲
6
7
总计
1375.3（104万吨）
1690.8(104万吨)

即使MDI产能在最近几年增加，估计在未来五年中，MDI供给仍将继续担心，这关键是因为建筑绝热需求估计将会继续增加；在汽车坐垫用聚氨酯泡沫、单组分涂料、高回弹泡沫和弹性体方面，MDI将替换TDI。
从中国周围地域来看，印度是现在聚氨酯消费量增加最快国家，是第二大新兴市场。人均聚氨酯占有量为0.1kg，消费量为13.7万吨，估计将达成30万吨，年均增加率为17％。其中聚氨酯泡沫占75%～80%，CASE产品所占百分比较低，是刚刚兴起聚氨酯市场市场特征。俄罗斯地处寒带，聚氨酯保温材料将在俄罗斯有巨大市场潜力。俄罗斯现在聚氨酯原材料规模很小，MDI产能仅为1.5万吨。
东欧是一新兴市场，但各个国家发展很不平衡。估计到消费总量将达成56万吨，占欧洲 12%～18%。日本TDI生产能力总计约为28.2万吨，MDI总产能为37.0万吨，PPG总产能为36.7万吨[9]。日本聚氨酯发展多年来发展较为缓慢，1998-日本需求量徘徊于60.5万吨，比1998年增加了2%，达61.7万吨。其中软质泡沫材料15.0万吨(占总量24%)，硬质泡沫材料10.1万吨(占总量16%)。因日本冰箱产业转向海外，硬泡比1998年12.1万吨下降2.0万吨。涂料则呈上升趋势，需求量为20.8万吨(占总量34%)，比1998年增加11% ，其中耐燃、耐寒和耐水性涂料发展愈加快。胶粘剂和聚醋酸乙烯酯、尿醛等胶粘剂竞争猛烈，但因成本不占优势，需用量保持在5.9万T(占总量10%)。密封剂则为3.2万吨(5%)，弹性体为2.0万吨(3%)，合成革为2.1万吨(3%)，纤维为2.6万吨(4%)。
从表4能够看出，全球聚氨酯人均消费水平极不平衡，消费关键集中在经济发达地域，中国现在人均消费量即使不到全球人均水平，但多年来增速较快。从全球聚氨酯现实状况来看，以后五年聚氨酯仍然保持较快增速。因为原油上价格涨和产品向高端市场发展，增速有可能放缓。伴随中国聚氨酯产能快速增加好玩中国聚氨酯技术成熟，要亲密注意聚氨酯技术欠发达地域，如印度、俄罗斯、中东、南美及非洲。
表5.4 全球聚氨酯人均消费量 kg/人
国家或地域
北美
南美
西欧
东欧
亚太
中国
中东，美洲
平均

1.76
0.19
1.52
0.19
0.16
0.12
0.08
0.37

2.37
0.22
2.07
0.26
0.25
0.35
0.12
0.51
增加率/%
7.72
3.73
8.02
8.15
11.8
30.7
10.7
8.35
5.1.2全球聚氨酯发展趋势
作为一个年增加率长久高于全球经济增加率产业，聚氨酯工业迅猛发展势头有赖于其技术快速发展及应用领域不停拓展。伴随聚氨酯产品大众化趋势加剧，