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弹性聚氨酯材料应用领域和发展前景

信息来源:admin   浏览次数:70   更新日期:2020-8-31 15:10:39

聚氨酯弹性材料属于嵌段聚合物,即聚氨酯大分子由软段硬段构成并形成微观相分离结构,其中硬段(来源于异氰酸酯和扩链剂)分散在软段相区(来源于低聚物多元醇)中起到物理交联点的作用,因此相较其他合成橡胶(弹性体),聚氨酯弹性体具有更优异的强度和耐磨性,硬度高时仍可保持高伸长率。

弹性类聚氨酯材料,国外简称“CASE”, 主要包括传统聚氨酯弹性体制品,聚氨酯塑胶跑道等铺装材料、聚氨酯防水涂料、胶黏剂以及密封胶、灌封胶等,约占聚氨酯产品总量的40%左右,绝大多数CASE材料的固化物(水性和溶剂型产品除去水和溶剂后)是非泡沫弹性聚氨酯材料。其中PU合成革树脂、部分涂料和胶黏剂是溶剂型或水性产品,也可以认为是广义上的聚氨酯弹性体材料。狭义上的聚氨酯弹性体指浇注型聚氨酯弹性体(CPU)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)和混炼型聚氨酯弹性体(MPU),占聚氨酯总量的10%或略低,其中CPUTPU是主要的聚氨酯弹性体,它们的区别在于生产工艺和扩链剂等因素。这类传统的聚氨酯弹性体也称为聚氨酯橡胶,属于一类特种合成橡胶,高性能的聚氨酯弹性体是所有合成高分子材料中耐磨性最好的材料,有耐磨王之称,在许多领域应用广泛,并且新的应用还在拓展之中。

聚氨酯弹性体在某些领域可用来替代金属、塑料和普通橡胶。

与金属材料相比,聚氨酯弹性体具有重量轻、噪音低、耐损耗、加工费用低及耐酸腐蚀等优点。与塑料相比,有高韧性、高耐磨性等优点。与一般橡胶相比,聚氨酯弹性体具有耐磨、耐切割、耐撕裂、高承载性,耐臭氧等优点,并且制造简单,可灌封、浇注,硬度范围广。

其他应用箱包PU革,造纸胶辊,印刷胶辊,工具手柄或涂层,钢铁厂多种胶辊,输送带和胶辊,瓶子和罐涂层,风电叶片,坦克履带胶,防弹玻璃胶,砻谷辊,某些食品器具,木器漆,汽车漆,复合薄膜胶,等等

浇注型聚氨酯弹性体具有优异的耐磨性、耐疲劳、耐介质(耐油等)性能,应用非常广泛,如聚氨酯胶辊,使用寿命高于普通橡胶辊,主要用于纺织、造纸、印刷、卷材(铁皮、铝皮、非金属等)、粮食加工(砻谷辊等)、物料传输等行业;聚氨酯胶轮可用于旱冰鞋、手推车、旅行箱、滑板车等机械、货运和运动休闲等领域;聚氨酯矿石筛在采矿行业已替代了金属筛,噪音小,使用寿命长;聚氨酯密封垫等密封件作为零件用于某些机器,作为冲压模具适应性好;航空航天以及某些军工产品、海底输油管保温和防护等均可采用聚氨酯弹性材料。

喷涂聚氨酯脲和喷涂聚脲具有无溶剂、可厚涂、固化快、效率高、涂层无接缝、防腐耐磨性能好等特点,用于混凝土表面、高铁线路、水工(海工)防腐、化工防腐、各种水池内表面防腐涂层、各种地面(含船舶甲板、船舱)地坪、以及娱乐设施保护涂层等。在易于制作的泡沫塑料道具上喷涂一层聚氨酯脲,成型快,效果逼真,用于影视行业。

聚氨酯铺装材料主要用于铺设塑胶跑道、球场、幼儿园、体育馆以及休闲场所弹性地面,还用于工厂仓库、车间地坪铺设等。塑胶跑道有利于运动员速度和技术的发挥,降低摔伤率,是国际上公认的最佳全天候室外运动场地坪材料,是中小学及高校运动场的主流配置。

聚氨酯密封胶也是一种重要的弹性材料,可用作桥梁连接处的伸缩缝、轨间嵌缝,低模量(软质)聚氨酯密封胶在建筑领域需求量也很大。

除此之外,利用聚氨酯弹性材料优异的减振降噪性能,还可用作减振弹性垫板、固化道床、弹性轨枕等部分,例如聚氨酯轨枕具有优良的弹性、降噪、耐低温、耐疲劳等性能。在发达国家如德国、日本的高速铁路中,聚氨酯产品已得到了广泛应用。

聚氨酯材料以其优异的性能应用范围在不断的开发中,若从应用领域来看,汽车行业是聚氨酯材料应用的集大成者,例如:车坐垫基本上都是用高回弹聚氨酯泡沫,顶棚采用聚氨酯硬泡做隔热材料,底盘等采用微孔聚氨酯缓冲器,滤清器密封材料是聚氨酯做的,仪表板一般需用聚氨酯泡沫填充材料,风挡玻璃和某些汽车部件的粘接需用聚氨酯粘接密封胶和结构胶,内饰件复合需用水性聚氨酯胶,低速工程车辆采用聚氨酯轮胎,等等。弹性聚氨酯材料一般都用到扩链剂。汽车行业一个潜在市场是聚氨酯轮胎,目前主要用于低速车的轮胎。如果内生热问题解决,基于聚氨酯弹性体的高耐磨性和汽车市场的庞大,耐磨轮胎需求量大,而高性能聚氨酯轮胎必须使用高性能扩链剂,市场空间广阔。

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