聚氨酯相关制品

第一节 聚氨酯制品

一、聚氨酯制品业已形成完整的专业化体系

聚氨酯制品是现在市场上人们以聚氨酯为基本的原材料生产的一系列产品，主要是应用于矿山、洗煤厂、发电厂、钢厂等大型的重工业厂家，生产的聚氨酯制品主要有聚氨酯筛板、板材、聚氨酯旋流器等，它与其他橡胶、尼龙产品相比更有耐磨、耐水解、耐高温等特性。

聚氨酯制品的用途如下：

1、服装体育用品

聚氨酯活跃在服装行业中，为我们的生活作出贡献。其代表产品为穿着舒适、柔软、伸缩自如、弹性设计自由的高弹性纤维。除了用于女性的内衣、连裤袜和袜子以外，其惊人的伸展性能在滑雪衫、游泳衣中得到尽情发挥。此外，在滑雪板、帆船等体育用品当中，具有优良的耐磨损性和耐气候性的聚氨酯涂料得到利用；滑雪板、冲浪板等采用轻质、耐磨损性优良的硬质泡沫作芯材；运动鞋的鞋底中也采用了弹性和耐磨损性卓越的弹性体。

2、生活用品

在家居中，运用聚氨酯的产品为我们创造了舒适的生活环境。聚氨酯涂料为家具、钢琴等乐器的表面涂上美丽的光泽，并起到坚固的保护作用。软质泡沫被广泛用于座垫材料，并且还被应用于健康被褥当中，分散给人体带来的压力。在厨房里，硬质泡沫用于电冰箱等的绝热材料，与塑料薄膜的粘合性能良好的聚氨酯树脂被应用于食品包装用粘合剂。此外，在净水器的密封材料、纸尿布及卫生巾等产品方面，对人体无害的弹性体也不断扩大其用途。在我们的生活当中，聚氨酯人工皮革、合成皮革、发泡体被应用于箱包和鞋类，以其自然的手感和耐用性博得好评。

3、电子产品

促进电子工业的发展是聚氨酯的使命。具有优良的耐磨损性及附着性的聚氨酯粘合剂被利用于录音带、录像带、电脑用磁盘、充值卡及电子车票当中，作为各种记录媒体磁性粘结剂，提高了记录密度。此外，作为绝缘密封材料，清漆被用于聚氨酯漆包线当中，紫外线固化（UV）型聚氨酯橡胶在光纤电缆中得到利用。近年来，聚氨酯粘合剂被应用于手机的印刷电路当中，针对时代的需求，应用开发方面的研究正得到长足进展。

4、医疗机械

聚氨酯为医疗的进步也作出了贡献。聚氨酯弹性体因其特殊结构而具有优良的人体适应性、粘合性和抗血栓性，被作为最佳密封材料用来固定人工肾脏的中空细丝束。目前，进一步改良抗血栓性和人体适应性，将其应用于人工心脏和人工皮肤的研究开发工作也非常活跃

5、汽车等运输工具

汽车工业要求未来的汽车具有舒适的居住性能、安全性能，并且能提高燃耗，保护环境，而这些性能均离不开聚氨酯。各种聚氨酯被广泛应用于汽车的方方面面，除了具有隔热隔音效果的车顶材料、保证舒适驾驶的汽车座垫、隔绝噪音和震动，保持安静空间的车底材料和密封材料等以外，在仪表板、车门内饰、前围板、座椅靠背、挡泥板、减冲吸收剂、油封、不爆轮胎、涂料中也发挥着功用。此外，利用聚氨酯制成的轮胎防滑链具有结实耐用，耐磨损性良好，同时又不伤地面的特点，受到众人瞩目。聚氨酯涂料具有优良的耐久性和耐气候性，被应用于自行车、摩托车、轻轨电车、新干线及船舶等中。

6、建筑土木

在建筑、土木领域中，聚氨酯的特性也得到了充分发挥。在住宅方面，硬质泡沫作为最佳绝热材料被利用在墙壁、地板和屋顶等方面，大幅度地减少了冷暖气的供应负担，顺应节能要求。聚氨酯涂料拥有优良的耐气候性，适用于住宅装修用外墙涂料。利用其防水性、耐药性及适当的弹性，作为医院、体育馆等建筑的地面涂料、高层建筑及桥墩等的防锈涂料、枕木与铁轨之间的缓冲材料、建筑物屋顶的防水密封材料、以及木质装配式房屋躯体用粘合剂得到广泛应用，此外，还应用于全天候型跑道和高尔夫球场的施工。

7、工业用材料

在工业用材料方面的应用也是聚氨酯不可忽视的一个侧面。例如，弹性体通过进行分子设计获得最佳耐磨损强度后，可应用于复印机、打印机等办公机器、造纸、制铁、电镀等用滚筒，并被制成各种传输带、软管、胶片及薄膜材料。加工技术的开发也非常活跃。此外，由于聚氨酯拥有优良的绝热效果和耐久性，被作为LNG油轮及地面储罐设施中的绝热材料及保温材料使用。聚氨酯粘合剂可用来胶合刨花板及MDF，能避免在住宅中释放甲醛，受到广泛瞩目。

二、2009年中国聚氨酯制品研发进展

2009年被人们戏称为“火红”的一年，不论是央视新楼北配楼的大火还是经历过地震的北川上演的“火烧连营”，无一例外的将矛头指向了塑料建材和板材，聚苯乙烯以及聚氨酯类泡沫塑料以及板材阻燃性等引起了业界的广泛关注。与之相应的，酚醛（PF）泡沫塑料也因为其优良的阻燃性能以及保温性能而大放异彩！在提倡节能减排的现在，“以塑代钢”已经成为了汽车零部件行业发展的主旋律，而这其中，许多的汽车内饰又都是微发泡的泡沫塑料制品，这就是所谓的“成也萧何败也萧何”，不同的发泡塑料的功用各不相同。2009年，注定开启了泡沫塑料要引领潮流的新时代。

2009-09-23到2009-09-25，中国塑料加工工业协会聚氨酯制品专业委员会在上海新国际博览中心举办了2009中国（上海）国际聚氨酯展会。

第二节 发泡聚氨酯

一、发泡聚氨酯介绍

发泡聚氨酯是目前化学上最优秀的保温隔热节能材料。可用于

1、冷库、恒温室隔热保温层。

2、罐体、管道隔热保温层。

3、屋面墙体隔热保温层。

4、各种大小保温箱、保鲜箱。

5、大小隔音工程。

6、各种大小型物品快速包装：防震/防撞/防水。

7、超轻质任意造型景观制作：公园/演艺/展览假景、假山、游行花船/花车、道具、仿真人和物品。

二、国内外阻燃聚氨酯软泡塑料研究进展

美国科聚亚推出新型聚氨酯软泡用阻燃剂。

美国科聚亚公司近日推出了Firemaster®600和Firemaster®602这两个牌号的用于聚氨酯软泡的新型阻燃剂，阻燃效果比之前推出的Firemaster®550和Firemaster®552高出约10%。这两个牌号的新产品具有突出的防焦芯性、对泡沫加工过程及最终产品的物理性能影响极小、优异的抗香烟闷烧性以及良好的环保特性。Firemaster®602特别被推荐用于机械冷却泡沫。

三、聚氨酯硬泡绝缘材料的发展情况及其应用

PUR硬泡是实际应用的绝缘材料中最为有效的一种。它们在最小的空间内具有最佳的绝缘性能。同时，生产技术能特别经济高效地生产绝缘物品。日见强烈的节能法规要求所以有利于PUR的使用。

在建筑领域，PUR硬泡主要被加工成绝缘板和夹层的形式，还被加工成喷涂泡沫或罐装泡沫。在用于建筑隔热的硬质绝缘板领域，聚异氰脲酯(PIR)泡沫的开发现在已完成。PIR结构被融入到泡沫基层中，能明显降低阻燃剂的所需量。传统的天花和地板绝缘应用随着地窖外墙绝缘的应用而宣告终结，这也要归因于也出现在建筑物外墙的外部绝缘。PUR绝缘材料在建筑中一个应用是自支持的PUR泡沫填充金属板，它被大量用于例如垂直厂房、冷藏室和冷冻容器中。所以对于建造有效的从农民到消费者的食品冷却链来说，金属复合件是一个核心的因素。

PIR硬泡的高温稳定性大大优于传统PUR。以专用多羟基化合物，拜耳成功开发出耐高温、有韧度的PIR配方，用于生产泡沫板，适用于保温水管或者放置于被灌注的沥青当中。这使PUR材料的使用温度范围被进一步延伸，甚至短期内达到250℃。

在开发Elastogran之中，耐高温性也是一个先决条件。拜耳的工程师建议把汽车的引擎块装在PUR之中以隔热这种方法估计有以下效果：较少的冷起动、较低的排废量、额外的隔音，而冬天的油耗降低达9%。

PUR也被用于保护天然气和石油管道的绝缘材料，抵御高低温、水、压力和冲击。源自Elastogran的创新PUR材料Elastoshore2570能够在长达3000米的水下管道里输送石油和天然气。窍门在于加入了能承受这种深度时高水压的玻璃球。

环氧树脂二级加工产品

“技术性绝缘”包括了冰箱、冷柜、冷冻容器和区域性取暖管道的隔热。通过真空绝缘板的绝缘能实现比传统PUR硬泡更好的绝缘值。业界现在关注于提高冰箱生产中的成本效益，特别是通过削减脱模时间和PUR硬泡所用散料的密度，自然具有同样良好甚至更好的绝缘性能。

四、成本与市场成聚氨酯硬泡保温材料应用的制约因素

聚氨酯硬泡材料由于其良好的保温隔热性能备受业内人士推崇。对建筑物使用聚氨酯硬泡外墙保温材料是建筑节能的有效途径。但由于成本过高，聚氨酯硬泡材料很难成为市场的宠儿。

聚氨酯硬泡蕴含商机前景无限

我国聚氨酯维持着20％以上的增长速度。2008年，中国的聚氨酯总产量达300多万吨。作为一种新型的墙体保温材料，聚氨酯硬泡也受到建设部科技司的大力推广。

为了聚氨酯硬泡外墙保温系统的进一步推广，引导、促进和规范聚氨酯硬泡外墙保温系统的健康发展，建设部成立了聚氨酯建筑节能应用推广工作组，并于今年5月19日对外正式发布《聚氨酯硬泡外墙保温工程技术导则》。7月9日，建设部科技司在上海召开该项技术导则宣贯会，向各地建设主管部门、开发商，以及设计、施工监理等部门进一步推广聚氨酯硬泡外墙保温系统的应用技术。

在我国，将聚氨酯硬泡材料用于建筑外墙保温系统的历史不超过10年。目前，我国所采用的保温材料主要是聚苯板。据建设部科技发展促进中心主任陈宜明介绍，按照国家有关规定，外墙保温系统的使用寿命要达到25年。聚苯板材料的外墙保温系统往往很难达到这一要求。与聚苯板相比，聚氨酯硬泡外墙保温系统的使用寿命一般可以超过30年。

在聚氨酯外墙外保温技术导则宣贯会上，与会专家对于聚氨酯保温材料十分看好，认为其卓越的保温、节能性能和对于环保的贡献决定了聚氨酯保温市场的无限前景。

聚氨酯硬泡成本高企业推广不畅

尽管聚氨酯硬泡外墙保温系统具有科技含量高、资源消耗低、使用寿命长、环境污染少的优势，但是由于聚氨酯硬泡的成本是聚苯板材料的两倍，大部分开发商仍然对聚氨酯硬泡外墙保温系统说“不”。“现在聚氨酯硬泡的使用在外墙保温系统中只占不到10％的份额。目前，只有几家注重品牌建设的大型房地产开发企业积极采用聚氨酯硬泡外墙保温系统。针对这一状况，国家也正在着手制定相应的法规引导这项新型材料的进一步推广应用。

国家有关部门曾于2004年颁布了代号为JGJ144的《外墙外保温工程技术规程》。目前这项技术规程正在修订当中，而将聚氨酯硬泡外墙保温材料纳入144号规程就是修订的一项重要内容。修订之后的技术规程计划在今年年底出台，希望它能够进一步引导、促进和规范聚氨酯硬泡外墙保温系统在节能领域的应用。

第三节 聚氨酯弹性体

一、聚氨酯弹性体的分类及优缺点

1、分类

PUR弹性体按其加工方法主要分为浇注型、热塑型、模压型、发泡型等，其中浇注型PUR弹性体是最重要的一类。

近年来，随着反应注射模塑技术的发展，浇注型PUR弹性体的产量有所下降，但由于浇注型PUR弹性体能够最大限度地发挥PUR弹性体的特点，而且其在成型大型的结构复杂的制件方面具有独特的优势，因此，浇注型PUR弹性体目前仍是较活跃的研究领域之一。

2、优缺点

1）聚氨酯弹体的主要优点

（1）性能的可调节范围大。多项物理机械性能指标均可通过对原材料的选择和配方的调整，在一定范围内变化，从而满足用户对制品性能的不同要求。譬如硬度，往往是用户对制品的一个重要指标，聚氨酯弹性体既可制成邵尔A硬度20左右的软质印刷胶辊，又可制成邵尔D硬度70以上的硬质轧钢胶辊，这是一般弹性体材料所难以做到的。聚氨酯弹性体是由许多柔性链段和刚性链段组成的极性高分子材料，随着刚性链段比例的提高和极性基团密度的增加，弹性体原强度和硬度会相应提高。

（2）耐磨性能优越。特别是在有水、油等润湿介质存在的工作条件下，其耐磨性往往是普通橡胶材料的几倍到几十倍。金属材料如钢铁等虽然很坚硬，但并不一定耐磨，如黄河灌溉区的大型水泵，其过流部件金属口环和保护圈经过大量泥沙的冲刷，用不了几百小时就严重磨损漏水，而采用聚氨酯弹性体包覆的口环和保护圈则连续运行1800小进仍未磨损。其它如碾米用的砻谷机胶辊、选煤用的振动筛筛板、运动场的径赛跑道、吊车铲车用的动态油密封圈、电梯轮和旱冰鞋轮等等也都是聚氨酯弹性体的用武之地。在此需提到的一点是，要提高中低硬度聚氨酯弹性体制件的摩擦系数，改善在承载负荷下的耐磨性能，可在这类聚氨酯弹性体中添加少量二硫化铝、石墨或硅油等润滑剂。

（3）加工方式多样，适用性广泛。聚氨酯弹性体既可跟通用橡胶一样采用塑炼、混炼、硫化工艺成型（指MPU）；也可以制成液体橡胶，浇注模压成型或喷涂、灌封、离心成型（指CPU）；还可以制成颗粒料，与普通塑料一样，用注射、挤出、压延、吹塑等工艺成型（指CPU）。模压或注射成型的制件，在一定的硬度范围内，还可以进行切割、修磨、钻孔等机械加工。加工的多样性，使聚氨酯弹性体的适用性十分广泛，应用领域不断扩大。

（4）耐油、耐臭氧、耐老化、耐辐射、耐低温，透声性好，粘接力强，生物相容性和血液相容性优秀。这些优点正是聚氨酯弹性体在军工、航天、声学、生物学等领域获得广泛应用的原因。

2）酯氨酯弹性体的不足之处

（1）内生热大，耐高温性能一般。正常使用温度范围是-40~120℃使用。若需在高频振荡条件或高温条件下长期作用，则必须在结构设计或配方上采取相应改性措施。

（2）不耐强极性溶剂和强酸碱介质。在一定温度下，醇、酸、酮会使聚氨酯弹性体溶胀和降解，氯仿、二氯甲烷、二甲基甲酰胺、三氯乙烯等溶剂在常温下就会使聚氨酯弹性体溶胀。

二、聚氨酯弹性体的生产状况

聚氨酯弹性体通常由聚醚/聚酯多元醇、异氰酸酯、扩链剂、交联剂及少量助剂制得。聚醚/聚酯多元醇主要有聚四亚甲基已二酸酯二醇、聚ε-已内酯二醇、聚六亚甲基碳酸酯二醇、聚氧化丙烯醚二醇、四氢呋喃均聚醚二醇等。二异氰酸酯类有二苯基甲烷二异氰酸酯、亚甲基-双（4-环已基异氰酸酯）、对苯基二异氰酸酯、1,5-二萘二异氰酸酯、对苯基二甲基二异氰酸酯等。扩链剂一般选择1,4-丁二醇、1,4-环已烷二甲醇、对苯基二甲基二醇等。其合成可以采用本体聚合或者溶液聚合的方式进行合成。本体聚合适合大规模生产，产品质量稳定，但是设备投资高、操作复杂；溶液聚合易控制、产品性能优异，但是对溶剂要求严格，需要防止溶剂挥发及处理和回收。工业上通常采用双螺杆连续反应和挤出设备生产出各种牌号的颗粒产品，市场上销售的品种按其结构分为两大类，一是以美国固特里奇公司生产的Estane为代表，是没有交联键的完全热塑性聚合物，其颗粒贮存稳定性好，成型时也十分稳定、固化后机械性能优异，但是软制品压缩永久变形比较大，耐化学药品性稍差；二是以美国Mobay公司的产品Texin为代表，成型后生成少量的交联键，其颗粒中存在少量的异氰酸基，因此运输贮存避免接触水分，其压缩变形小，耐化学药品性比较好。另外也有相对产品采用注射成型的加工工艺制备。

聚氨酯弹性体全球消费量逐年快速上升，2000年全球消费量为12万t左右，2003年全球消费量增加到19万t左右，国外权威机构预测未来几年内全球将保持7%~8%的速度增长，其中汽车业和制鞋业是聚氨酯弹性体主要消费市场，也是消费增长最快的两大领域。国际上聚氨酯弹性体主要生产厂家为：美国固特里奇公司、Mobay公司、陶氏化学、亨斯曼公司，德国拜耳公司，日本的旭硝子公司、协和发酵、NOK公司等。其中拜耳公司和亨斯曼公司以制鞋料为主，而陶氏化学、旭硝子公司、NOK和协和发酵则以汽车机械部件为主。目前这些主要生产公司不断推出新品种向周围领域扩张。

由于聚氨酯弹性体生产过程不需要硫化反应，可以缩短生产周期，边角料和废弃的聚氨酯弹性体可以回收加工利用，同时还可以与其他热塑性塑料如聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚碳酸酯（PC）等共混以改善物性、加工性能及降低成本。加上我国目前已成为世界制鞋业生产基地，以及近年来国内汽车工业的迅猛发展，因此我国成为亚洲聚氨酯弹性体主要消费国。最早我国由山西太原化工研究所成功开发出聚氨酯弹性体产品并有商品问世，随后天津、江苏、福建、浙江等地引进了多套聚氨酯弹性体生产线，主要以进口聚四亚甲基醚二醇来生产聚氨酯弹性体，生产密封垫、密封橡胶等。另外国内多条聚氨酯弹性体生产线正在建设投产或计划建设之中，2003年国内聚氨酯弹性体的生产能力约为1.3万t/a，随着我国上海漕泾、宁波大榭岛等大型聚氨酯生产基地即将建成，也必将推动我国聚氨酯弹性体生产与发展。

聚氨酯弹性体既有橡胶的高弹性又具有塑料刚性，而且加工方式多种多样，决定了聚氨酯弹性体具有十分广泛的应用领域。

汽车工业，聚氨酯弹性体用于生产导向套、轴封、轴承、变速杆连接护套、垫圈、垫片、密封垫、门窗封条、液压管、椅背拉手等。以玻璃纤维增强的可提高刚性和冲击性的增强型聚氨酯弹性体，可以制作汽车保险杠等大型部件。特别是在聚氨酯弹性体中加入反应性成分，在热塑成型之后通过“熟成”而形成不完全IPN（聚氨酯-丙烯酸酯互穿网络聚合物），大大增加了聚氨酯弹性体的物理机械性能，此外聚氨酯弹性体/PC共混型合金等都大大提高了汽车保险杠的安全性能。

制鞋业，目前全球制鞋业消费占聚氨酯弹性体总消费量的1/4左右，在旅游鞋、运动鞋及运动制品中应用较多。近年来开发出许多易加工新品种，如适于双色成型、能增加透明性、高流动、高回收和可提高加工生产效率的聚氨酯弹性体，扩大了制鞋领域。

其他领域，聚氨酯弹性体特别适合制造海洋漂浮电缆的护套；在石油化工领域用作润滑油、油类和溶剂等产品包装容器；在航空航天领域可用于制作燃料缸、软油箱、气象探测气球等；在医疗卫生领域，可利用其良好生物相容性和血液相容性制作医用导管、薄膜、片材、异型件等；另外用其制备的透明胶管可广泛应用于农业灌溉、食品输送等领域。

三、聚氯酯弹性体的应用和开发重点

随着社会的发展和技术的进步，新材料的应用越来越广泛，聚氨酯弹性体自从上世纪80年代初开始从军用转为军民两用，并以民用为主后，产品的品种牌号不断增加，生产规模日益扩大，在国民经济各部门及人们的衣食住行各方面所发挥的作用日趋重要。近年来，各国都在根据市场需求情况加强其应用开发研究，开发的重点在以下几个方面：

1、汽车用聚氨酯弹性体。现今的汽车工业正在向高性能、低重量、舒适与安全的方向发展。橡塑合成材料正在逐步取代金属材料，这就为聚氨酯弹性体的应用开辟了极为广阔的前景。美国Goodrich公司开发出第二代TPU，其商务名为Estaloc。该产品保持了第一代TPUEstaloc的特性，并采用中空玻璃球作填料，使光泽度提高了15%以上，可用于制造汽车边板和减震垫等。在汽车上安装安全气囊，是现代汽车工业发展的需要，对保护驾驶员的生命安全有重大作用。这种气囊必须具备一定强度才能经受高速冲击，还要有较好的低温柔性，适宜用聚氨酯制作，每个气囊用胶量约300克。我国大部分汽车尚未安装气囊，市场需求量很大。利用聚氨酯弹性体的高强度和高承载能力。可制造中低速载重车辆用轮胎，强度和高承载能力，可制造中低速载重车辆用轮胎，其承载能力是用天然胶制造的同规格轮胎的7倍。近年来，一种新型绿色聚氨酯复合轮胎正在研究开发之中，它是以新旧橡胶光胎为基体，浇注上一定厚度的高耐磨、耐刺扎的聚氨酯橡胶胶面层，目前正处于里程试验阶段，不久后有望投入指生产。

2、建筑用聚氨酯弹性体。传统的沥青油毡防水材料已逐步被坚固耐用、整体施工的聚氨酯防水材料所替代；运动场的跑道在10年前只有国家级的正式比赛场地才用聚氨酯铺装材料，而现在大部分省市体育场、大中专院校，甚至一些中小学也都铺上了聚氨酯塑胶跑道；大型桥梁的伸缩缝、飞机场跑道及高速公路的嵌缝也开始采用常温固化的聚氯酯弹性体制作高速铁路的轨枕是十分理想的材料，日本新干线铁路通过的隧道和桥梁上所铺的轨枕就是采用了聚氯酯弹性体材料。这一新的应用充分发挥了聚氯酸弹性体质轻、吸震性好、耐老化等特点，很好推广价值。

3、矿山用聚氯酯弹性体。煤矿、金属及非金属矿山对高耐磨、高强度而又富有弹性的非金属材料需求量很大。近10年来，许多选择煤厂用聚氯酯弹性筛选板取代了笨重的金属筛板，不仅大大延长了筛板的使用寿命，而且明显降低了操作环境的噪音，节能降耗效果明显。其它如用于制作固体分离的旋流器、阻燃抗静电的耐磨运输带、矿用单轨吊车的实芯轮、煤矿喷浆机用结合板、万吨电动轮自卸车上的油密封圈、高压电缆护套的冷补胶等也都为矿山建设发挥了巨大作用。目前还有许多矿山用耐磨弹性制品正等待我们去开发和推广。

4、鞋用聚氯酯弹性体。自从台商纷纷来到大陆，我国的制鞋业发展迅速。聚氯酯弹性具有缓冲性能好、质轻、耐磨、防滑等优点，现已成为制鞋工业中一种重要的配套材料，高尔夫球鞋、棒球鞋、足球鞋、滑雪鞋、旅游鞋、安全鞋等许多鞋的鞋底、鞋跟、鞋头、鞋垫等重要配件都是用聚氯酯弹性体制成的，不仅美观大方，而且舒适耐用，还能提高运动成绩。

5、医用聚氨酯弹性体。良好的生物相容性、血液相容性、无各种添加剂是TPU和CPU材料在医疗领域获得应用的重要原因。目前已开发成功的医用弹性体制品有：气管套管、假肢、计划生育用的栓堵剂、颅骨缺损修补材料、安全套等等，其在医疗卫生领域应用的前景还十分广阔。

6、新型聚氨酯复合板材。英国正在开发一种称为SPS夹板层系统的聚氨酯复合板材，将给造船业带来一场革命。它包括两层9mm厚的钢板和被注入它们中间的40mm厚的聚氨酯弹性体，一旦开发成功，可取代传统造船业用的加强钢板材料，其优点是：节省制造时间、节约钢板、减轻船体重量、抗冲击、耐疲劳、减震、消音、隔热。一旦将来采用SPS系统的复合材料来造船的话，造船业所耗用的聚氨酯弹性体将是一个十分惊人的数字。

四、聚氨酯弹性体中最具发展潜力的品种

由于聚氨酯弹性体的优异性能和广泛用途，国内外对聚氨酯弹性体研究方兴未艾，不断通过技术手段提高聚氨酯弹性体加工与应用性能。近年来国内外开发出多种聚氨酯弹性体新品种，其中最有发展潜力的品种有：

1、高热稳定性聚氨酯弹性体。国内黎明化工研究院等单位针对聚氨酯弹性体耐高温性能差和易水解等缺点，通过提高弹性体分子交联密度、提高微相分离程度和选择异氰酸酯和扩链剂等原料改善聚氨酯弹性体的性能，此外还通过加入抗氧剂、热稳定剂和一些填料来有效提高聚氨酯弹性体热稳定性能。

2、抗静电聚氨酯弹性体。许多应用领域尤其是一些新开发的电子、医疗、汽车、包装等行业对抗静电要求较高，因此抗静电聚氨酯弹性体开发成为重要发展方向。国内多家研究机构采用添加阳离子抗静电剂，填充炭黑、金属材料、金属纤维，与亲水性聚合物或本征导电高分子的共混物等手段制备抗静电的聚氨酯弹性体。

3、生物降解聚氨酯弹性体。技术人员利用生物资源的天然结构及特性，生产像木材那样能被微生物分解的聚氨酯弹性体制品。目前日本的一些公司将木粉、蔗糖及废弃的咖啡等天然原料混合于聚合物多元醇中制备聚氨酯弹性体，既能减少多元醇的用量，降低生产成本，又赋予制品生物分解性，国外已有一定数量商品问世。

4、高阻尼聚氨酯弹性体。美国EAR特种复合材料公司生产的高性能阻尼聚氨酯弹性体，用途广泛，制成的胶垫、密封件、套环、缓冲件、轴封等具有很好阻尼作用。特别是在各种精密设备、医疗器械及日用品、办公用品和电子计算机中，该材料在恶劣的外部环境中能够长期使用，不仅阻尼性能好、而且机械强度高、回弹率高、尺寸稳定性好、耐多种溶剂及臭氧、紫外线等。尤其是在汽车行业应用广泛，目前已引起国内业界的高度重视。

5、液晶聚氨酯弹性体。近年来液晶聚氨酯弹性体研究比较活跃，主要集中在原料的选择、工艺路线的优化和物性改善等方面。液晶聚氨酯是由刚性致介基因和柔性间隔基团连接而成，是一种在熔体状态下具有液晶性能的聚氨酯弹性体，该材料具有良好的机械、热稳定、高弹性、高延伸性能和加工性能。液晶聚氨酯弹性体的合成可以采取一步或两步聚合的方法，加工成型工艺多样，挤出、注射、模塑和涂覆均可。

6、改性聚氨酯弹性体。合成材料共混改性成为目前高分子化合物研究与发展重点之一，聚氨酯弹性体可以与PVC、PV、PE、ABS等多种合成树脂进行共混改性，以降低生产成本和提高物理和加工性能。国外还开发出不同原料的聚氨酯弹性体，如以1,4-亚苯基二异氰酸酯为原料合成的聚氨酯弹性体，具有突出的动态力学性能，回弹性好，而且具有非常好的挠曲性。目前国外一些公司已经开发出商品化的以1,4-亚苯基二异氰酸酯为原料的聚酯聚醚预聚体，应用和市场前景均十分看好。

7、形状记忆聚氨酯弹性体。形状记忆聚氨酯弹性体是一种新型形状记忆材料，形状记忆聚氨酯弹性体具有价格低、易成型加工、应用范围广等优点，且原料来源广、配方可自由调整、性能选择范围宽、能满足不同场合的要求。国外多家公司实现工业化生产，我国南京大学表面和界面化学工程技术研究中心已成功研制出形状记忆温度为37℃的体温形状记忆聚氨酯弹性体。该类聚氨酯弹性体在工程、建筑、日常生活及医疗等方面具有巨大的应用潜力。其与普通聚氨酯弹性体一样可以采用浇铸法直接制得制品，也可以采用双螺杆挤出机，先制成颗粒状，再经注射成型等加工方法制成成品。

第四节 聚氨酯涂料

一、聚氨酯涂料的主要特点、分类及固化机理

1、主要特点

1）漆膜的耐磨性强，聚氨酯涂料是各类涂料中耐磨性最好的，同时优异的保护性和美观的装饰性兼备。

2）聚氨酯漆膜的附着力强

3）漆膜的硬度调节范围宽

4）施工适应性好，0℃、室温、高温均可固化。

5）漆膜的耐温性能好，可制成耐高温的绝缘漆，耐低温程度-40℃。

6）具有优良的耐化学品性和耐油性。

2、分类及固化机理

分为溶剂型和非溶剂型，非溶剂型包括水性聚氨酯、粉末聚氨酯、无溶剂涂层。鉴于环保要求的限制，溶剂型聚氨酯涂料面临严峻的挑战，低VOC含量、甚至无VOC的水性聚氨酯涂料和粉末聚氨酯涂料发展前景广阔。

1）溶剂型聚氨酯涂料

（1）湿固化型

固化原理是含有端-NCO的预聚物作成膜物质，通过与空气中的水分反应生成脲键固化成膜。

A单组分湿固化聚氨酯涂料

此类涂料所-NCO一般在10%-15%，贮存要求较高，生产和包装过程中严格控制水的侵蚀。

此类涂料的成膜物质，是由大分子的多元醇，如聚酯多元醇、聚醚多元醇以及蓖麻油及其醇解物与二异氰酸酯加成反应制备而成。配方设计时要考虑：多元醇分子量和官能度，二异氰酸酯的品种类型及-NCO含量。

单组分湿固化聚氨酯涂料，由于-NCO含量高，对湿气敏感，一般不配制色漆。施工时要薄一些，防止CO2释放造成漆膜上的麻点和针孔。

B双组分催化湿固化聚氨酯涂料

使用前要调入催化剂，固化机理仍为湿固化。常用的催化剂有叔胺类如二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺、四双（2-羟基丙基）亚乙基二胺、N-乙基吗啡啉以及羧酸盐如二月桂酸二丁基锡、环烷酸钴、环烷酸钙、环烷酸铅等。

为了改善漆膜的附着力、耐溶剂性、耐水性、耐侯性等性能，可用环氧树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂等，通过物理混合、接枝共聚或互穿网络（IPN）等方法加以改性，制成改进型双组分催化湿固化聚氨酯涂料。-NCO/-OH最好为2。

（2）异氰酸酯与羟基反应固化型

固化机理基于典型的多元醇与异氰酸酯的反应。

A封闭型聚氨酯涂料（单组分）

将多异氰酸酯或端异氰酸基的加成物或预聚物，用封闭剂封闭起来，使-NCO暂时失活，再同含有-OH的组分混合，成为单组分聚氨酯涂料。施工时高温（100-150℃），封闭剂解封，重新释放出-NCO，与-OH反应固化成膜。不同的解封剂，解封温度不同。

B-NCO/-OH反应固化型聚氨酯涂料

此类涂料体系中，异氰酸酯端封的加成物或预聚物与多羟基化合物反应。使用前将两者按一定比例混合，可室温固化成膜，也可高温下烘烤干燥成膜。此类涂料性能的影响因素：-NCO/-OH比例；所使用多元醇的类型、分子量、官能度；主链上氨基甲酸酯键和脲键的浓度和分布；交联密度及固化温度。C氧固化型聚氨酯该性油

有称氨酯油或氨酯醇酸树脂，它是由TDI与含羟基的干性油（碘值在150以上）衍生物的反应产物，-NCO/-OH不大于1，固化机理依靠干性油中分子中的不饱和键的氧化聚合作用固化成膜。加入钴、铅、锰的环烷酸盐作催干剂，能加快固化。

2）非溶剂型聚氨酯涂料

（1）水性聚氨酯涂料

以水性聚氨酯为基料，水为分散介质。为得到稳定的聚氨酯乳液，有两种制备方法即外乳化法和内乳化法。外乳化法是在溶剂的存在下，将疏水性的聚氨树脂经过扩链加入乳化剂（烷基磺酸盐、季铵盐等），在水中高速搅拌强行乳化分散，再脱除溶剂，得到聚氨酯乳液。或者将端-NCO基预聚体在水中，加入乳化剂进行乳化，然后脱除溶剂。外乳化法应用较少。内乳化法在聚氨酯分子链节中引入亲水基团。目前较广泛使用的有三种类型，即单组分、双组分、改良型。

A单组分水性聚氨酯涂料

先合成预聚体，制备预聚体的原料为水溶性的聚醚二醇（如聚乙二醇或含有10%-40%氧化乙烯嵌段的EO与PO共聚物），再进行封闭-NCO。热反应成膜。

B双组分水性聚氨酯涂料

机理是水的蒸发速度远远大于-NCO与-OH和H2O的反应速度，虽然体系水过量，但仍以-NCO与-OH的反应为主。

C改良型水性聚氨酯涂料

在聚氨酯水分散体中进行丙烯酸酯类单体的聚合，是该类涂料生产的主要途径。紫外光固化水性聚氨酯涂料是制备分散体时，在分子结构中引入双键，并加入光引发剂，施工时借助电子束或紫外光引发固化。

（2）粉末聚氨酯涂料

主要由羟基组分和异氰酸酯固化剂组分组成，由于无溶剂，为100%涂料量，粉体粒度为40～60微米。羟基组分主要选择低结晶度羟基饱和聚酯，分子量在2000～5000之间，玻璃化温度高于贮存温度，以保证贮存期内不凝结。通常选择对苯二甲酸的乙二醇、新戊二醇混合多元醇的聚酯。TMP的加入，可改善涂料的性能。间苯二甲酸制备的聚酯，同样能调节涂膜性能。异氰酸酯组分为封闭型的多异氰酸酯或加成物，如己内酰胺封闭的TDI或IPDI加成物是该类涂料传统的固化剂。除以上两组分外，粉末涂料只能含颜料和流平剂以及骨架填料。

（3）无溶剂聚氨酯涂料

使用原料主要有端羟基多元醇（聚酯多元醇、聚醚多元醇、端氨基聚醚等）。异氰酸酯选用MDI，若要求耐侯性，可选用HDI或TMXDI。扩链剂可选用低分子二醇或二胺；交联剂可选用TMP或季戊四醇。

二、水性聚氨酯涂料的特性及分类

1、特点

水性聚氨酯涂料是以水为介质的二元胶态体系。它不含或含很少量的有机溶剂，粒径小于0.1nm，具有较好的分散稳定性，不仅保留了传统的溶剂型聚氨酯涂料的一些优良性能，而且还具有生产成本低、安全不燃烧、不污染环境、不易损伤被涂饰表面、易操作和改性等优点，对纸张、木材、纤维板、塑料薄膜、金属、玻璃和皮革等均有良好的粘附性。

2、分类

目前的水性聚氨酯主要包括单组分水性聚氨酯涂料、双组分水性聚氨酯涂料和特种涂料3大类。

1）单组分水性聚氨酯涂料。单组分水性聚氨酯涂料是以水性聚氨酯树脂为基料并以水为分散介质的一类涂料。通过交联改性的水性聚氨酯涂料具有良好的贮存稳定性、涂膜机械性能、耐水性、耐溶剂性及耐老化性能，而且与传统的溶剂型聚氨酯涂料的性能相近，是水性聚氨酯涂料的一个重要发展方向。目前的品种主要包括热固型聚氨酯涂料和含封闭异氰酸酯的水性聚氨酯涂料等几个品种：

（1）热固型聚氨酯涂料。交联的聚氨酯能增加其耐溶剂性及水解稳定性。聚氨酯水分散体在应用时与少量外加交联剂混合组成的体系叫热固型水性聚氨酯涂料，也叫做外交联水性聚氨酯涂料。

（2）含封闭异氨酸酯的水性聚氨酯涂料。该涂料的成膜原料由多异氰酸酯组分和含羟基组分两部分组成。多异氰酸酯被苯酚或其它含单官能团的活泼氢原子的化合物所封闭，因此两部分可以合装而不反应，成为单组分涂料，并具有良好的贮藏稳定性。

（3）室温固化水性聚氨酯涂料。对于某些热敏基材和大型制件，不能采用加热的方式交联，必须采用室温交联的水性聚氨酯涂料。通过与水分散性多异氰酸酯结合，可以改进水性端羟基聚氨酯预聚物／丙烯酸酯混合物，尤其是羟基丙烯酸酯混合物的性能。此类水性聚氨酯涂料，采用特制的多异氰酸酯交联剂，即含(-NCO)端基的异氰酸酯预聚物，经亲水处理后分散于各种含羟基聚合物中而形成的分散体，与多种含羟基聚合物水分散体组成能在室温固化的聚氨酯水性涂料；

（4）光固化水性聚氨酯涂料。光固化水性聚氨酯涂料采用电子束辐射、紫外光辐射的高强度辐射引发低活性的聚物体系产生交联固化。

2）双组分水性聚氨酯涂料。双组分聚氨酯涂料具有成膜温度低、附着力强、耐磨性好、硬度大以及耐化学品、耐侯性好等优越性能，广泛作为工业防护、木器家具和汽车涂料。水性双组分聚氨酯涂料将双组分溶剂型聚氨酯涂料的高性能和水性涂料的低VOC含量相结合，成为涂料工业的研究热点。水性双组分聚氨酯涂料是由含(-OH)基的水性多元醇和含(-NCO)基的低粘度多异氰酸酯固化剂组成，其涂膜性能主要由羟基树脂的组成和结构决定的。

3）特种涂料。主要包括有机硅改性聚氨酯涂料和含氟聚氨酯涂料等。

（1）有机硅改性聚氨酯涂料。聚硅氧烷因其独特的化学结构使其具有一系列优异性能，如具有极好的耐高低温性能，优良的电绝缘性和化学稳定性，憎水防潮性、生理惰性及生物相容性等。以聚硅氧烷为软段合成的聚硅氧烷-聚氨酯嵌段共聚物，兼具有聚硅氧烷和聚氨酯两者的优异性能，表现出良好的低温柔顺性、介电性、表面富集性和优良的生物相容性等，克服了聚硅氧烷机械性能差的缺点，也弥补了聚氨酯耐候性差的不足，具有很好的发展前景；

（2）含氟聚氨酯涂料。以氟烯烃聚合物或氟烯烃与其他单体为主要成膜物质的涂料，由于氟原于半径小，电负性强、碳氟键键能高，因此赋予了氟涂料极好的耐紫外线和核辐射性、柔韧性，优良耐磨性，低表面能，高抗张强度，高电阻率，高耐候性，耐化学品，防霉阻燃，耐热，已经在建筑幕墙涂料、耐酸雨涂料、耐温防腐涂料，防污涂料和汽车面漆方面得到应用。

三、中国聚氨酯涂料发展概况

聚氨酯涂料是我国涂料工业中发展最快的品种之一，其性能优良，品种繁多，应用广泛，可用于汽车漆、家具漆、防腐蚀领域等。由于它可以在常温、低温固化，因此施工方便；并且可用很多树脂改性，具有良好的弹性、耐候性和装饰性，因此发展前景非常好。但由于含游离异氰酯酸，特别是TDI，会给环境和人类身体健康带来危害。因此，我国涂料业一直在寻找物理化学方法减少聚氨酯涂料中的游离TDI含量，但效果不明显。最有效方法是采用薄膜蒸发技术，但此项技术只有德、美、日拥有，且价格高昂。

据观察，2008年国内的涂料企业有8000多家，主要集中在长江三角洲和珠江三角洲地区。由于技术和资金的原因，外商独资、合资企业和国内较大规模的生产厂家，市场定位在中高档产品，个体、乡镇小企业一般以生产低档产品为主。目前，主要聚氨酯涂料厂家有：广东华润涂料有限公司、上海华生化工有限公司、江苏三木集团、上海三银制漆有限公司、南京天祥涂料有限公司、广东嘉宝莉化工有限公司、上海造漆厂、上海元邦化工、武汉双虎涂料公司、杭州油漆厂、广州制漆厂、中华制漆（深圳）有限公司、上海阿帝兰实业、常州光辉化工、上海欧宝化工有限公司、东莞秉顺制漆有限公司、东莞大宝、维新制漆(深圳)、广东美涂士化工、广东鸿昌化工、深圳大中化工等公司。　

从经济效益来看，目前的涂料业并不尽如人意。据来自广东的消息，目前不少涂料企业的利润已经低于10%，超过了该行业正常的利润警戒线（通常认为涂料行业利润应该在20-30%，起码要高于10%）。据最新海外媒体消息，中国涂工业利润比2000年下降了8%。涂料业利润的急剧下降，是由市场的激烈竞争造成的。由于目前国内小型涂料企业技术水平低，生产的产品大多属于低档产品，因此进行低端市场的兼并重组十分必要。为了确保中国的涂料工业能有一个长远的发展，必须重视研究高附加值、特殊功能的涂料产品，迅速升级产品档次。

四、中国水性聚氨酯涂料发展亟需提速

水性聚氨酯涂料由于VOC含量低、环境效应好，目前在我国市场的研发应用日趋广泛；但相比同类型水性聚氨酯粘合剂、涂饰剂，其发展还需提速。将于月底成立的中国聚氨酯工业协会水性聚氨酯专业委员会，将积极推动水性聚氨酯涂料行业的整体进步。

据介绍，随着全社会环保意识的普遍提升，尤其是各国环保法规对涂料中VOC含量做出严格限制，水性聚氨酯涂料迎来发展机遇。水性聚氨酯涂料将同类溶剂型涂料的高性能化与水性涂料的低VOC含量相结合，环境效应好、施工相对方便，广泛适用于木器家具、建筑装饰、汽车涂料的中涂与面涂。同时，伴随我国技术日趋成熟，其原材料成本明显降低，国产化程度不断提升，已开发出越来越多为市场所接受的水性聚氨酯涂料。去年我国水性聚氨酯涂料消费量已达万吨规模，其巨大的市场潜力吸引了众多国内外涂料企业进入此领域。

专家认为，我国水性聚氨酯涂料市场前景看好，但技术水平需不断提升，其关键是水性树脂结构设计与合成技术。今后应充分利用聚氨酯分子的可设计性，结合合成与交联新技术，在链上引入特殊功能结构如含氟、硅聚合物链，提升涂膜表面性能、耐高温性、耐水性等；开展双组分涂料与高固含量聚氨酯研究，降低成本，使其性能达到甚至超过传统溶剂型涂料。专家还强调，由于我国消费者生活习惯与国外存在差异，水性聚氨酯木器涂料推广受到一定限制，消费者不必过分强调漆膜丰满度与厚度，能确保环境效应好、木器使用不变形即可。

专家也指出，目前水性聚氨酯涂料尚存不足之处，主要体现在耐水性上，某些施工与应用环节也不甚理想。如双组分水性聚氨酯涂料干燥速度慢，与水反应产生的CO2易残留涂膜中，可增大铁质基材体系的表面张力，对基材与颜料润湿性较差等。此外，其价格相对昂贵，发展还受原材料及助剂的限制。目前国内市场处于启动阶段，尚未真正形成规模，聚氨酯涂料水性化进程还需加速。

五、沥青聚氨酯防水涂料的发展及研发情况

聚氨酯防水涂料可分为焦油型和非焦油型两大类。焦油聚氢酯以廉价、性能优异的煤焦油作为活性填充材料，在国内市场上一度占主导地位。但是，煤焦油是一种组成复杂的混合物，其活性成分随煤种和炼焦工艺的不同而有较大的差异，使用时只是按一设定的配合比和预聚体混和，产品性能不稳定，且耐老化性能差，只能用作非外露型防水涂料。另外，煤焦油中含有大量蒽、萘、酚类易挥发物质，严重污染环境和危害人体健康。随着人们对环保要求的不断提高，焦油聚氨酯被淘汰已是大势所趋。非焦油型聚氨酯主要有沥青型聚氨酯。其它聚氨酯虽性能优异，但价格较贵，一时还不能广泛应用，因而沥青聚氨酯受到了广泛的关注。

石油沥青作为填充剂加入聚氨酯防水涂料中，无煤焦油的刺激性气味，污染少；本身具有良好的耐水性和防水性能，可延长产品的老化时间；所用的生产设备与煤焦油一样，不需另外追加设备投资；成本低，因此具有良好的开发应用前景。

1、沥青聚氨酯防水涂料的发展现状

沥青聚氨酯防水涂料从产品包装形式上可分为单组分型和双组分型。单组分聚氨酯防水涂料也称为湿固化聚氨酯防水涂料，它是由含一NCO端基的预聚体与沥青、颜料、填料、助剂组成，通过与空气中的湿气反应生成脲而固化成膜。双组分沥青聚氨酯防水涂料的甲组分是由多异氰酸酯(TDI、MDI等)与二官能团或三官能团的聚醚合成的-NCO封端的预聚体；乙组分则是由沥青、稀释剂、相容剂、填充料、固化剂及其他助剂在一定条件下混合搅拌均匀而成。也可以把沥青加入甲组分中。

1）双组分型沥青聚氨酯防水涂料

李建龙等人对沥青进行改性，选用合适的溶剂，并自制了活性相容剂SR-1，开发成功了双组分沥青聚氨酯防水涂料，其成本与原焦油型相当，且性能优于原焦油型，使用与储存中粘度变化小，相容剂SR-1具有相容剂和固化剂的双重作用，显著降低了产品的成本。

许爱东等人对原有的沥青聚氨酯防水涂料制备工艺进行了改进，在制备聚氨酯预聚体时，就将沥青加入，在80℃条件下充分搅拌，沥青分散得比较均匀，制得的产品具有优良的储存稳定性，流平性好，物性指标完全满足JC500一1992行业标准的要求。

张太文在合成聚氨酯预聚体的同时加入一种反应性组分，改变了聚氨酯预聚体的结构，使生成的聚氨酯预聚体本身和沥青溶液具有相溶性，克服了传统相容剂造成涂膜物理化学性能下降的缺点，制得的沥青聚氨酯防水涂料表面光滑、平整、有光泽，而且流动性好。

王芳芳研制了一种水性沥青聚氨酯防水涂料，它的乙组分由沥青乳液和改性材料组成，无溶剂污染，有利于环保。由于是水性材料，对基层含水率要求低，施工方便。

2）单组分型沥青聚氨酯防水涂料

吴蓁和郭青制备了具有较高弹性和低温柔性的湿固化单组分石油沥青聚氨酯防水涂料，通过使用特殊相容剂，较好地解决了石油沥青与聚氨酯预聚体的混溶性，从而使聚氨酯性能得以最大体现。并用扫描电镜测定了相容剂使用前后沥青聚氨酯混合的微观形态，证明添加相容剂后，沥青球状颗粒尺寸明显减少，且较均匀，表明混溶效果提高。

方一平等人合成了无溶剂单组分沥青聚氨酯防水涂料。他们通过控制异氰酸酯和聚醚的当量比、反应温度和反应时间，并选用无毒无味不挥发的低粘度油脂作稀释剂，实现了涂料无溶剂化的使用目的。产品经工程应用，防水效果较好。

2、相容性问题

沥青的极性很小，而聚氨酯预聚体由于含有极性基团氨基甲酸酯基与-O-基，具有较强的极性，二者的相容性较差。表现在材料的性能上，为易析油或固液分离不相容，致使机械性能变差，防水性能降低。这一问题是沥青聚氨酯防水涂料研究的难题。目前国内主要是通过加入一种相容剂来增加沥青与聚氨酯的相容性。

1）相容剂的选择

相容剂的选择应从结构、极性、沸点及相对分子质量等几个方面来考虑。首先应有助于沥青在聚氨酯溶剂中的溶解，其次应与聚氨酯有适当的溶解性或反应性。最适宜的相容剂是一种表面活性材料，由一基本无极性部分和一极性部分组成，其结构为：CH3一(CnH2n)一Rl，其中n≥4，Rl为COOH、COOM或COOR2等；R2是一饱和有机链，且链至少有一个侧基为-OH。其基本无极性部分与沥青材料一般相容，且链越长，需要的相容剂越少；其有极性部分Rl与预聚体非常相容。因此相容剂使沥青材料在预聚体中悬浮，使它们易于全部混合，而不使沥青析出。

2）相容性的评价

沥青聚氨酯的相容性可分为初始相容性和增塑相容性。初始相容性是指甲、乙组分经充分搅拌混合初期，能否形成均一的体系。如初始相容性好，能形成均一的体系，则涂膜就能正常固化，具有一定的物理机械性能。初始相容性可通过牵线实验来判断。将甲、乙组分混合3—5min以后，用玻璃棒蘸取杯中物料举离杯中物面，看能够牵出连续的细线的长度。相容性越好，则形成的牵线越长、越细。

甲、乙组分混合的初期，体系具有很好的初始相容性，也能形成均一的体系，但随着固化的进程，小分子质量的聚氨酯预聚体经化学反应逐步交联成为高分子质量的聚合物，并具有一定的强度和弹性，这一过程中，化学结构发生了质的变化。增塑相容性就是指完全固化后，体系是否仍然均匀，相容剂、沥青等组分是否能在高度相容的状态下列聚氨酯本体起到有效的增塑、增韧作用。可以通过电子显微镜直接观测相容剂使用前后沥青在聚氨酯中的混合均匀情况来评价增塑相容性。

3、沥青聚氨酯防水涂料的配方设计

单组分湿固化型的沥青聚氨酯防水涂料，制造工艺较复杂，对原料沥青及溶剂的脱水要求很高，又因湿气固化时，产生大量的脲键，性能不及双组分羟基固化型，并且它的固化速度受空气湿度和周围环境的影响，所以工业上大多生产双组分固化型沥青聚氨酯防水涂料。

1）异氰酸酯组分

异氰酸酯是沥青聚氨酯防水涂料的主要原料之一。工业上常用的为甲苯二异氰酸酯(TDI)和二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。TDI为有毒性物质，用它制作预聚体时，气味重，毒性大。近年来，通过对TDI、MDI进行改性，合成了一系列低毒性的多异氰酸酯加成物，如三羟甲基丙烷的TDI加成物，TDI和HDI的加成物。这些加成物大大降低了其挥发性，减少了毒性，符合环保要求，但其反应活性亦有所下降。

2）多元醇化合物

凡是分子内含有2个以上羟基的脂肪族化合物均称为有机多元醇化合物。通常多元醇化合物官能度大、羟值高，制得聚氨酯防水涂料硬度大、机械物理性能好。当要求聚氨酯涂膜有一定弹性时，宜用二官能度和分子质量较大的。聚酯型聚氨酯防水涂料耐水解性差，因而制作防水涂料常用聚醚多元醇。常用的为N220和N330。聚醚多元醇与异氰酸酯反应前，要先脱水，并调体系pH值为弱酸性。碱性环境有利于异氰酸酯化合物形成三聚体、缩二脲和脲基甲酸酯的反应，导致预聚体储存期短。

3）沥青

宜选用芳香分含量高、蜡含量少的直馏沥青来生产沥青聚氨酯肪水涂料，并且要控制沥青的加人量和加入方式。沥青加入量少，达不到降低成本的目的；沥青加入量大，容易发生相分离，使沥青析出，降低了产品的性能。

4）固化剂和催化剂

沥青聚氨酯防水涂料的固化剂主要是二元或多元醇和有机胺类。常用的有乙二醇、甘油、l，4-丁二醇、3，3’-二氯-4，4’一二氨基二苯基甲}烷（M0CA)、二乙醇胺等。为使防水涂料既具有一}定的弹性，又具有一定的强度，可采用醇一胺复合固化体系，醇类化合物提供沥青聚氨酯防水涂料弹性，胺类化合物提供强度，二者结合使防水涂料具有优异的性能。

催化剂可以加快涂膜固化反应的进行，缩短工期。用于加速异氰酸酯基和活性氢化合物反应的催化剂分为胺类和有机金属盐类化合物。胺类化合物对异氰酸酯和水的发泡反应催化效果显著，在聚氨器防水涂料中使用较少。常用的有机金属盐类有二月桂酸二丁基锡、辛酸亚锡、辛酸铅等。

5）稀释剂

稀释剂应具有强的稀释能力，降粘效率高，且不能含有易与异氰酸酯反应的物质。另外也要考虑稀释剂的极性和挥发性。稀释剂极性大，会降低固化反应的速度。挥发性要适中，挥发性大，会导致涂膜鼓泡和裂纹；挥发性小，稀释剂残留防水涂膜中，会严重降低产品的物理性能。常用的稀释剂有甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、丁酮等。可以几种稀释剂复合使用，效果较好。

6）其他助剂

助剂的选取应从与基料混溶性好且不与异氰酸酝基发生反应2个方面加以考虑。紫外线吸收剂和防老剂可以提高沥青聚氨酯防水涂料的户外耐热牲，延长使用寿命。消泡剂根据生产实际情况和成本，使用氧化钙或氢氧化钙较好，它可吸收反应生成的二氧化碳，从而消除防水涂料施工时产生的气泡，维持了涂料的性能。

4、沥青聚氨酯防水涂料的性能和应用

石油沥青无煤焦油的刺激性气味，污染少，且本身具有良好的耐久性和防水性能，作为填充剂加入聚氨酯防水涂料中，可降低成本，延长产品的耐老化时间，并能增强其防水性能。沥青聚氨酯防水涂料具有良好的耐酸、碱、盐性能，拉伸强度高，断裂伸长率高，可广泛应用于地基、地下室、厨房、厕浴间、屋面等防水工程，也可用于桥梁、道路、水利设施的防水嵌缝。

第五节 聚氨酯胶粘剂

一、世界聚氨酯胶粘剂发展回顾

聚氨酯（PU）胶粘剂是分子链中含有氨酯基(--NHCOO--)和/或异氢酸酯基（--NCO）类的胶粘剂。聚氨酯胶粘剂由于性能优越，在国民经济中得到广泛应用，是八大合成胶粘剂中的重要品种之一。

1940年德国法本公司（I.G.FarBen,Bayer公司的前身）的研究人员发现异氢酸酯具有特殊的粘合性能，并将三苯基甲烷-4,4',4"-三异氢酸酯成功地用于金属与冬钠橡胶的粘接，在第二次世界大战中使用到坦克履带上。50年代以后，Bayer公司开发了Desmodurs系列（二异氢酸酯和多异氢酸酯）和Desmophens系列（低分子量端羟基聚酯多元醇）。按一定量的Desmodurs和Desmophens配置成Polystal系列商品（双组分溶剂型聚氨酯胶粘剂）。Polystal系列双组分聚氨酯胶粘剂具有可低温固化、粘合强度好以及耐水、耐溶剂、耐低温等优点，是当时最好的胶粘剂，为日后聚氨酯胶粘剂工业的发展奠定了基础。

美国于第二次世界大战后开始学习德国的聚氨酯工艺，1953年引进了聚氨酯胶粘剂技术，同时开发一蓖麻油和聚醚多醇为原料的聚氨酯胶粘剂，美国B.F.Goodrich公司也开发了聚酯型热塑性聚氨酯胶粘剂。1968年Goodyear公司开发了无溶剂型聚氨酯结构胶粘剂“Pliogrip”,成功地应用于汽车玻璃纤维增强塑料部件的粘接。1978年又开发了单组分湿固化型聚氨酯胶粘剂，并开始在其趁工业与建筑部门应用。1984年美国市场上又出现了反应型热熔聚氨酯胶粘剂，解决了聚氨酯胶粘剂使用时的公害问题。　

日本于1954年引进德国和美国聚氨酯技术，1960年生产聚氨酯材料，1966年开始生产聚氨酯胶粘剂。1975年日本光洋公司开发成功“乙烯类聚氨酯”水性胶粘剂，并于1981年投入工业化生产。日前日本聚氨酯胶粘剂的研究与生产十分活跃，并与美国、西欧一起成为聚氨酯生产、出口大国。

我国大连染料厂于1956年最早研制并生产三苯基甲烷三异氢酸酯（列克纳胶），牌号定位JQ-1,很快又生产了甲苯二异氢酸酯(TDI),为我国聚氨酯工业打下了基础。上海合成树脂研究所首先研究成功双组分溶剂型聚氨酯胶粘剂,后又上海新光化工厂将该胶的制备工艺进行改进,于1966年开始投入生产,牌号定位铁锚-101,至今荏为我国聚氨酯胶粘剂中产量最大的品种。80年代以来,各工业部门陆续从国外引进许多先进的生产线和产品,其中需要大量进口的聚氨酯胶粘剂与其配套,因此,促进了国内研究单位加速聚氨酯胶粘剂的开发,特别是在1986年以后,我国聚氨酯工业进入许素发展时期。1994年国家正式批准成立"中国聚氨酯工业协会",下设"聚氨酯胶粘剂委员会",该委员会业已成为全国聚氨酯胶粘剂技术与信息交流的中心。

国外聚氨酯胶粘剂的市场发展动态

欧洲（主要是德、法、英三国）聚氨酯胶粘剂1988年产量为6.85万吨，1993年为7.2万吨；聚氨酯密封剂市场销量为1.5万吨，1993年增长到1.9万吨。年均增长率分别为1%和5%。生产聚氨酯胶粘剂的主要厂家有15个。

美国聚氨酯胶粘剂1990年消耗量为4.6万吨（100%固含量计），1995年达到5.9万吨，平均年增长率为4.8%，预计2000年将达到7.3万吨。聚氨酯密封胶1990年产量为2.8万吨，销售额为1.24亿美元。美国聚氨酯胶粘剂生产厂家有115家，其中专业生产厂家有15个。主要消费市场是纺织、木材、包装。其中纺织与木材工业上的应用发展最快，纺织应用胶粘剂几乎占聚氨酯胶粘剂总量的1/2，主要用作地毯背衬胶粘剂。

日本聚氨酯胶粘剂1980年产量为5808吨，1990年达到3.3万吨，平均年增长率为20%。根据最近报道，日本生产的聚氨酯胶粘剂一半是用于食品包装复合薄膜，其次为制鞋与木材工业。聚氨酯密封胶1988年产量为2.3万吨，1990年达到2.8万吨。日本聚氨酯胶粘剂生产厂家有34个。

目前世界胶粘剂年总产量约为1000万吨，而聚氨酯胶粘剂仅有20万吨，因此聚氨酯胶粘剂是正在发展中的一类胶粘剂。

二、国外聚氨酯反应热熔胶粘剂研发进展

由于聚氨酯胶粘剂具有许多优异性能，在国外已广泛用于纺织、土木建筑、交通运输、电子元件、制鞋、包装等行业，因此世界发达国家都很重视聚氨酯胶粘剂的技术开发。

1、快速发展的结构胶与密封胶　　

汽车工业技术的发展要求汽车构件轻量化，因此大量采用塑料零部件，特别是高强度的FRP(玻璃纤维增强塑料)和SMC(板材模塑复合材料)。轻量化装配的汽车其燃料效率可从7.1km/L增加到15km/L，车的使用寿命延长到16万公里。由于汽车构件大量采用塑料零部件后需用聚氨酯结构胶与密封胶进行粘接装配，因此自80年代以来，每辆汽车平均用胶量达15-23ks。使用最多的胶粘剂是环氧树脂、聚氯乙烯、聚氨酯，其中聚氨酯胶粘剂占总胶量的20％。主要用于汽车挡风玻璃和后窗玻璃的密封、SMC车板和框架的粘接等。　

建筑用的密封胶主要是聚硫、有机硅以及聚氨酯，而聚氨酯密封胶对各种建筑材料都具有良好的粘合性，可应用于建筑领域中各部门，并且其价格比有机硅与聚硫密封胶便宜，因此，90年代开始聚氨酯密封胶的需求超过有机硅与聚硫密封胶而占主导地位。

2、环保法规要求开发无公害胶粘剂　

先进国家对环境保护制订了法规，产业部门每年在消除公害问题上都要花去大量经费。随着聚氨酯胶粘剂在工业上的大量使用也带来了公害问题，近年来已开发成功并投人生产的水性聚氨酯胶粘剂、无溶剂聚氨酯胶粘剂以及热熔聚氨酯胶粘剂可代替有毒的溶剂型聚氨酯胶粘剂，但溶剂型胶粘剂有独特之处，在某些场合非用它不可。因此，在短期内不可能全部取消。解决的措施是选用低毒溶剂、提高固含量以及密闭通风操作，以降低有机挥发物的逸出量，并采用溶剂回收装置。

3、快速固化聚氨酯胶粘剂　

为适应自动化装配线，尤其是机器人施工流水线的需要，胶粘剂的固化速度必须成倍甚至几十倍地提高。聚氨酯胶粘剂的缺点之一是固化速度太慢。通过近年来的努力，开发了一些新的胶种，如快速固化反应性聚氨酯胶、辐射或紫外线固化胶以及反应性热熔胶等。90年代把100％反应性聚氨胶粘剂作为新的研究课题。为加快固化速度，除改进胶粘剂主体成分的分子结构和胶的配方以外，还对加热和能源装置进行了大量研究工作。辐射、电子束和紫外线装置的应用已有较长的历史，但因一次性投资较大等原因，至今尚未普及。最近研究成功远红外、微波、高频加热装置，使固化速度成倍加快。

4、开发新型施胶设备　

聚氨酯胶粘剂在推广使用时，为了适应用户粘接施工的要求，研制开发了一系列相关设备，例如粘稠物料的计量、混合、输送和施胶设备，采用积分装置和机器人，使之操作简便、准确；双螺杆挤出机反应器的问世与商品化，为聚氨酯胶粘剂的合成和改性提供了有效手段。今后面临的课题是如何设计、制造对环境条件(如水分、空气等)较敏感的单组分聚氨酯胶粘剂的制备、包装和施胶装置，使之操作简便、易控制，更为关键的是保证质量和批间稳定性。今后发展聚氨酯胶粘剂的动力是开拓和扩展应用市场而不是单纯地在胶粘剂的分子结构上开发新领域。因后者投资大，收效慢。为此，国外除进行大量的应用外，还致力于施胶工艺和工具方面的开发。

三、中国水性聚氨酯胶粘剂发展概况

我国水性PU的研究起步于上世纪70年代初，1982年由上海纺织印染行业和新光化工厂联合攻关成功的水溶性非离子型PU树脂105织物整理剂先行鉴定投产。1989年安徽大学应用化学研究所首先采用二轻甲基丙酸制备了阴离子型PU水分散液(PUD)皮革涂饰剂，并作为国家火炬项目投产于合肥安大科招精细化工厂，巨大的市场需求促使我国PUD皮革涂饰剂迅速发展起来。

近些年来，随着经济高速发展，环保要求越来越高，许多研究生产单位都积极投人PUD的研究，据统计截止2007年我国PUD科研、生产单位已有上百家，2004年我国PUD总消费量已达3.5万t(100%计)。以往水性PU产品大多为皮革涂饰剂、织物整理剂、涂层剂、乙烯基/多异氰酸酯集成材胶粘剂等。水性PU胶粘剂技术直至近几年来才有所突破，取得较快的发展。

据不完全统计，2007年我国已有约20余家单位投产该项目，如广东江门新力立时得胶粘剂公司生产的聚氨酯NP-98吸塑层压胶；上海新友水性聚氨酯公司生产的D一系列水性PU胶；安徽安大华泰新材料公司PU-0200系列水性PU胶；山西省应用化学研究院WD-6210系列可用于制鞋的高性能水性PU胶；南京大东、顺德大东树脂化学公司的GE-6600系列水性鞋用胶、广东番禺国民东成公司的鞋用水性PU胶等。此外，上海合成树脂所、上海合达聚合物公司、无锡市万力粘合材料厂、顺德东方树脂厂等均有水性PU胶生产的报道。

国内企业生产的水性PU胶产品主要用于真空吸塑、PVC贴膜、汽车内饰、玻纤集束、涂料印花、热转印胶、喷墨打印等方面。

为了进一步提高水性PU胶的初粘速度、粘接强度、耐热性、耐水性等综合性能，众多科研生产单位采用外加或内置交联剂，通过接枝、嵌段或互穿网络等手段用丙烯酸醋、环氧树脂、有机硅等改性水性PU，使其构成二元或多元杂化体系，性能互补，已取得许多进展。

刘建雄等人曾对国内一些单位生产的水性PU胶与世界先进的进口胶进行对比，发现较好的国产水性PU胶某些性能和国外同类产品的差距不大。

四、“十一五”中国聚氨酯胶粘剂的发展重点

在“十一五”期间，我国将重点发展环保型、节能型胶粘剂，同时要大力研究开发和发展高技术含量、高附加值、高性能的胶粘剂新产品，其中与重点发展的聚氨酯胶粘剂是水性聚氨酯胶粘剂。

五、“十一五”期间中国将重点发展水性聚氨酯胶粘剂

水性聚氨酯胶粘剂成为我国十一五期间重点发展的聚氨酯胶粘剂的原因在于：聚氨酯胶粘剂具有良好的粘接性能，广泛用于制鞋、建筑、汽车、食品包装等行业。水性聚氨酯胶粘剂和无溶剂型聚氨酯胶粘剂是一种环保节能型产品，近年来，在欧、美、日等发达国家已广泛应用。在我国还尚未研发成功。

中国胶粘剂工业协会建议：在加大水性聚氨酯胶粘剂研究开发的同时，积极引进生产技术和工艺，建设一套5000吨/年的生产装置，用于生产鞋和木工用水性聚氨酯胶粘剂。

六、中国双组分聚氨酯胶粘剂仍然将主导市场

1、双组分聚氨酯胶黏剂仍是主流产品

双组分聚氨酯胶黏剂以乙酸乙酯为溶剂，所以为酯溶型聚氨酯胶黏剂。在软包装复合中，双组分聚氨酯胶黏剂是个香饽饽，在干式复合中使用双组分聚氨酯胶黏剂复合的包装不但精美，且在运输、保管等过程中不易破损。所以，目前将双组分聚氨酯胶黏剂用于干式复合已经成为软包装复合的主要技术。

双组分聚氨酯胶黏剂的以下优点，使其成为未来10年聚氨酯胶黏剂市场的主导产品。

1）良好的黏结效果。剥离强度高，适用基材广泛，可用于纸张、PET、OPP、NY、PE、CPP及铝箔材料的复合，复合质量好，复合强度高。

2）抗介质性能突出。能耐酸、碱、油、辣及各种氧化物、化学品的腐蚀。

3）耐寒性及耐热性好。许多食品包装要求低温冷冻保存或经过高温121～135℃杀菌，双组分聚氨酯胶黏剂在上述条件下仍能保持良好的剥离强度。

2、醇溶型聚氨酯胶黏剂：前景并不乐观。

醇溶型聚氨酯胶黏剂是近几年内发展起来的以乙醇为溶剂的聚氨酯胶黏剂，醇溶型聚氨酯胶黏剂具有以下优点。

1）不含游离的异氰酸酯单体，改善了操作环境。

2）对水气不敏感，提高了胶黏剂的稳定性和适应性。

3）以工业酒精为溶剂，降低了生产成本。

4）与醇溶型的聚氨酯印刷油墨配合使用有优良的复合适性。

5）复合膜制品残留溶剂低。

但是，醇溶型聚氨酯胶黏剂的发展并不乐观，因为虽然醇溶型聚氨酯胶黏剂在环保方面已经迈出了一步，但严格意义上讲，它并非是完全环保型胶黏剂，因为乙醇也是有机溶剂。另外，目前醇溶型聚氨酯胶黏剂仅应用于普通干燥食品的复合包装中，就目前技术及醇溶型聚氨酯胶黏剂的性质来看，它还无法达到酯溶型聚氨酯胶黏剂的剥离强度及蒸煮性能。所以醇溶型聚氨酯胶黏剂的发展前景并不乐观。

3、水性聚氨酯胶黏剂：成本高、能耗大

水性聚氨酯胶黏剂是将聚氨酯树脂分散于水中形成乳液或将聚氨酯树脂拼接上亲水基团溶解于水溶液中制成的。水性聚氨酯胶黏剂不可燃，而且无毒，对环境无污染，产品适应性广，但在复合强度及耐候性方面仍不及酯溶性聚氨酯胶黏剂，蒸煮技术目前也是一个难题。又因为它干燥时间长，能耗及成本较高，在当前能源日益紧张的情况下也无法得到进一步的发展。因此，水性聚氨酯胶黏剂虽然有一定的发展空间，但由于成本及能耗的原因，在未来10年内也无法取代酯溶型聚氨酯胶黏剂。

4、无溶剂聚氨酯胶黏剂：10年后才能得到大幅度发展。

其实，无溶剂聚氨酯胶黏剂才是真正环保型的胶黏剂，目前国外已经大量使用了无溶剂胶黏剂。其具有以下优点。

1）没有污染。

2）不需要溶剂挥发干燥工艺，减少了能源的消耗。

3）制品没有残留溶剂的困扰，在生产环节也减少了火灾等风险。

无溶剂聚氨酯胶黏剂适用于各种类型的塑料复合包装，对铝箔也有良好的黏合效果，耐内容物性及耐高温蒸煮性能也可与酯溶型聚氨酯胶黏剂相同，且剥离强度高。

综上所述，未来的10年内，醇溶型聚氨酯胶黏剂将不可能得到发展，水性聚氨酯胶黏剂也仍无法与酯溶型聚氨酯胶黏剂相抗衡。10年后，酯溶型聚氨酯胶黏剂将逐步减少，水性胶黏剂有一定的发展空间，无溶剂聚氨酯胶黏剂将会在国内逐步得到大幅度的推广。

第六节 氨纶（聚氨酯弹性纤维）

一、氨纶简介

氨纶（Spandex）是一种合成纤维，组成物质含有85％以上组分的聚氨基甲酸酯。商品名称有莱克拉（Lycra、美国、英国、荷兰、加拿大、巴西）、尼奥纶（Neolon、日本）、多拉斯坦（Dorlastan、德国）等。它具有高度弹性，能够拉长6～7倍，但随张力的消失能迅速恢复到初始状态，其分子结构为一个像链状的、柔软及可伸长性的聚氨基甲酸酯，通过与硬链段连接在一起而增强其特性。

氨纶纤维共有两个品种，一种是由芳香双异氨酸酶和含有羟基的聚酯链段的镶嵌共聚物（简称聚酯型氨纶）。聚酯类弹性纤维抗氧化、抗油性较强。另一种是由芳香双异氰酸酯与含有羟基的聚醚链段镶嵌共聚物（简称聚醚型氨纶）。氨纶纤维与弹力聚烯烃纤维和弹力复合纤维统称弹力纤维。聚醚类弹性纤维防霉性，抗洗涤剂较好。

氨纶首先由德国Bayer公司于1937年研究成功，美国杜邦公司于1959年开始工业化生产。目前已有近40个工厂、七行生产，年总产量约为10万吨左右，我国现有生产能力l万吨左右。

二、国外氨纶的发展历程

自从1958年DUPONT把Spandex引入商业用途，并注册商标为(LYCRA)，市场音译为[莱卡]，很多人已把“莱卡”作为Spandex之名称。其后世界各地均有生产，如美国橡胶公司(U.S.RUBBERCO.)之“VYRENE”，日本东洋纺(TOYOBO)之“ESPA”（氨丝霸），德国拜耳公司（BAYER,A.G.,W.GERMANY）之“DORLASTAN”，英国COURTAULDS,U.K.之“SPANZELLE”，(B.F.GOODRICHCHEMICALCO.,LTD)之“ESTANE”，日本富士纺之“FUJIBO”　　(富士宝)，DUPONT与日本东丽合作之“TORAY-DUPONT”，美国(GLOBE　　MANUFACTURINGCO.)之"CLEARSPAN"和"GLOSPAN"，韩国泰光(TAE-KWANG)之"ACELAN"，东国合纤(TONGKOOK)之"TEXLON"，HYOSUNG晓星之"TOPLON"及"CREORA"更是全世界最大。日本旭化成之“ROICA”(罗依可)，其后旭化成更于1999年初与台湾台塑集团合作开办"FORMOSA　　ASAHI"公司，简称"FAS"，日本日清纺之"MOBILON"(莫比龙)亦在台湾增加生产线生产(TOWNSPAN)东华丝，而台湾自行投资有薛恒兴之"SHEIFLEX"(雪霏丝)，而中国大陆亦有烟台之"纽士达"，及连云港之"奥神"均以"TOYOBO"东洋纺之设备及技术生产，而广东鹤山氨纶厂亦于1996年投产，福建长乐、南通海门、山东淄博亦开始生产氨纶，中国DUPONT在上海与华源合作生产，而浙江华峰之"千禧"牌氨纶亦于2000年投产。另外DUPONT亦与其它厂合作(但DUPONT不参与生产事宜)以"ELASPAN"(伊邦)牌销售。全球各地均投资或增扩氨纶之产量，令弹性纤维市场一片畅旺。

三、2009年中国氨纶进出口简况

根据国家统计局和海关的统计数据，我国2009年1-4月份氨纶纤维产量为5.51万吨，同比减少10.78%；1-4月份进口氨纶纤维纯氨纶0.40万吨，出口0.47万吨；新增资源(产量＋纯氨纶进口＋包覆纱进口)6.03万吨，由此显示中国氨纶纤维产业的市场需求较为强劲。同时，从我国氨纶纤维不同品种的进出口情况看，我国氨纶进出口状况良好。

四、影响中国氨纶行业可持续发展的重要因素

目前，我国虽已成为世界氨纶生产和消费大国，但不是制造强国。与国际氨纶巨头英威达、晓星、旭化成等公司相比，我国氨纶生产企业在制造工艺、产品质量、差别化和功能化水平以及成本等技术方面尚存在较大差距，技术创新已成为影响我国氨纶产业可持续发展一个重要因素。

1、制造工艺技术。目前干法氨纶制造工艺主要有3种，即间歇聚合工艺、连续聚合工艺和半连续聚合工艺。

间歇聚合工艺是我国引进最早、普遍采用的一种工艺，此种工艺特点因引进时间早，生产经验积累较丰富，设备投资相对较小；但生产过程复杂、流程多、产品重现性差、生产效率也较低。

连续聚合工艺具有产品性能好、生产效率高、有利于降低成本等优点，但该工艺对设备精度要求高且设备投资较大。郑州中原企业发展有限公司已成功开发此种工艺设备。

半连续聚合工艺结合了间歇法和连续法特点将预聚反应分批进行，而扩链反应则连续化进行。该工艺在提高产品性能、控制产品质量、开发新产品试验等方面均有较大优势，设备投资低于连续法，但生产效率较连续法低。

2、配方技术。干法氨纶配方技术包括预聚体技术、扩链技术和固化技术等。采用不同结构异氰酸酯、聚醚（聚酯）多元醇和不同胺类结构的扩链剂可获得不同性能的聚氨酯氨纶纤维。氨纶纳米配方改性技术，现已得到突破和应用。采用纳米技术可改善氨纶的耐热性、强度、回弹率、耐氯和耐老化等性能。浙江华峰正在筹建一条1万t/a纳米氨纶生产线。

3、低成本技术。氨纶关键原料PTMEG价格一直高位运行，从2006年底的2.8万元/吨上升到目前的3.3-3.5万元/吨。采用较低价格的聚醚多元醇（或聚酯多元醇）取代部分PTMEG是一条降低氨纶成本行之有效的途径。美国ARCO公司宣称该技术已在生产中得到应用。

4、差别化技术。目前我国氨纶产品大部分为通用品种，而具有高性能、多功能、多用途的差别化氨纶品种太少，产品差别化率小于30%，而技术发达国家氨纶差别化率大于50%。国内企业应积极开发高吸放湿氨纶、高定型氨纶、抗菌型氨纶以及耐磨、抗氯、抗静电、吸汗、除臭、透气、保暖等高性能功能性差别化氨纶，以及高档化、时尚化、个性化的氨纶产品，提高国际竞争能力。

五、中国应当积极开拓氨纶国内外市场

1、加快提升我国氨纶产业国际主导能力

目前全球氨纶产业占有主导地位的企业主要是美国英威达、韩国晓星和日本旭化成等跨国公司。但是近年来国内氨纶龙头企业已不断加大创新投资力度，氨纶产品档次、质量技术水平和附加值均已有了明显提升。

未来几年将是我国氨纶产业走向世界、主导全球氨纶产业发展的关键时期。行业需不断加强和建设氨纶技术研、信息交流、贸易交流和国际标准化等平台，以加快提升我国氨纶产业在国际市场的地位。

2、抓住机遇扩大美欧氨纶纺织品服装市场

随着欧美对我国纺织品服装配额限制制度取消，未来几年出口欧美市场将会带来新的机遇。中、日、美、欧纺织品产品四方会议达成了建立纺织产业部门自由贸易区意向协定，无疑将给我国氨纶纺织品服装出口欧美日带来新的机遇。

积极开发高性能、差别化和功能化高档氨纶纤维。

国际知名氨纶企业已开发成诸多高档氨纶纤维：高舒适功能氨纶纤维，其特点是织物穿着不会有紧窄感觉；高抗氯功能氨纶纤维；耐高温功能氨纶纤维；耐低温功能氨纶纤维，适用于羊毛、尼龙或色织布怕高温变色或漂白变黄等布类；吸湿及透湿功能氨纶纤维；高耐磨功能氨纶纤维等。