聚氨酯(PUR)是由異氰酸酯與多元醇反響而制成的一種具有氨基甲酸酯鏈段重復構造單元的聚合物。PUR成品分為發泡成品和非發泡成品兩大類,發泡成品有軟質、硬質、半硬質PUR泡沫塑料;非發泡成品包含涂料、粘合劑、合成皮革、彈性體和彈性纖維等。PUR資料功能,用處廣泛,成品種類多,其間尤以PUR泡沫塑料的用量最為廣泛。
1、工業出產狀況
中國PUR泡沫塑料的出產始于20世紀50年代,首要商品是軟質泡沫塑料。PUR泡沫塑料工業開展至今已有40余年,60年代中期,中國開端出產硬質PUR泡沫塑料,首要
用于船舶、冷庫、石油化工管道的保溫等。到70年代中期,出產廠家僅有10余家,出產才能約1.5萬t/a,實踐年產值約3 kt。80年代是中國PUR泡沫塑料高速增加的期間,成品產值不斷增加,年增加率達25%。90年代,中國PUR根本質料、助劑及成品得到了疾速開展,引入了180~200套領先的發泡設備,大幅度提高了泡沫塑料成品的出產才能和年產值,使出產才能提高到20萬t/a以上,PUR泡沫塑料的年均增加率為20% ~30% 。1994年實踐產值約10萬t,其間軟質泡沫塑料約6萬t,硬質泡沫塑料約4萬t。1999年中國PUR泡沫塑料產值已到達19.5萬t,其間軟質泡沫塑料12萬t,硬質泡沫塑料7.5萬t。2001年中國PUR泡沫塑料的產值已到達55萬t,占PUR總產值的60%以上,其間軟質泡沫塑料為35萬t,硬質泡沫塑料為20萬t。2002年中國PUR泡沫塑料產值(規劃以上公司)到達66.84萬t,創歷史新高,同比增加21.5% ,是各類塑料成品中增加較快的一類,其產值約占塑料成品總產值的5.3%。2003年中國PUR泡沫塑料的產值到達近8O萬t。
泡沫塑料是塑料成品中的首要種類,種類繁多,在工業、農業、修建業和平時日子中具有廣泛的用處。跟著石油化工和塑料成品業的迅速開展,中國PUR泡沫塑料的產值增加較快,依據哥本哈根國際會議禁用氟利昂發泡劑的抉擇,中國有必要加速尋覓其代替品的腳步,盡早完結悉數代替。一起要開發高阻燃性、低煙霧PUR泡沫塑料,加強構造發泡和高承載PUR泡沫塑料的研發和推廣使用,為各職業在新世紀的開展供給有力的支持和保證。
現在中國有PUR泡沫塑料出產公司近300家,大多數為小型公司。2002年產值在5 kt以上的PUR公司有11家;超越10萬t的PUR公司僅有2家。2002年無錫市興達泡塑新資料有限公司的PUR泡沫塑料產值到達18.58萬t,約占全國總產值的27.8% ,居全國首位;其次是寧波新橋化工有限公司.2002年的PUR產值為lO.06萬t,約占全國總產值的15.1% 。
從質料產值來看,跟著90年代中國萬噸級大型異氰酸酯和聚醚設備的引入,中國PUR工業步入了疾速開展期間。至1998年PUR質料產值達29.8萬t,成品總產值達65萬t。1989~1998年間PUR質料產值的年均增加率達28%,PUR成品的年均增加率達23% ,質料和成品種類別離增加到200多種,品質、使用規模、科研開發水平緩才能全部提高,有些接近或到達國際水平。2001年PUR質料產值為43萬t,PUR成品產值到達100萬t。PUR工業系統已開始構成。
德國化工巨子巴斯夫公司正與亨斯邁公司、日本聚氨酯公司及中國5家廠商一起合資在上海建造出產才能到達16萬t/a的二苯甲烷一4,4 二異氰酸酯(MDI)新廠,現在已進入施行期間,行將投產。該項目包含配套的硝基苯和苯氨工廠及有關的聚氨酯合資公司。別的,巴斯夫公司還將與中國公司合資興建年產13萬t的甲苯二異氰酸酯(TDI)工廠。
中國在PUR泡沫塑料出產技能和商品種類方面也取得較大開展。軟質塊狀PUR泡沫塑料從拱頂法發泡改為平頂法發泡和筆直發泡,提高了泡沫塑料的利用率,減少了廢料,并且種類日趨多元化,除不一樣密度與硬度的系列商品外,還可進一步加工制得復合泡沫塑料、多層貼合泡沫塑料、功用泡沫塑料,如黑色泡沫塑料、吸音泡沫塑料、阻燃泡沫塑料、抗靜電泡沫塑料、防輻射泡沫塑料、家庭洗滌用仿天然海綿泡沫塑料、網狀泡沫塑料等。跟著中國經濟的開展,PUR泡沫塑料的年增加率將以二位數上升,開展方向將集中于低本錢的低密度商品。
2 、商場需求狀況
PUR泡沫塑料是最首要的PUR成品,其用處廣泛,功能:軟質PuR泡沫塑料和半硬質PUR泡沫塑料首要用于家私襯墊與裝修資料、車用墊材、地毯底襯、服裝面料、修建吸音資料、體育墊材,以及床墊和儀器包裝資料等方面。其間模塑軟質PUR泡沫塑料的首要用處是轎車座椅墊材及摩托車、自行車坐墊等;而硬質PUR泡沫塑料首要用于冰箱、冷庫職業作隔熱保溫資料,占硬質泡沫塑料總花費量的57.5%。中國是世界上的冰箱出產國,1998年耗費硬質泡沫塑料8萬~10萬t,用作石油輸送管道、化工貯罐及工業設備的隔熱資料占15% ;建材是硬質PUR泡沫塑料的另一較大的使用領域,2000年修建業耗費硬質PUR泡沫塑料達7萬t以上。因為中國修建業開展迅猛,用于修建隔熱、吸聲、裝修資料及活動房等的泡沫塑料占10% ;用于交通運輸的絕熱資料占10% ;其它占7.5% ,其間家私、服裝、自行車等耗費量較大。別的中國轎車工業和摩托車工業的開展也為模塑軟質PUR泡沫塑料供給了寬廣的商場。據專家猜測,因為PUR的可塑性極佳,資料功能實用性強,在轎車中的使用正日益擴展。估計2005年中國(不包含臺灣省)轎車工業對PUR的需求量將到達4.41萬t,其間轎車和吉普車耗費3.04萬t,重型轎車耗費0.3萬t,輕型車耗費0.72萬t,微型車耗費0.05萬t,每輛車平均用量到達14.71 kg。
中國在這方面與發達國家的不一樣點是,國外硬質PUR泡沫塑料首要花費于修建業,占硬質泡沫塑料花費量的50%以上,而中國大多用于冰箱、冷庫,用于修建業的保溫資料尚處于初始期間。因為轎車和摩托車工業的飛速開展,為PUR泡沫塑料工業的開展供給了機會,其潛在商場也十分寬廣。據猜測,現在中國PUR泡沫塑料的需求量已到達80萬~100萬t/a。。
3 、技能開展狀況
新技能開發重視環保,作為一個年均增加率長期高于全球經濟增加率的產業,PUR工業迅猛開展的氣勢有賴于其技能的疾速開展及使用領域的不斷拓展。在很多新商品的開發中,PUR發泡劑的研討作業尤為引人關注。依據蒙特利爾協議的請求及修訂后的《中國耗費臭氧層物質逐漸篩選國家方案》,泡沫塑料職業應在2010年前完全停止使用氯氟烴類化合物作為發泡劑,2005年前大型PUR泡沫塑料公司完結CFC一11的代替作業。所選用的代替技能大致為:(1)接連環狀軟質泡沫塑料用二氯甲烷作發泡劑,要聯系疾速熟化和液態二氧化碳發泡法;(2)箱式軟質泡沫塑料選用二氯甲烷和減壓發泡;(3)半硬質泡沫塑料用HFC一141b、戊烷或二氧化碳發泡。因而開發全新的CFC發泡劑代替物已變成各科研機構研討的要點。
劉賢明對低發泡技能進行了潛心研討。邱顏臣等論說了氯氟烴(CFC一11)代替品環戊烷的性質及其制造的硬質PUR泡沫塑料在全無氟綠色冰箱中的使用研討成果,解決了環戊烷發泡劑易燃、易爆及在聚醚多元醇中溶解性差的疑問。
關志強等研討了碳氫發泡新一代代替技能。依據環戊烷一異戊烷發泡制備PUR硬泡技能在冰箱中的使用狀況,并從發泡技能及功能上與環戊烷發泡系統進行了對比。
結果表明,與環戊烷發泡系統比較,環戊烷一異戊烷發泡系統的加工技能性杰出,冰箱發泡灌注量減少了7%,泡沫塑料的密度減小10% ,且尺度穩定性好,密度散布較環戊烷發泡系統均勻。
蘇莉探討了低密度軟質PUR泡沫塑料全水發泡代替氯氟烴的技能道路,結果表明,新的全水發泡配方系統可使軟質塊狀泡沫塑料的密度降至15~20 kg/m ,模塑型泡沫塑料的密度降至25 kg/m3,而其力學功能堅持杰出狀況。
王雄偉對硬質PUR泡沫塑料用4類零臭氧耗費潛值(ODP)發泡劑[水、碳氫化合物、全氯烷、氫氟烴(HFC)]等的發泡特性進行了對比,并側重以HFC一134a和HFC一356為例介紹了氫氟烴發泡劑在硬質PUR泡沫塑料中的使用。
從這些研討結果不難看出,軟質泡沫塑料出產中的CFC代替大多以二氯甲烷道路作為過渡。在零ODP代替道路中,以二氧化碳發泡的技能進步最快。當然,也能夠用HFC類物質作為零ODP代替,但現在該類物質中的優先挑選目標還未正式工業化,技能經濟上還有待進一步評價。選用環戊烷及二氯甲烷發泡能夠制得具有杰出皮層的自結皮泡沫塑料商品,但該辦法在安全出產方面所需的嚴厲措施與價值令公司難以普遍承受,新一代的零ODP物質如1,1,1,3,3一五氟丙烷(HCFC一245fa)和1,1,1,3,3-五氟丁烷(HFC一365fmc)可望變成較抱負的最終代替物質。在硬質PUR泡沫塑料方面,關于導熱系數請求不是格外嚴厲的場合,選用全水發泡是一種較為簡潔的挑選,關于請求較高的場合(如修建板材)代替疑問對比復雜。在研討發泡劑的一起,也應在質料的挑選、技能道路的優化及耐性改善等方面進行深入研討。
關于硬質PUR泡沫塑料用助劑也有人在研討,并取得了較好的成果。其間氨類催化劑開展較快,雙(二甲氨基乙基)醚已由江蘇化工研討所研發成功并商品化。拂曉化工研討院也研發成功了這種催化劑并已投產。金壇助劑廠等幾家公司出產的Ⅳ,Ⅳ .二甲基環己氨在硬質PUR泡沫塑料中有著廣泛的用處。用于模塑發泡的多種新式催化劑(包含推遲催化劑)也已商品化。山西東安化工廠、滄州精細化工實驗廠、浙江諸暨市精細化工實業公司、湖北省化工研討設計院等單位出產的痛苦亞錫中錫的總含量大于28% ,亞錫量大于總錫量的96%。北京埃爾夫阿托歸納穩定劑有限公司是國內的二月桂酸二丁基錫的出產廠家。硬質PUR泡沫塑料用的有機硅穩定劑和軟質泡沫塑料用的硅一氧碳型泡沫穩定劑也早已工業化。江蘇省化工研討所、上海高橋石化公司化工三廠、浙江大學精細化工廠等公司均有新商品投放商場。中國石化天津分公司研討院也開發和出產了軟質PUR泡沫塑料用泡沫穩定劑(勻泡劑),該商品是(硅樹脂/聚氧化烯烴)共聚物,也是軟質PUR泡沫塑料的首要助劑。現方案投資20