聚氨酯黑料的制备方法

I.G.Farben 于1930s 首先制得了4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI），但由苯胺/甲醛缩合制得的同系混合物光气化制备的方法是1954 年由Goodyear 首先进行的 ，遗憾的是Goodyear 并未将该方法实现商业化，而后于1960s 美国的Carwin/Upjohn 、欧洲的Bayer和ICI 分别独立地发展了此工艺
，使苯胺/甲醛缩合制得同系芳胺混合物,经再光气化、分离，制备MDI 和PMDI 成为今天普遍所采用的工艺方法 。MDI 的生产工艺流程图如下：

用苯胺与甲醛在酸性条件下进行缩合是国外生产MDI 完全成熟的技术路线
、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
，进行光气化反应制成多苯基多异氰酸酯4.4-MDI 2.4-MDI 2.2-MDI 或混合PMDI，再进行蒸馏精制 ，得纯MDI
。

游离胺与光气反应是MDI 最重要的方法
，反应前先将胺溶解在惰性溶剂内，于低温下连续地加入相同溶剂的过量光气 ，形成氨基甲酰氯和胺盐酸盐浆料
，再加热至高温，并通入过量光气 ，直至获得清澈的溶液。此反应在约20%的溶液中进行
，为减少副反应，光气必须过量50%以上 。光气对人体毒性大 ，并具有杀伤力，为此中央对之控制极严
，而且，光气法生产投资大 ，光气不便运输和贮存
，产生的氯化氢严重腐蚀设备，生产要求苛刻 ，操作危险性大
，设备检修不易
。如今，人们都在积极开发替代光气的方法。

美国孟山都公司已发表了专利 。采用胺、二氧化碳和脱水剂等非光气法生产TDI 和MDI
。反应在近乎常压和较低的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
，今后的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 公司在比利时和美国建有氨基甲酸酯法的工业生产装置
。朝日公司报导的数据显示 ，非光气法较光气法生产成本降低20%。

氨基甲酸酯法是将苯胺与氨基甲酸酯先制成苯胺基甲酸酯
，再与硝基苯在硫酸存在下生成MDI 的混合物，再经蒸馏得成品 。

苯胺先与一氧化碳 ，乙醇和氧气反应生成苯胺基甲酸乙酯（EPC）
。然后EPC 与甲醛液进行浓缩生成双核甲撑二苯二氨基甲酸乙酯（MDV），产物再经热解生成MDI 及乙醇
，再循环进行羰基化反应。

在反应过程中，苯胺的存在可减少硝基苯的羰基化反应使生成氨基甲酸酯的产量增加 。为使反应顺利进行。通常使甲醇过量
。原料投料比为：甲醇：苯胺：硝基苯：催化剂13.5：1.0：1.0：0.002 ，在CO 压力为6.87Mpa 和160℃下反应3.5h
，生成EPC。采用的催化剂为新羰基化物，反应液快速排出送往下部的转鼓 。

过量的一氧化碳和副产二氧化碳送往搅拌反应器内促进溶液和有机物混合 ，反应采用电感应线圈加热
，在甲醛液/硫酸层和EPC/有机层界面反应，控制反应温度75℃ ，在常压下生成中间产物MDV/PMDV
。

反应物随后进入有机物/溶液分离器
，分出绝大部分H2SO4 催化剂循环使用。有机层水洗除去残余的硫酸和未反应的甲醛 。

反应混合物中包含未反应的EPC 、MCV/PMDV
、有机溶剂和反应中间体、从有机/溶液分离器流出物与液体催休剂，进入第二浓缩反应器内于75℃和在常压下用大约20min 时间转换成MDV/PMDV
。

生成的MDV/PMDV 经提纯进入降解器内 ，在隋性溶剂存在下
，控制反应湿度250℃，压力20Pa ，滞留时间1h，连续通入氮气
，从反应器中脱除过量甲醇。底部产物送往MDI 萃取塔，分出MDI 和副产物聚异氰酸酯 。

第一章绪论

一 、概述

二
、聚氨酯成型工艺概述

三、聚氨酯设备概述

第二章聚氨酯浇注设备

第一节聚氨酯浇注设备分类和整体布局

一 、设备分类

二
、聚氨酯高压发泡机结构、工作原理及特点

三 、聚氨酯低压发泡机结构
、工作原理及特点

四、聚氨酯软质发泡设备结构 、工作原理及特点

五、无氟发泡设备 ，

六
、聚氨酯喷涂设备

七、扩展机型

第二节料罐和计量泵

第三节原料循环系统

第四节喷料控制阀和混合头

第五节控制系统

一 、温度控制系统

二
、压力控制系统

三、流量控制系统

四 、清洗剂控制系统

五
、电控系统

第六节自动生产线

第三章聚氨酯弹性体浇注制品成型工艺

第一节聚氨酯鞋底的浇注工艺

一、原料 、辅料使用方法

二
、发泡密度

三、浇注型聚氨酯鞋底(CPU)和传统注塑底的比较

四 、如何满负荷使用流水线

五
、PU鞋底浇注设备与工艺

六、关于配比问题

七 、关于循环压力与“喷差”问题

八、关于浇注流量

九
、关于鞋底浇注中的计量泵问题

第二节聚氨酯轮胎

第四章硬质聚氨酯泡沫制品浇注成型工艺

一、概述

二 、聚氨酯冰箱夹层

三
、聚氨酯装饰材料

四、聚氨酯人工木材和板材

第五章聚氨酯浇注成型用模具――树脂模具

一 、树脂模具概述

二
、关于母样

三、关于复杂分型处理问题

四 、树脂模具的制作工艺介绍

参考文献