聚脲基础知识
发布时间：2009年4月21日 20时38分
1.1 聚脲涂料的化学原理
随着聚氨酯涂料及聚氨酯弹性体应用领域的不断扩大，传统的涂装工艺在实际应用中遇到不少困难，如一些建筑涂层，矿山机械的高耐磨涂层以及一些特殊场合，需要涂层厚度达几毫米甚至十几毫米，若采用手工刮涂，效率低而且外观差，遇到复杂结构更是难以施工。另外，由于人们对环保的日益重视，传统的溶剂型聚氨酯涂料的使用越来越受限制。正是在这种情况下，无溶剂喷涂聚氨酯（脲）弹性体技术被开发成功。该工艺属快速反应喷涂体系，原料体系不含溶剂、固化速度快、工艺简单，可很方便地在立面、曲面上喷涂十几毫米厚的涂层而不流挂，因此可部分取代溶剂型聚氨酯涂料，在某些领域还可替代浇注弹性体工艺，是一种新型聚氨酯成型工艺。
14.1.1.1 聚氨酯弹性体知识简介
聚脲涂料又叫喷涂聚脲弹性体，属于聚氨酯弹性体的一种，因此这里对聚氨酯弹性体作一个简单介绍。
所谓弹性体是指玻璃化温度低于室温，断裂伸长率＞50％，外力撒除后复原性比较好的高分子材料。
聚氨酯弹性体是弹性体中比较特殊的一大类，其原材料品种繁多，配方多种多样，可调范围大。聚氨酯弹性体硬度范围宽，低至邵A10以下的低模量橡胶，高至邵D85的高抗冲击弹性材料。所以聚氨酯弹性体的性能范围很宽，是介于从橡胶到塑料的一类高分子材料。
聚氨酯化学结构的特性是其大分子主链中含有重复的氨基甲酸酯链段。聚氨酯大分子主链是由玻璃化温度低于室温的柔性链段（亦称软链段或软链）和玻璃化温度高于室温的刚性链段（亦称硬链段或硬段）嵌段而成的。低聚物多元醇（如聚醚、聚酯等）构成软链段，二异氰酸酯和小分子扩链剂（如二胺和二醇）构成硬链段。在聚氨酯弹性体分子结构中，软链段占的比例比较大，约50％～90％，硬链段约占10％～50％。由于硬链段的极性强，相互间引力大，硬链段和软链段在热力学上具有自发分离的倾向，即不相容性。所以硬链段容易聚集一起，形成许多微区，分布于软段相中。这种现象叫微相分离。微相分离是聚氨酯弹性体物理结构的特征。
14.1.1.2 喷涂聚氨酯（脲）体系的化学原理
反应注射成型（Reaction Injection Molding, 简写为RIM）技术是在用聚氨酯硬脂泡沫塑料工艺制备家具等的基础上发展起来的。RIM是直接从低粘度的单体或齐聚物制造复杂制品的一种工艺技术。这些单体或齐聚物在注入模腔前瞬间碰撞混合，相互活化，在模腔中通过交联反应或相分离快速固化，形成固体聚合物制品。
喷涂聚氨酯(脲)弹性体技术是在RIM技术的基础上发展起来的，正如聚氨酯(脲)RIM技术的发展经历了纯聚氨酯、聚氨酯（脲）到聚脲三个阶段一样，喷涂聚氨酯(脲)弹性体技术也经历了三个阶段。见表14-1。
在聚氨酯体系中，为了提高反应活性，必须加入催化剂，聚脲体系则完全不同，它使用了端胺基聚醚和胺扩链剂作为活性氢组分，与异氰酸酯组分的反应活性极高，无须任何催化剂，即可在室温（甚至0℃以下）瞬间完成反应，从而有效地克服聚氨酯弹性体在施工过程中，因环境温度和湿度的影响而发泡，造成材料性能急剧下降的致命缺点。各反应的化学方程式如下：
聚氨酯反应： R-NCO + R′OH RHNCOOR′
聚脲反应： R-NCO + R′NH2 RNHCONHR′
异氰酸酯与水的反应：R-NCO + H2O RNHCOOH
RNHCOOH RNH2 + CO2↑(气体)
表14-1 喷涂聚氨酯(脲)弹性体技术的发展阶段
阶段第一代第二代第三代
体系聚氨酯聚氨酯(脲) 聚脲
异氰酸酯组份 MDI基 MDI基 MDI基
活性氢组份伯羟基多元醇、二醇扩链剂、催化剂伯羟基多元醇、芳香族二胺扩链剂、催化剂端氨基聚醚、二胺扩链剂
主要优/缺点优点：价廉
缺点：对水敏感，极易发泡；力学性能差等优点：价格适中
缺点：发泡、力学性能一般优点：对温度及湿度不敏感，力学性能好，耐老化性能突出
缺点：成本高
14.1.1.3 聚氨酯、聚氨酯(脲) 、聚脲体系的划分
2002年美国成立的聚脲发展协会（简称PDA协会）对聚脲体系做了界定：凡聚醚树脂中胺或聚酰胺的组分含量达到80%或以上时，称为聚脲；凡聚醚树脂中多元醇含量达到80%或以上时，称为聚氨酯（有刚性和弹性两种）；凡在这个参数之间的涂料体系称为聚胺酯/聚脲混合体系。
14.1.1.4 聚脲体系的发展历程
喷涂聚氨酯弹性体早在20世纪60～70年代就已现雏形，主要用于喷砂室地面和大型钢管内衬。德国Beyer公司、美国Ujpjohn公司、Uniroyal公司等相继进行过开发研究。当时的工艺与现在有较大的不同，其异氰酸酯组分通常为液化MDI或粗MDI，羟基组分通常为聚醚或聚酯与扩链剂、催化剂的混合物，两组分的比例没有限制。使用双组分或三组分的低压柱塞泵或齿轮泵式的喷涂设备，采用静态或动态混合方式，原料贮罐需加热到100℃左右。由于设备复杂、造价高、混合效果不佳、工艺不稳定，一直未能得到重视。
80年代以后，随着RIM技术的发展、撞击混合式高压喷涂设备的出现，喷涂聚氨酯（脲）弹性体技术开始发展。该技术最早在德国、美国开发，Bayer、BASF、Futura和Uniroyal等公司最早开发喷涂聚氨酯以及聚氨酯（脲）弹性体技术。
美国Texaco（现属Huntsman）公司Dudley J.PrimeauxⅡ率先研发成功喷涂聚脲弹性体技术，1989年首次发表研究论文。喷涂聚氨酯（脲）弹性体技术在90年代发展较快。1991年该技术在北美地区投入商业应用，立即显示出其优异的综合性能，受到用户欢迎；经过不断的总结和提高，目前，北美地区已基本淘汰聚氨酯体系，推广聚脲体系。开发喷涂聚氨酯（脲）体系的公司还有Huntsman、Enviro Chem、Speciality Products Inc、Signature Lining、Mobile Enterprise和Madison Chemical Industries Inc等。澳大利亚于1993年引进该技术，日本于1995年引进该技术，韩国于1997年引进该技术，并相继投入商业应用。
喷涂聚氨酯（脲）技术在国内开发历史虽不长，但由于其成型快速、适应性
强、可喷涂厚涂层等优点，受到业界的重视，发展较快，在化工防腐、军事工程、农业、矿业等部门得到了应用。
在我国，青岛海洋化工研究院于1995年开发喷涂聚氨酯技术的前期探索应用，1997年从国外购进了最新的喷涂设备。湖南湘江涂料集团2000年从美国引进该技术，经过消化吸收，从2002年开始已在皮卡车厢耐磨、石油、石化防腐、建筑防水等领域大规模的推广应用。
1.2 聚脲涂料的特点
聚脲涂料通常具有以下特点：
（1）不含催化剂，快速固化，可在任意曲面、斜面及垂直面上喷涂成型，不产生流挂现象，5秒钟凝胶，10分钟即可达到步行强度。
（2）对水分、湿气不敏感，施工时不受温度、湿度的影响。
（3）双组分，100％固含量，对环境友好，可以以1：1的体积比进行喷涂和浇注，一次施工达到厚度要求，克服了以往多层施工的弊病。
（4）优异的物理性能，如抗张强度、柔韧性、耐磨性等。
（5）具有良好的热稳定性，可在150℃下长期使用，可承受350℃的短时热冲击。
（6）可加入各种颜填料，制成不同颜色的制品。
（7）配方体系任意可调，手感从软橡皮（邵A30）到硬弹性体（邵D65）。
（8）可以引入短切玻璃纤维对材料进行增强。
（9）使用成套喷涂、浇注设备，施工方便，效率高。
（10）设备配有多种切换模式，既可喷涂，也可浇注。
近年来，喷涂成型（或称喷射成型）也已成为弹性体一种重要成型方法。聚氨酯(脲)弹性体无溶剂喷涂成型主要是利用压力将聚氨酯（脲）原料由计量泵输送至喷枪，经过快速混合后，喷至物体表面进行成型。喷涂设备体积小，重量轻，易于搬运，操作灵活，施工方便，效率高，特别适用于大面积范围的施工以及容器管道的耐磨、防腐内衬保护层的施工。喷涂成型的弹性体无需预热和热硫化。
无溶剂喷涂聚氨酯（脲）技术的原料体系一般具有以下基本条件。
（1）无溶剂、双组分、室温或加热（70℃）为低粘度液体。
（2）各组分粘度差异尽量小，一般不要超过300厘泊。
（3）异氰酸酯组分一般为MDI预聚体。
（4）各组分有良好相容性，反应组分混合体积比为1：1，一般不要超过3：1。
（5）固化速度尽量快，但凝胶时间大于5s，以免撞击混合时凝胶，一般凝胶时间在60s以内，立面喷涂时凝胶时间应短一些，以免流挂。
（6）需用专门设计的高压无气喷涂设备。
1.3 聚脲涂料的原料及制备工艺
聚氨酯弹性体的性能由于化学组成的不同可以在很宽的范围内调节。用于喷涂聚氨酯（脲）的主要原料有异氰酸酯、低聚物多元醇(多元胺)、扩链剂、助剂等。
14.1.3.1 原料
14.1.3.1.1 异氰酸酯
喷涂聚脲弹性体体系最常用的二异氰酸酯是MDI和液化MDI（如碳化二亚胺改性MDI），对性能要求不高的体系也可使用少量聚合MDI（PAPI）。用高2，2’
-MDI含量的MDI半预聚体，由于减慢了反应性，可改善弹性体的操作性能，弹性体的物理性能也较大地改善。
14.1.3.1.2 低聚物多元醇（胺）
在喷涂聚胺酯（脲）体系中，采用的低聚物多元醇(胺)有：端伯羟基的低聚物多元醇如聚醚多元醇、聚酯多元醇以及端胺基聚醚。
多元醇需选用以伯羟基为主的产品，以满足高速反应的要求。聚醚多元醇一般采用聚氧化丙烯二醇（PPG）,高活性的端伯羟基为主的聚氧化丙烯－氧化乙烯多元醇，聚四氢呋喃二醇（PTMEG）等，其中分子量600～2000的PPG多用于合成预聚体，高活性聚醚（分子量在5000左右，官能度为3）既可用于预聚体，也用于活性氢组分。
端胺基聚醚与异氰酸酯反应速度极快，不需要任何催化剂。聚脲涂料体系可适用于立面喷涂，而且力学强度较以聚醚多元醇为主要原料的产品高。这种端氨基聚氧化丙烯可使涂层具有较低的湿气透过率。Huntsman公司的伯胺基聚氧化丙烯产品（商品牌号为Jeffamine）有两个系列：其中三官能度的T系列品种有T－5000及T－3000，其分子量分别是5000及3000；二官能度的D系列品种有D-4000、 D-2000, 它们的分子量分别是4000、2000。Jeffamine聚醚多胺在喷涂聚脲的技术发展中起了很大的作用。
14.1.3.1.3 扩链剂
常用的小分子二醇及二胺类扩链剂都可用于喷涂聚氨酯（脲）体系。但目前主要采用芳香族二胺。
采用二胺作为扩链剂，主要原因如下：①二胺扩链剂固化的涂层的力学强度明显高于二元醇扩链的；②胺类扩链剂反应速度远较醇类高，可以少用甚至不用催化剂；③胺类扩链剂具有优异的抗潮气敏感性，这一性能极为重要，因为在露天对潮气过于敏感而引起涂层发泡，涂层性能将大大下降。胺基的反应活性远高于羟基和水，因此可有效抑制发泡。
不同的胺类扩链剂反应活性不同，芳香族伯胺类扩链剂如二乙基甲苯二胺（DETDA，美国Albemarle公司牌号Ethacure100），大量用于快速反应喷涂技术，其反应速度快，一般混合后凝胶时间小于5s。反应速度相对较慢的二胺扩链剂是含吸电子基团的空间位阻型芳香族伯胺如二甲硫基甲苯二胺（DMTDA, 美国Albemarle公司牌号Ethacure300），芳香族仲胺扩链剂如4，4′－双仲丁胺基二苯甲烷（美国UOP公司牌号Unilink4200），低分子量聚氧化丙烯二胺如Jeffamine D230（M＝230，f＝2）等。
14.1.3.1.4 助剂
为提高涂层的耐候性及其它性能，在配方设计时，应考虑添加适当的助剂。
在喷涂聚氨酯配方中，为了加速羟基与异氰酸酯的反应，必须加入催化剂，如二月桂酸丁基锡、辛酸亚锡、三亚乙基二胺。
在配方中可添加有机硅偶联剂，以提高涂层与基材的附着力。实验表明，添加适当的硅氧烷助剂可使附着力成倍提高。典型的有机硅偶联剂如氨乙基胺丙基三甲氧基硅烷，用量一般为配方总量的0.1％～1.0％。
用于露天的涂层容易受到光和氧气的作用而发生降解，加入适当的抗氧剂和紫外光吸收剂，可显著提高材料的抗粉化变色能力。通常采用受阻酚类或亚磷酸酯类抗氧剂，如抗氧剂1010、抗氧剂246、抗氧剂1076等。紫外光吸收剂通常采用苯并三唑类，如Ciba公司的Tinuvin327、Tinuvin328、Tinuvin P等。
用于某些场合要求材料有阻燃性能，在配方中可添加阻燃剂。一般，含较
多磷或溴元素的液体阻燃剂阻燃效果较好，可与固体阻燃剂如氢氧化铝、硼酸锌结合使用。
为了使涂层具有美观的颜色，可加入各种色料。
14.1.3.1.5 原料对喷涂工艺及涂膜性能的影响
14.1.3.1.5.1 半预聚体的NCO值及硬段含量
半预聚体的NCO值影响凝胶时间，也影响弹性体中的硬段含量，表14－2列出了硬段含量对体系凝胶时间和物理性能的影响。聚氨酯（脲）弹性体是嵌段聚合物，其硬段是由A组分中的多异氰酸酯和R组分中的扩链剂组成，软段则来自预聚体中的聚醚多元醇和R组分中的端胺基聚醚。通过在制备半预聚体时改变异氰酸酯的用量，或得不同NCO含量的预聚体，以及调节软硬段的相对含量，可以获得不同硬度，性能各异的弹性体。
表14－2 预聚体NCO含量及硬段含量对弹性体性能的影响
A组分 NCO% 10.0 12.5 14.0 16.4
R组分配方
D-2000 37.2 26.6 24.2 17.3
T-5000 31.4 29.7 25.7 19.7
Unilink4200 31.4 43.7 50.1 63.0
硬段质量分数％ 35.7 46.9 52.1 61.5
凝胶时间s 95 70 45 35.0
不粘时间min 10 8 3 2.5
邵氏A硬度 57 69 84 94
拉伸强度MPa 6.7 8.4 10.0 11.6
断裂伸长率％ 320 270 290 270
撕裂强度KN/m 41.0 47.5 47.0 57.0
注：预聚体由液化MDI与聚醚三醇合成。
从表14－2可以看出，随着长链聚醚含量的增加，体系的硬度明显下降，可以获得柔韧性好的弹性体；随异氰酸酯及扩链剂Unilink4200用量的增加，反应体系的凝胶时间和不粘时间明显缩短，弹性体的拉伸强度、撕裂强度和硬度增大，伸长率下降。有研究表明，以由液化MDI与聚醚三醇330N制成的半预聚体为A 组分，由聚醚三胺T－5000、聚醚二胺D－2000及扩链剂DETDA混合制得R组分，当NCO质量分数为16.4％时，喷涂涂层硬度为邵D55，NCO质量分数为22％时，涂层为脆性。
14.1.3.1.5.2 扩链剂类型
在喷涂聚脲弹性体体系中，芳香族二胺类扩链剂的类型对聚脲体系的反应速度影响很大。最常用的液体扩链剂是DETDA，它的反应活性很高，在某些要求喷涂时凝胶不宜太快的场合不能单独使用。若体系的凝胶时间短，雾滴喷到物体表面时来不及扩散就已凝胶，就很难得到光滑的涂层。表14－3为三种芳香族二胺类扩链剂对凝胶时间及弹性体性能的影响，其中A组分为液化MDI与聚醚三醇合成的半预聚体，NCO％＝14.0％。
表14－3 三种常用二胺类扩链剂的反应性能比
扩链剂类型 DETDA Unilink4200 DMTDA
凝胶时间s 3 45 70
不粘时间min 0.2 3 8
邵A硬度 91 84 88
拉伸强度MPa 11.7 10.0 10.9
断裂伸长率％ 190 290 210
撕裂强度KN/m 62 47 56
从表14－3可以看出，扩链剂对体系的反应速度影响很大。与DETDA相比，Unilink4200和DMTDA作扩链剂时体系的凝胶时间大大延长，甚至可以得到凝胶时间大于1min的聚脲体系。
扩链剂的类型对体系的力学性能也有很大影响。其中采用DETDA作扩链剂时，弹性体的拉伸强度最好，硬度也较好；采用DMTDA时弹性体具有较高的拉伸强度以及适中的硬度；而采用Unilink4200作扩链剂时，制得的弹性体硬度低，柔韧性好。实际配方设计时，可以通过几种扩链剂的混合使用，以获得具有合适的喷涂凝胶时间及涂层物性的配方。
14.1.3.1.5.2 端胺基聚醚
一般来说，官能度增加，体系的凝胶速度加快。调节两种常用的二官能度及三官能度端胺基聚醚的用量，也可调节喷涂体系的反应速度，同时调节材料的性能。随着D－2000的增加，T－5000用量的减少，凝胶时间延长，弹性体的断裂伸长率增加，拉伸强度略有增加，撕裂强度下降。
14.1.3.2 聚脲涂料的制备工艺
14.1.3.2.1 配方原则
喷涂配方原料一般采用双组分体系，由异氰酸酯基组分（A组分）和活性氢组分（R组分）组成。A组分多为MDI与低聚物多元醇合成的半预聚体（MDI大大过量）。R组分是低聚物多元醇（多元胺）与扩链剂及色浆等助剂的混合物。
在喷涂聚氨酯（脲）的配方设计时，应尽可能满足以下三个条件：①各组分粘度要低。在喷涂弹性体体系，为了利于快速撞击混合，各组分的粘度最好控制在2000厘泊以内，并且要求两个组分的粘度差异尽可能小。原则上各组分粘度越低，混合效果越好。②两个组分的体积比尽可能设计为1：1。尽管目前已有适合于不同组合比的喷涂设备面世，但体积比为1：1时混合效果最好，而且体积比为1：1时操作方便。③异氰酸酯指数。双组分配合时的异氰酸酯指数应设计为1.05～1.10，尽管试验证明由于聚脲有极好的潮气不敏感性，当异氰酸酯指数高达1.5时，仍无明显发泡现象，但过高的异氰酸酯指数对性能不利。
14.1.3.2.2 异氰酸酯组分的合成
A组分是由MDI或液化MDI与聚醚多元醇反应生成的半预聚体。在预聚物合成时使NCO与OH基团的摩尔比远大于2，这样制成的半预聚体实际上是端NCO 基预聚物与游离异氰酸酯的混合物。低粘度游离的异氰酸酯的存在，降低了组分的粘度。NCO与活性氢的摩尔比一般为5～15。与一步法相比，由于游离的异氰酸酯要少得多，因此可以克服一步法的湿气敏感性，制品力学强度较好。
通常的生产工艺为：将计量的聚醚加入到配有搅拌器，温度计，真空系统和蒸汽加热套的反应釜中，升温至100～140℃，高真空下脱水1～2h，直至水含量低于500ppm，然后冷却至40～60℃，解除真空，然后加入到多异氰酸酯中，反应放热，体系自然升温30～40min后，缓慢加热到60～80℃，保温反应，取样分析NCO含量，当与设计值基本相符时，冷却过滤出料包装。
14.1.3.2.3 R组分的制备工艺
将干燥的颜填料用适量的氨基聚醚在三辊机上研磨。将研磨好的浆料投入反应釜中，加入端胺基聚醚、扩链剂、助剂，在100～110℃高真空下脱水，当水份含量低于500ppm时，降温用200目筛网过滤后包装待用。
1.4 聚脲涂料的喷涂设备
与传统的聚氨酯相比，喷涂聚脲弹性体技术是一门新技术，对温度，湿度不像聚氨酯那样敏感。另外一个重要的区别是喷涂聚脲体系由两个化学活性极高的组分组成，混合后快速反应造成粘度迅速增大，如果没有适当的输送，计量，尤其是混合设备，这一反应是无法控制的。喷涂设备是喷涂聚脲技术的基础，也是喷涂技术推广应用的难点之一。
14.1.4.1 喷涂工艺的发展
聚氨酯喷涂成型设备有低压有空气和高压无空气两类。
低压有空气喷涂是利用压缩空气将物料雾化，喷射到物件表面进行成型。气压可根据物料流量，物料粘度的不同而变化，一般控制在0.7～1.2MPa。气压太低，物料混合不佳，雾化效果差，表面不平整。气压太高，吹力大，容易造成物料吹散，损失严重。
低压有空气喷涂设备分别由A组分与R组分的物料桶、溶剂桶、低压计量泵、喷枪以及空压机等组成。
喷涂前，首先将喷涂机两个组分的原料桶升温至所需温度，例如A组分60～70℃，R组分80℃，在设备上定好工艺参数，将原料装入原料桶中。调节两个组分体积比在规定误差范围内，并再重复两次，从而保证原料配比的准确性。喷涂时，将原料管连接到喷枪上，调节系统压力至平衡状态，启动喷枪控制开关，试喷几次，即可开始喷涂。喷涂结束后，应先停泵，让空气和溶剂将喷枪内残留物料吹净，迅速打开喷枪，用二氯甲烷等清洗剂清洗。
高压无空气喷涂是对低压有空气喷涂工艺的一种改进，喷涂压力一般大于10MPa。它是将处于高压下的物料突然减压雾化喷射到施工表面，雾化粒子细，飞散物料损失少，环境污染大大减少。但高压喷涂设备价格较高，而且要求物料粘度低，两组分物料粘度差别要小。而低压有空气喷涂无此严格要求。
14.1.4.2 喷涂聚脲设备工作原理
喷涂聚脲设备的工作原理为A(异氰酸酯组分)、R（活性氢组分）两种物料分别经由各自的抽料泵从料桶输送至主机进行计量，加压，升温，然后输送至喷枪，在喷枪混合后喷出。计量输送和混合系统是喷涂设备的两个主要系统。因此，喷涂聚脲设备必须具有：平稳的物料输送系统，精确的物料计量系统，均匀的物料混合系统，良好的物料雾化系统及方便的物料清洗系统。
按设备动力源可分为：气动设备、液动设备、电动设备。气动设备的能源来自空气压缩机，它的结构和控制系统简单，体积小，重量轻，移动方便，成本低廉。适用于中压和高压小流量的喷涂设备。例如现场施工（特别是管道现场补口和修理），建筑雕塑和实验室等进行小型工件喷涂。液动设备由液压油来驱动设备。它的系统压力波动小，工艺压力稳定，原料混合和雾化好；压力流量比率特性刚性大，高压下能保持较大的输出流量；压力动态响应快；开关枪及调压时油压回流，A和R料不回流，涂层质量高，性能稳定，质量可靠。但成本较高，仅适用于流量大的聚脲喷涂。现场施工时重量大，移动不方便。电动设备由电力驱动。它的结构和控制系统较简单，重量较轻，移动方便，适用于经济型的中小设备。但其压力流量比率特性刚性差，高压下流量大幅度降低，流量不足；设备动态响应慢，开关枪时压力建立和消失慢，在开关枪及调压时靠原料回流，原料分
别回到各自的料桶中，易形成气泡，使涂层易出现针眼和气孔。原料反复加热，冷却，不利于原料性能的保持。
GUSMER公司H20/35喷涂主机
14.1.4.3 物料输送系统
提料泵是最常用的物料输送系统，其作用是为主机供应充足的原料。提料泵还必须满足双向送料等工作特点。例如Gusmer公司专门为H系列主机配备的是2:1气动提料泵，该泵既可用于200L工业大桶，也可用于各种小包装物料的输送。提料泵与主机之间都有严格的要求，否则会导致供料不足。
聚脲原料尤其是A料遇潮气会变质甚至结晶，因此必须对原料桶进行干燥处理。Gusmer公司配备了空气干燥器与提料泵一起连接在200L工业大桶上。通往两个料桶的干燥气体是连通的，这样也同时使得两个料桶具有相同的初使压力。Graco公司也采用了类似的干燥措施。
R料桶需要配备专门搅拌装置，因为R料中通常含有固态颜料，填料，储存时间长后会导致沉降。有些施工公司是通过在中间开孔的原料桶插入一台工作着的搅拌器来克服喷涂时的沉降问题的。该类型的气动或电动搅拌器的供应商有Graco、Binks等公司。
在寒冷的季节施工时，为防止因原料粘度增大或结晶影响供料，对原料桶必须加上保温装置使其达到涂料指定的温度；另外为保证供料，也可以在提料泵与主机之间安装“管线加热器”，ECT公司生产的TCVR装置和SPI公司生产的ABP 装置等，都可满足上述要求。
14.1.4.4 物料计量系统
计量系统通常称之为主机，喷涂聚脲多采用往复卧式高压机，主要由液压或气压驱动系统，两个组分的比例泵，控温系统等组成。A、R物料经抽料泵抽出后进入主机进行计量，控温和加压。它们必须满足如下的特点：可为物料进行精确的计量和温度控制，并为均匀混合和良好的雾化产生高压，维护和保养简单易行。
其中较常用的液压驱动机型有Gusmer公司的H系列主机和Glas－Craft公司的MH主机等。下面以Gusmer公司的H系列主机为例分别从比例泵、主加热系统、长管加热系统三方面加以介绍。
14.1.4.4.1 比例泵
由于比例泵的工作与液压驱动系统等密切相关，在此一并介绍。该设备的液压驱动系统是通用型的，合上电源，打开液压马达开关，很快就可以产生液压，该液压由液压油传递至一个缸体（称之为液压缸）中，该缸再通过活塞轴把液压传递给A、R两个比例泵，使它们同时获得相同的高压力。在抽料泵与比例泵之间有球密封装置（称之为泵座），用于保证比例泵活塞在左右往复运动时有等量的物料输出。为了维修拆卸的方便，泵座与比例泵之间是靠管路来连接的。
比例泵泵缸，活塞轴都是由经过特殊耐磨处理的材料制成，但是泵座和比例泵的密封损坏后，因有物料或气体压力泄漏，往往会使压力失去平衡进而导致混合不匀，因此要定期维护。
比例泵输送的异氰酸酯组分对潮气敏感，必须防止潮气进入，因此保护比例泵缸体密封外部环境免受潮气是至关重要的。例如Gusmer公司为此采取了两项措施，其一是在A比例泵与液压泵之间有一循环油封系统，通过定期换油，可有效的防止潮气进入A比例泵缸内；另外，在每次关机时把控制面板上的保护按钮
按下，使异氰酸酯泵的活塞轴完全缩回泵缸内，以免接触潮气。
Glas－Craft公司生产的MH主机的比例泵活塞的冲程为12.5cm，比Gusmer 公司的H－2000主机长5cm，最大输出量为20.4kg/min，比H-2000的多
6.4kg/min。这说明在相同输出量的情况下，MH活塞的往复循环的次数较小，这对于保护活塞密封和比例泵泵缸，减少磨损，有一定帮助。从混合压力上来讲，MH可产生的最高液压比H－2000大7MPa，更有利于高粘度物料的混合。
14.1.4.4.2 主加热器
物料经过比例泵精确计量后变成高压高速液流，流经主加热器。为保证高速运动的高粘度物料均匀混合，主加热器必须升温高效、平稳而且完全自动化控制，把室温或经预热后抽入的物料瞬间加热到设定温度。主加热器一般经过特殊设计，可有效避免液流局部温度太高产生灼热。H系列主机配备了各6000W的A、R 料加热单元，物料最大加热温度为77℃，MH主机配备了7000W的加热单元，物料最大加热温度可达88℃，对原料的粘度要求可进一步放宽。
14.1.4.4.3 长管加热器
为方便施工，通常在主加热器与接枪管之间配备有长管。物料经主加热器加热升温后，流进长管输送。长管的长度可随用户的需要而定（最长达93m），为防止主加热器加热后的物料在流经长管时冷却，长管一般具有保温和温度补偿功能。通过使用变压器调节电压，可使不同长度的长管获得相应的加热功率。与主加热器相同，长管加热器的温度控制也是完全自动的，不必考虑环境温度，只要在喷涂之前设定所需温度即可。其核心部分是温度传感器单元。温度传感器放置在喷枪附近的液流内，通过准确的温度反馈，随时对温度进行补偿，从而保证物料到达设定温度。由于长管直接连接在喷枪上，所以长管的加热系统一般采用安全可靠的低压电源。
14.1.4.5 物料混合、雾化系统
在喷涂聚脲技术中应用较多的是撞击型、单阀杆、无气雾化、机械自清洁喷枪，例如Gusmer公司的GX－7喷枪、Graco公司的Foam－Cat喷枪等。物料在混合室内瞬间可达到理想混合，对于凝胶时间通常低于5s的聚脲体系来讲是较为适合的，以下就此类喷枪着重介绍。
在扣动扳机时，气缸拉动阀杆，A、R两股高压高温液流在喷枪头部一个很小的混合室内撞击产生高速湍流区，瞬间就能产生均匀的混合，几乎在同时就被喷涂到底材上；在松开扳机停止喷涂时，阀杆立即复位，进入混合室，将两种原料完全隔绝，并且把混合室内残余的混合料完全推出。
对聚脲体系来说，由于在混合室内就已混合均匀，其雾化的目的主要是为了获得均匀平整的涂层。该类喷枪的雾化系统主要是通过主机产生的高压来实现的，在混合物料喷出模式控制盘（PCD）时，必须开启气帽阀辅助雾化，已获得均匀的涂层。
Graco公司的Foam－Cat喷枪的最大工作压力为21MPa，低于Gusmer公司的GX－7喷枪的24.5MPa。
常用喷枪
14.1.4.6 物料清洗系统
在停止喷涂时，整个系统是全封闭体系，A、R两股物料是各自独立的。只有在开枪时，才能在枪混合室内相互接触，因此在喷涂结束时，抽料泵和主机一般不需要清洗，只需清洗混合雾化系统即可。
撞击型、单阀杆、无气雾化喷枪的混合室和阀杆的有机结合，把机械自清洗变成了现实。从上述的混合特点不难看出：这种设计不需要传统的喷枪那样在暂停喷涂时必须用有机溶剂或高压空气来清洗枪头，大大减少了维护和保养的工作量；较长时间的停枪（如周末、过夜等），只需用专门的洗枪罐，用小量有机溶剂进行彻底清洗，而不必拆卸枪体。例如在使用GX－7枪连续施工时，每周拆枪清洗一次就足够了，拆卸、安装比较简单。
在喷涂聚脲领域应用的喷枪还有Glas-Craft公司的Probler枪、Bink公司的Purge Master枪、Gusmer公司的GAP枪等。该类喷枪属于气净式喷枪，同样在暂停喷涂时不需要有机溶剂清洗，但由于混合室的容积较大，物料在混合室的停留时间相对较长，在一定程度上限制了在聚脲体系的应用。
14.1.4.7 喷涂聚脲设备工作参数
在使用喷涂聚脲设备时，有一些操作参数必须加以注意，以下就工作温度、压力、喷枪的混合室、PCD选择等参数分别加以介绍。
14.1.4.7.1 工作压力
表14－4为在物料温度65℃、不同工作压力下得到的涂层物性。
表14－4 物理性能与工作压力的关系
压力MPa 7.8 10.0 12.7 14.0 17.0
拉伸强度MPa 12.4 2.8 14.8 15.9 17.2
伸长率％ 75 89 150 180 220
邵D硬度 49 53 55 59 58
由于A、R物料的反应速度极快，因此，采用高温高压撞击式混合是十分必要的。由表14－4可见，喷涂聚脲材料的物理性能将随着压力的增大而明显提高，同时，雾化效果更好，涂层表面的粗糙、桔皮现象也明显消失。
14.1.4.7.2 工作温度
除提高工作压力外，升高温度对改善喷涂效果也是十分有利的。在喷涂聚氨酯弹性体技术中，给物料加热容易出现涂层发泡倾向增大、放热过分集中、粘度增大明显、反应速度加快、影响混合效果等弊病。而在喷涂聚脲弹性体技术中则不然。由于聚脲反应速度常数的温度敏感性低，因此升温不会引起反应速度的急剧加快，反而会由于物料粘度的明显下降，使A、R组分的混合及流动性得以改善。表14－5是材料性能与工作温度的关系，可以看出：升温对改善材料的性能极为有利，同时使物料的雾化和流平性能改善。
表14－5 物理性能与工作温度的关系
温度℃ 50 55 60 65 70
拉伸强度MPa 11.2 11.1 12.1 13.5 13.2
伸长率％ 142 150 176 226 250
邵D硬度 47 54 56 53 53
14.1.4.7.3 混合室、PCD
通过简单地更换混合室、PCD，该类喷枪可用于不同聚氨酯（脲）体系的喷涂。同一个混合室通过更换不同的PCD不仅可以改变喷涂雾化直径的形状、大小，并可获得不同的输出量。混合室、PCD是混合的核心部分，所以选择合适的混合室和PCD的组合尤其重要。由于不同的体系粘度差别不同，所以单凭推断无法断定使用多大孔径、多少孔数的混合室及对应的PCD。使用不合适的组合，带来的绝不只是力学强度较低的问题，可能会导致雾化呈五指状、局部粘手等严重混合不匀的现象。通常设备制造商根据不同体系粘度的差异为用户选择了一系列的组
合，但是大多是基于聚氨酯体系而言的，而对于聚脲体系必须通过大量的实验来确定。选择的原则是：两种物料的混合压力相近（一般要求压力差低于2MPa），若二者压力相差较大，可采用给混合室压力高的一侧进行机械钻孔的办法来解决，假设A料的压力过高，则需对A端的孔径进行扩大，使孔径与压力成正比。
喷涂聚脲技术的关键之一在于选择合适的设备，并能正确地安装、调试、维护保养以及通过实验选择适当的操作参数。此类设备的设计精密，作为设备管理人员必须具备化工原理、聚氨酯基础、电路电器、液压原理等综合知识。作为高性能材料的聚脲弹性体，对于混合精度要求非常高，聚氨酯泡沫喷涂机的混合精度远不能达到要求。而目前国内制造和应用较多的是泡沫喷涂机，对聚脲弹性体设备的熟练掌握还需时日。
1.5 喷涂聚脲涂料的施工工艺
喷涂聚脲涂料具有极快的反应速度，一次喷涂厚度可达数毫米，涂层外观均匀、美观可广泛应用于各种场合。
14.1.5.1 聚脲涂料的施工条件
1. 施工应在各种设备、柱子、管路、贯穿件的安装以及面漆施工之前进行。
2. 底材表面的温度应高于露点温度3℃以上，环境相对湿度应低于75％。
3. A、R两组分在进入抽料泵之前应保持在21℃以上。
14.1.5.2 施工设备、保障条件及防护用品
高压喷涂设备、设备清洗液、设备保护液、塑料薄膜、胶带、刮刀、和料板、环氧腻子，油漆刷或辊子、便携式电源插座、密封胶枪、施工防护用品、搅拌设备（600W冲击电钻一把，配套搅拌杆2个）、氮气、电源（380V、50A）。
14.1.5.3 施工细则
喷涂聚脲涂料的施工分为：底材处理、聚脲涂料喷涂、后处理、密封胶施工、面漆施工（非必选项）。
14.1.5.3.1 底材处理
底材处理是保证施工质量的关键，可分为金属底材和混凝土底材。
14.1.5.3.1.1 金属底材处理
首先将底材喷砂处理至Sa2.5级，对于焊缝等缺陷部位，用环氧腻子找平，使整个底材能够平滑过渡，待环氧腻子固化后用角磨机磨平。然后清洁底材，辊涂或刷涂两道配套底漆。底漆重涂间隔最长为24小时，最短为3小时。
14.1.5.3.1.2 混凝土底材处理
对混凝土预制件进行喷砂处理，或者用角磨机、高压水枪等清除表面的灰尘、浮渣。待底材完全干燥后，用堵缝料进行表面找平，需堵缝部位待堵缝料固化后用角磨机磨平。然后清除掉表面的污物，刷涂或辊涂一道配套底漆，待用。
14.1.5.3.2 聚脲涂料喷涂
聚脲涂层的喷涂应在底漆施工后24～48小时内进行，如果间隔超过48小时，在喷涂聚脲涂层前一天应重新施工一道底漆，然后再施工弹性层。在喷涂之前，应用干燥的高压空气吹掉表面的浮尘。
喷涂前应考虑周围环境情况，用塑料薄膜将周围可能被污染的物品遮蔽，做好周围环境的保护工作。
喷涂前按照规定佩带防护用品。
14.1.5.3.2.1 喷涂前设备的准备
严格按设备说明书进行设备及附属设备的检查，尤其应注意检查易损件。然后按说明书的要求进行喷涂设备的参数设置，包括主加热器温度、长管加热器温
度、主机压力、空压机压力。
14.1.5.3.2.2 喷涂前原料的准备
首先检查A、R两组分的包装是否完整，严禁使用包装已破损的产品。在原材料的开启过程中，应注意切勿将其他杂质落入涂料包装桶内，以免影响产品的正常使用。目测涂料的外观状态应为均匀、无凝胶、无杂质的可流动液体，如果发现涂料中有结块、凝胶或粘度增大现象，严禁使用。由于R组分含有固体颜料和助剂，长时间放置容易沉淀，因此喷涂前可使用搅拌设备将R组分进行充分搅拌30分钟左右，至R组分颜色均匀一致、无浮色、无发花、无沉淀为止。搅拌时搅拌器不得触及包装桶壁，防止产生金属碎屑，否则应用100目筛网过滤。建议喷涂施工时R组分最好进行同步低速搅拌。
14.1.5.3.2.3 喷涂
喷涂时应随时观察压力、温度等参数。A、R两组分的动态压力差应小于200psi，雾化要均匀。如高于此指标，即属异常情况，应立即停止喷涂，检查喷涂设备及辅助设备是否运行正常，并及时向设备维护专员反映，排除故障后，方可重新进行喷涂。
喷涂时，应先喷立面，再喷涂平面。在喷涂立面时应保持快速，且多喷涂几遍，以避免流挂。喷涂平面则按照一般速度即可。每一道喷涂要保证覆盖上一道喷涂面积的20%左右，以保证喷涂厚度均匀。聚脲涂层的喷涂间隔应小于3小时，如超过3小时，应打磨已施工涂层表面，刷涂一道层间粘合剂，30分钟后（不超过2小时）施工聚脲涂层。
14.1.5.3.2.4 表面状态的控制
在喷涂时，在控制喷涂速度的同时，注意调整喷枪的喷射角度、高度以及与底材的距离，直接喷涂可以得到表面光滑的“镜面”效果，同时改变喷涂手法，可以得到“麻面”的效果。利用喷涂聚脲技术快速固化的原理，通过对喷涂角度和流量的控制，在最后一道涂层还没有完全固化前，在距离施工部位相对较远的位置（一般2.5～3米），喷枪快速移动，使已混合雾化的涂料在空中完成反应以后，自由地降落在施工部位上，从而形成一定大小的颗粒，得到具有粗糙的防滑颗粒表面。造粒时应注意风向和风力，施工者应处于上分口，风力以3级以下为宜，以尽量减少雾化粒子向周围环境的飘落。
14.1.5.3.3施工后处理工作
施工完毕后，应及时对施工质量进行检查，检查喷涂效果是否良好，是否有漏喷部位，涂层是否有起泡或者发粘的现象，若有质量问题应及时采取措施。
质量合格后，对设备进行维护工作，首先使用设备清洗液对设备进行清洗，然后在管道中充入保护液。
对施工周围环境进行整理，对生产所产生的垃圾按照国家关于危险废弃物的相关处理规定进行正确处理。
14.1.5.3.4 密封胶施工
在喷涂聚脲涂层后24小时内进行配套密封胶的施工。用密封胶枪将喷涂过的聚脲涂层的收头部位进行封闭。
14.1.5.3.5 面漆施工
如果要求涂刷面漆，应在聚脲涂层施工12小时内进行。如果超过12小时，应打磨聚脲涂层后刷涂或喷涂一道层间粘合剂，30分钟后再施工面漆。
14.1.5.3.6 特殊部位处理
对于边、角、沟、槽等特殊部位以及高承载场合需要进行收头处理。
14.1.5.4 皮卡车喷涂聚脲生产工艺
上述为一般的喷涂施工工艺，以下介绍皮卡车喷涂的具体工艺。
江铃五十铃汽车有限公司生产的“江铃宝典”皮卡车，为提高货厢耐货物磨损的性能，采用了湖南湘江涂料有限公司的喷涂聚脲涂料。该涂料直接喷涂于车厢内表面，一次性涂装膜厚可达数毫米，涂层和车体连接紧密、牢固附着，因涂层具有卓越的弹性体物理力学性能，并能有效地防止酸、碱、盐、雨水等对车厢的腐蚀，从而使皮卡车货厢得到终生保护。
工艺流程：底漆完工的皮卡车货厢产品前处理屏蔽
干燥喷涂施工后处理下线
1.皮卡车货厢内表面已进行电泳底漆处理（该表面不喷中涂、面漆）；
2.前处理：将货厢内表面轻微“打毛”、清洁；
3.屏蔽：用配套的切边胶带及遮蔽纸遮蔽车身外表面及不喷涂的部位；
4.干燥：在湿度大的季节，采用吹热风方式使工件表面去潮；
5.喷涂施工：采用专用的高压无气喷涂设备进行喷涂；
6.后处理：去除遮蔽纸，拉起切边胶带内的细钢丝，将聚脲弹性体涂膜边沿切成整齐、美观的直边。
喷涂设备施工参数如下：
主加热器温度：A料70℃ R料75℃
长管保温温度：70℃
提料泵压力： A料80～90psi R料80～90psi
空气压力: 80～90psi
动态压力： A料 2200psi R料 2200psi
1.6 聚脲涂料的应用领域
喷涂聚脲技术具有卓越的物理性能，化学性能以及施工性能，是一种新型的涂装技术。它可以完全或部分替代传统的聚氨酯、环氧树脂、玻璃钢、氯化橡胶以及聚烯烃类化合物，在化工防腐、管道、建筑、船舶、水利，、机械、矿山耐磨等行业具有广阔的应用前景。
14.1.6.1 管道防腐
大型管道如石油运输管道，天然气运输管道，自来水管道煤气管道内外壁防腐，附属于主管道的各种管件的防腐，从而实现整个管线的整体防腐。现在埋地金属管道普遍采用的是熔结环氧粉末或三层结构聚乙烯的防腐层。这两种材料防腐性能较好，但却无法在现场施工，只能在条件具备的工厂内预制。所以补口和管件必须使用其它材料来防腐，不仅施工工艺复杂，而且在搭接处留下不可弥补的隐患。举世瞩目的西气东输管线工程就因地理环境的不同选用了环氧粉末和3PE相结合的防腐技术。但是目前在西气东输工程的应用中已经发现管道口搭接处选用的热收缩带与主管道防腐层粘结力急剧下降的致命缺点。而聚脲防腐耐磨涂料作为管道外防腐涂层，其综合性能指标达到国际同类产品先进水平，已经用于国内大型铸管企业和大庆油田管道外防腐中。
现场补口施工管道外喷涂聚脲防腐涂料
14.1.6.2 化工储罐防腐
钢质化工储罐防腐材料一般为衬里和涂料两大类。诸如大型化工储罐、原油储罐等。常用的衬里一般为预制块状材料，施工时需要专门的粘贴工艺，施工质量难以保证。这些衬里本身耐腐蚀性能很好，但是接缝处很容易渗漏，导致整体失效。环氧等防腐涂料具有施工方便的优点，但是韧性不足，在热应力或冲击作用下，极易开裂，而且含有机溶剂，对人体有害，污染环境，溶剂挥发产生的针孔还会造成腐蚀介质的渗入。
青岛碱业公司在生产过程中需要大量的氨水、碱水和饱和盐水，腐蚀介质多、浓度大、环境十分恶劣，钢质储罐的防护一直困扰着该公司。该公司曾采用了氯磺化、高氯化聚乙烯、环氧鳞片涂料等防腐涂料，但都没有受到理想的效果。众多的钢质储罐少则几周、多则几个月就出现严重的腐蚀。该公司在采用聚脲涂料涂装一个盐水罐，厚度为1mm时，投入使用仅3个月后，材料的优异防腐蚀效果便显现出来。随后，碱业公司就陆续在30多个盐水罐，重碱罐，液氨罐等上应用，累计涂装面积超过3万平方米，其中最早的罐已经投入使用三年，涂层仍然完好无损，防腐蚀效果十分显著。
14.1.6.3 石油或天然气海上开采平台防腐
在海上石油或天然气开采平台上采用聚脲这种防腐材料，既可耐海水腐蚀和阻止微生物生长，还可以在平台上造粒喷涂使涂层呈“麻面”效果，工作人员在有水有油的情况下行走不至于滑倒。目前，南海的海上石油开采平台就是采用这种防腐涂料，收到了很好的防腐防滑效果。
14.1.6.4 污水处理池，大型水箱内壁等
作为既要防水又要防腐的设施，聚脲涂料无疑提供了最佳的选择。新建或翻修的污水处理池、酸洗槽、电镀槽、大型水箱内壁、垃圾清埋场等。曾使用聚脲涂料对江西某火电厂5家大型水箱内壁进行防水防腐施工，既防水又防脱硫烟道气腐蚀，此新品种被江西电力相关机构认为是一种值得推广的电力防腐新材料。
14.1.6.5 航标，海岸码头设施防腐
聚脲涂料已经在南海某海军训练基地和海南某港口的海上各种浮体（含航标）外壁和码头设施防腐抗撞。最早的至今已经有三年多时间，涂层基本没有破损，表面没有海藻生长。
14.1.6.6 化学品车间地坪，墙壁防腐
长期以来，工厂地坪、墙面大多采用环氧或聚氨脂涂料。无论对环氧树脂进行如何增韧改性，其自身的脆性依然存在，在工厂车间难免有工具物品的坠落，造成环氧地坪的开裂，甚至破碎。一旦油、水、汽等进入破碎区域，很快就会出现较大面积的开裂和破损。聚氨脂涂料克服了环氧地坪涂料的脆性，但在工程应用中，对施工现场的含水量及相对湿度提出了严格的要求，且它的固化时间长，局限性较大。无论是环氧涂料还是聚氨脂涂料，都难以在垂直面，顶面一次施工1毫米以上的涂层。聚脲弹性涂料地坪克服了溅落在地坪或墙壁上的化学品的腐蚀以及传统环氧涂层的脆性。喷涂弹性涂料以后，墙壁和地坪都不会有被化学品腐蚀的现象，而且涂层富有弹性，步行感好，给人一种舒适的感觉。
14.1.6.7 船舶甲板、舱室地面、大型油轮输油浮管的修复和防护等
船舶的甲板上面通常刷环氧防腐漆，经海水浸蚀，不到半年就必须翻新一次。而聚脲涂料在广东一些渔船甲板上使用近两年，涂层都没有被海水腐蚀，而且表面可防湿滑，很受渔民的欢迎。
14.1.6.8 储罐围堰防渗漏
为防止化工原料泄露后污染土壤，在化工储罐周围一般都建有储罐围堰。早期的储罐围堰十分简陋，一般是由混凝土或者土墙围制而成，底部铺上碎石。一旦发生大量泄漏，围堰可临时储存泄漏的化工原料。但少量泄漏的化工原料会渗入土壤中，对土壤造成严重的污染。随着国家对环境保护越来越重视，这种情况已经不允许发生，要求储罐围堰必须完全封闭以保护土壤。
塑料衬里曾在储罐围堰中应用，具有防腐性能好的优点，但施工工艺复杂，尤其是在形状复杂、管件多的地方施工非常困难。此外，施工后的塑料衬里有大量接缝，常常成为泄漏的隐患。聚脲可以耐水和大多数化学品介质的腐蚀，而且具有无污染、不流淌、施工快等特点。更为重要的是喷涂后聚脲弹性涂层无接缝、柔韧性好，可以将混凝土底材上的毛细裂纹连接在一起，防渗漏效果非常好。
14.1.6.9 桥梁防腐
欧美发达国家20世纪50年代以后建造的跨海大桥多数采用电弧喷涂铝或锌作为防腐蚀材料，均取得了良好的防腐蚀效果，预计使用寿命在30-50年。20世纪90年代以后，跨海大桥的设计寿命被提高到100年。聚脲作为一种新型的、长效的防腐蚀涂层，因其优异的耐海洋环境腐蚀而在跨海大桥上应用。其中位于美国加利福尼亚州圣弗兰西斯克湾的SanMateo大桥拓宽工程是迄今为止聚脲用量最多的桥梁工程，仅喷涂聚脲就历时一年多，施工3255-4650平方米，用料约11.4吨，创造了当时的世界纪录。
SanMateo大桥
14.1.6.10 输水管道防腐
混凝土埋地输水管道，因其常年埋藏于地下，对管道的耐土壤中化学品腐蚀和耐地面压力都有很高的要求。为迎接2008年北京奥运会，北京市自来水公司率先对全市的自来水埋地输水管道进行了改造，由于常年埋藏于地下的混凝土送水管道不能够满足耐土壤介质腐蚀的要求，影响了自来水在输送过程中的水质情况，因此，北京市自来水公司管道设计院要求部分埋地输水管道喷涂聚脲涂料，以保证管道能够防止土壤介质的腐蚀，保证了自来水水质，使送水管道能够满足，拧开水龙头即可饮用的标准要求。同时聚脲涂层还可以将混凝土管道因为常年承压而产生的毛细裂纹封闭，有效防止了管道可能发生的漏水，水质污染等情况，延长的管道的使用寿命，提高了管道的使用质量。
14.1.6.11 卡车车厢耐磨衬里
目前国内皮卡车通常采用内衬橡胶或铺垫钢板的办法使车厢得到一定的保护或者遮盖厢体内的斑斑锈迹。但是橡胶或钢板因不能与车身紧密附着,在来回移动中摩擦导致车厢漆膜破裂而产生腐蚀，另外在清洗货厢时，橡胶或钢板与厢底之间易于积水，不利于货厢的保护。
在国外，特别是在以美国为代表的欧美发达国家，皮卡车使用数量大，货厢的保护均采用喷涂聚脲弹性体材料，该材料喷涂于车厢内表面，一次性喷涂涂膜厚度可达1-5mm（可随用户要求确定厚度），涂层和车体紧密、牢固附着，涂层具有卓越的耐磨性和抗冲击性，使车厢得到终身有效的保护，而且涂层致密，防水、防腐性能极佳，易于货厢清洗。
在国内皮卡车市场领域，由于湖南湘江涂料集团的推动，聚脲涂料已经在该领域得到了认可并逐渐推广。由湖南湘江涂料集团引发的国内皮卡车涂装行业的革命正在全国范围内轰轰烈烈的展开。
聚磷酸铵 摘要：以磷酸铵盐、尿素为原料，制备了高聚合度聚磷酸铵无机阻燃剂。测定了聚磷酸铵的溶解度[1]。以防火材料的制备测定防火性能，对现代工艺的提高有了自己的认识和理解。 关键词：聚磷酸铵、阻燃性能、防火材料[2]。 前言：聚磷酸铵（APP）是近十多年来发展起来的一种重要的无机阻燃剂，广泛用于塑料、纤维、纸张、橡胶、木材等的阻燃，并可用于配制耐火材料。APP 含磷、氮量大，热稳定性好，水溶性小，近于中性。同时，它具有分散性好，比重小，毒性低和价格低廉的特点。 1实验部分 1.1实验原理 其结构是为(NH4)n+2PnO3n+1。APP有水溶性（n为10∽20）及水难溶性（n?0）两种。作为阻燃剂的n一般大于25[3]。 合成方法主要有高温聚合法和低温溶剂法。本实验用低温溶剂法，以石蜡为介质，尿素和磷酸二氢胺为原料进行制备。本实验用低温溶剂法，以石蜡为介质，尿素和磷酸二氢胺为原料进行制备。在尿素和磷酸二氢胺反应体系中，存在下列反应： CO(NH2)2 +2NH4H2PO4-----(NH4)2P2O7+CO2 (NH4)2P2O7+CO(NH2)2-----2/n(NH)4n+2PnO3n+1+4NH3+CO2 当n很大时，产物可写成（NH4PO3）。 1.2药品与仪器 药品：液体石蜡（碳数在16 以上），尿素，磷酸二氢铵，苯等。 仪器：烧杯（500ml，200ml），抽滤装置，电炉，温度计。 1.3合成
在500ml干燥的烧杯中，加入150ml液体石蜡，加热至200℃,在该温度下，不断搅拌，将30g尿素与28克磷酸二氢胺混合，分批加入至温度为200℃的液体石蜡中，注意温度不能过高，30分钟内加完。与190∽200℃的条件下继续反应25∽30分钟，观察反应产物（由粘稠泡沫液体变为白色固体）。然后冷却至室温，尽可能倾出液体石蜡，将生成物研细后，每次用30∽40ml苯浸洗2-3次，除去产物中夹留得石蜡，抽滤，回收苯。然后用蒸馏水洗涤产物。在120℃烘箱中，烘30分钟，即得产物，成重，计算产率。 1.4产品质量检验 (1) 溶解度测定：准确称取上述产物2克加入50ml蒸馏水煮沸5分钟后，过滤产物，烘干，称余物，计算100ml蒸馏水中的溶解度。 (2) 阻燃性能测试：称取4gAPP加100ml蒸馏水，搅拌均匀后，将一片滤纸浸在此液体中。10分钟后称出烘干，与一未处理的滤纸，使燃烧对比实验，观察其现象。 (3) 测定产品的熔点 1.5防火涂料的制备及防火性能 涂料的配比见下表1 表1：涂料配方 品名用量品名用量 聚乙烯醇缩甲醛胶25.0 聚磷酸铵22 三聚氰胺11.5 季戊四醇 6.0 六偏磷酸钠（10%） 5.0 甲基硅油消泡剂0.5 羧甲基纤维素钠 3.0 去离子水22.0 制备步骤为：将六偏磷酸钠，羧甲基纤维素钠分别配制成10%和2%的水溶液；将要求量的去离子水加入烧杯中；低速（约800r/min）搅拌下，将配方量的阻燃剂、颜料、填料、分散剂依次加入，再加入适量的消泡剂，然后高速搅拌（大
光气法聚碳酸酯的生产工艺与设备 化学与材料科学系 08级高分子材料与工程 08150119 康颖指导老师：张少华教授 摘要：本文主要是介绍利用光气法来生产聚碳酸酯。 关键词：光气法聚碳酸酯双酚A 通用工程塑料 一、前言 聚碳酸酯结构式： 常用缩写PC（Polycarbonate）化学名：2，2-双（4- 羟基苯基）丙烷聚碳酸酯，它是一种无味、无毒、透明的无定性热塑性材料，是分子链中含有碳酸酯链一类高分子化合物的总称。聚碳酸酯可分为脂肪族、脂环族、芳香族等几大类[1]。双酚A 型聚碳酸酯是目前产量最大、用途最广的一种聚碳酸酯，也是发展最快的工程塑料之一[2]。本文所述聚碳酸酯即为双酚A 型聚碳酸酯。 PC（Polycarbonate）与PA（尼龙，Polyamide，聚酰胺）、POM（Polyacetal, Polyoxy Methylene,聚甲醛）、PBT（Polybutylece Terephthalate，聚对苯二甲酸丁二醇酯）及改性PPO（Poly Phenylene Oxide，聚苯醚）一起被称为五大通用工程塑料。聚碳酸酯由于具有优异的综合性能，尤其以耐冲击强度高而被誉为塑料之“冠”，是使用范围十分广泛、性能优异、备受欢迎的主要热塑性工程塑料品种之一。聚碳酸酯是五十年代末开始发展的合成材料。聚碳酸酯树脂的可见光透过率在90﹪以上，具有突出的抗冲击能力，耐蠕变，尺寸稳定性好及耐化学腐蚀性，耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良，还有自熄、易增强阻燃性等优良性能。被广泛用于电
子电气、电动工具、交通运输、汽车、机械、仪表、建筑、信息存储、光学材料、 医疗器械、体育用品、民用制品、保安、航空航天及国防军工等领域，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。预测我国聚碳酸酯市场的年均增长率将达到10.2%，至2010 年工程塑料需求 量将接近400 万t。聚碳酸酯产量年增长可能达到9%，销售量年增长将达10%[3~6]。物理性质： 密度：1.20－1.22 g/cm 线膨胀率：3.8×10 cm/cm°C；热变形温度：135°C。 化学性质： 聚碳酸酯耐弱酸，耐中性油；聚碳酸酯不耐紫外光，不耐强碱。 二、生产工艺 [7~10] 聚碳酸酯（PC）树脂生产工艺分为有溶液光气法、酯交换熔融缩聚法、界面缩聚光气法以及非光气酯交换熔融缩聚法四种。 2.1溶液光气法 溶液光气法是以光气和双酚A为原料，在碱性水溶液和二氯甲烷（或二氯乙烷)溶剂中进行界面缩聚．得到的聚碳酸酯胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得聚碳酸酯产品。此工艺经济性较差，且存在环保问题，已完全淘汰。 2.2酯交换熔融缩聚法 酯交换熔融缩聚法简称酯交换法，又称本体聚合法．是一种间接光气法工艺。以苯酚为原料，经光气法反应生成碳酸二苯酯(DPC)；然后在微量卤化锂或氢氧化锂等催化剂和添加剂存在下与双酚A在高温、高真空下进行酯交换反应，生成低聚物；再进一步缩聚制得聚碳酸酯产品。该工艺流程短，无溶剂，全封闭，无污染，生产成本略低于光气法；但产品光学性能较差．催化剂易污染。副产品酚难以去除，产品相对分子质量低，应用范围有限；再加上搅拌、传热等问题的限制，难以实现大吨位工业化生产。 2.3界面缩聚光气法
钢结构的八大基础知识 钢结构的八大基础知识 一、钢结构的特点 1钢结构自重较轻 2钢结构工作的可靠性较高 3钢材的抗振（震）性、抗冲击性好 4钢结构制造的工业化程度较高 5钢结构可以准确快速地装配 6容易做成密封结构 7钢结构易腐蚀 8钢结构耐火性差 二、常用钢结构用钢的牌号及性能 1炭素结构钢：Q195、Q215、Q235等 2低合金高强度结构钢 3优质碳素结构钢及合金结构钢 4专门用途钢 三、钢结构的材料选用原则 钢结构的材料选用原则是保证承重结构的承载能力和防止在一 定条件下出现脆性破坏，根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑的。
《钢结构设计规范》GB50017-2003提出的四种钢材型号是“宜”使用的型号，是在条件许可时的首先选择，并不禁止其它型号的使用，只要使用的钢材满足规范的要求即可。 四、主要钢结构技术内容 高层钢结构技术 根据建筑高度和设计要求分别采用框架、框架支撑、筒体和巨型框架结构，其构件可采用钢、劲性钢筋混凝土或钢管混凝土。钢构件质轻延性好，可采用焊接型钢或轧制型钢，适用于超高建层建筑；劲性钢筋混凝土构件刚度大，防火性能好，适用于中高层建筑或底部结构；钢管混凝土施工简便，仅用于柱结构。 空间钢结构技术 空间钢结构自重轻、刚度大、造型美观，施工速度快。以钢管为杆件的球节点平板网架、多层变截面网架及网壳等是我国空间钢结构用量最大的结构型式。具有空间刚度大，用钢量低的优点，在设计、施工和检验规程，并可提供完备的CAD。除网架结构外，空间结构尚有大跨悬索结构、索膜结构等。 轻钢结构技术 伴随着轻型彩色钢板制成墙体和屋面围护结构组成的新结构形式。由5mm以上钢板焊接或轧制的大断面薄壁H型钢墙梁和屋面檩条，圆钢制成柔性支持系统和高强螺栓连接构成的轻钢结构体系，柱距可从6m到9m，跨度可达30m或更大，高度可达十几米，并可设轻型吊四。用钢量20～30kg/m2。现已有标准化的设计程序和专业化生产企
聚磷酸铵的生产工艺及改性技术进展 崔小明,聂 颖 (北京燕山石油化工公司研究院,北京 102550) 摘要:介绍了聚磷酸铵的生产方法以及改性技术进展,并指出了其今后的发展趋势。关键词:聚磷酸铵;阻燃剂;生产工艺;改性技术 聚磷酸铵(AmmoniumPol yphosphate,简称APP)是一种含磷、氮的无机聚合物,最早由美国孟山都公司开发应用,分子通式为(NH4)n+2 PnO3n+1,外观呈白色粉末状,当n足够大时也可以写成(NH4PO3)n。由于其具有含磷量高、含氮量大、热稳定性好、水溶性小、接近于中性、阻燃效能高等优点,因此作为膨胀型阻燃剂的基础材料,被广泛应用于阻燃领域。以APP为主要原料的膨胀型阻燃剂已成为研究开发的热点。我国自20世纪80年代开始研制APP的合成与应用,目前生产能力和产量仍不能满足国内实际需求,需要大力发展。 1 聚磷酸铵的物化性质 根据聚合度的大小,APP可分为短链APP( n=10～20)和长链APP(n>20)两大类。目前已知的APP有5种不同的晶体结构[1]:即Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型和V型。其中Ⅰ型晶粒外观呈多孔性颗粒状物质,表面具有不规则结构,是线形结构的缩聚物;Ⅱ型具有规则的外表面,均属正交(斜方)晶系,结构紧密,颗粒表面圆滑,为带较长支链的缩聚物,并发生若干交联结构;Ⅲ型为中间体;Ⅳ型和V型为高温下稳定的结构。几种晶体结构之间在不同条件下可以互相转换。Ⅲ型、Ⅳ型的结晶状态是不稳定的,其中Ⅱ型、V型难溶于水,状态稳定;但对V型,目前尚未报道切实可行的制造方法。用做阻燃剂的聚磷酸铵主要类型为Ⅰ型和Ⅱ型。由于Ⅰ型晶粒结构的氧键露置于表面,极易吸引水分而发生水解反应,容易发生吸湿现象;而Ⅱ型APP中支链的存在包围了氧键,使其吸引水分子困难,水解反应困难,具有较低的水溶性,且不易发生吸湿现象,另外其聚合度也比I 型APP高。在通常的温度和湿度下性质比较稳定,可以长期稳定贮存。高聚合度聚磷酸铵通常是指Ⅱ型的APP。 2 聚磷酸铵的生产方法 APP的生产方法很多,目前常用的生产方法主要有磷酸与尿素缩合法,磷酸二氢铵与尿素缩合法以及五氧化二磷与磷酸铵化合法3种。 2.1 磷酸与尿素缩合法 磷酸与尿素缩合法是工业中合成聚磷酸铵最常见、最实用的方法[2]。该法在反应中,尿素既是氮源,又起到缩聚剂的作用,保持反应物在气相中有足够的氨浓度和促进聚磷酸铵的脱水缩聚。具体的合成过程为:将一定质量配比的磷酸和尿素加入到反应釜中,在釜中混合溶解,然后进入沸腾床进行沸腾聚合,物料发泡后,调节排氨量,保持沸腾床内氨压,随着温度的上升,物料聚合固化,继续控制温度和压力,保温,最后冷却出料,得到松脆的白色产物,最后经粉碎得到成品。在生产过程中,有多个因素影响产品的质量,如原料配比、缩合温度和时间、料层高度以及氨气分压等。为了使缩合反应完全,需要提高含氮量和聚合度。尿素使用量少,缩合不完全,聚合度低,含氮量也低;尿素使用量多,氨的损失增大,且不易固化;加热所需要时间取决于温度,温度越高,完成缩聚的时间越短,脱氨速度也越快,但氨的损失也增大。此外,料层过高易导致温度不均匀,反应速度不一;反应温度低,缩聚时间需要延长,否则聚合度不高,难以固化;氨气分压对固相反应体系影响较
一、什么是聚碳酸酯？ 聚碳酸酯是一类分子主链中含有—[O-R-O-CO]—链节的高分子化合物及以它为基质而制得的各种材料的总称。英文名Polycarbonate, 简称PC。 二、分类.（聚碳酸酯是分子主链中含有—[O-R-O-CO]—链节的热塑性树脂。） 按分子结构中所带酯基不同分为： （1）.脂肪族聚碳酸酯 （2）.脂肪族聚碳酸酯 （3）.脂肪-芳香族聚碳酸酯 （4）.芳香族聚碳酸酯 三、性质 1.物性：密度:1.18-1.22 g/cm^3 线膨胀率:3.8×10^-5 cm/°C 热变形温度:135°C 低温-45°C 聚碳酸酯无色透明，耐热，抗冲击，阻燃BI级，在普通使用温度内都有良好的机械性能。同性能接近聚甲基丙烯酸甲酯相比，聚碳酸酯的耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，不需要添加剂就具UL94 V-0级阻
燃性能。但是聚甲基丙烯酸甲酯相对聚碳酸酯价格较低，并可通过本体聚合的方法生产大型的器件。 2.化性：聚碳酸酯(PC)是碳酸的聚酯类，碳酸本身并不稳定，但其衍生物(如光气，尿素，碳酸盐，碳酸酯)都有一定的稳定性。 聚碳酸酯耐弱酸，耐弱碱，耐中性油。不耐紫外光，不耐强碱。PC 材料具有阻燃性，耐磨。抗氧化性。 PC是一种线型碳酸聚酯，分子中碳酸基团与另一些基团交替排列，这些基团可以是芳香族，可以是脂肪族，也可两者皆有。双酚A型PC是最重要的工业产品。几乎是无色的玻璃态的无定形聚合物，有很好的光学性。PC高分子量树脂有很高的韧性，悬臂梁缺口冲击强度为 600~900J/m，未填充牌号的热变形温度大约为130°C ，玻璃纤维增强后可使这个数值增加10°C。PC的弯曲模量可达2400MPa以上，树脂可加工制成大的刚性制品。低于100°C 时，在负载下的蠕变率很低。PC耐水解性差，不能用于重复经受高压蒸汽的制品。 PC主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高，对缺口敏感，耐有机化学品性，耐刮痕性较差，长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样，PC容易受某些有机溶剂的浸浊。 四、主要性能 a、机械性能: 强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变也小(高温条件下也极少有变化); b. 耐热老化性: 增强后的UL温度指数达120~140℃(户外长期老化性也很好); c、耐溶剂性: 无应力开裂; d、对水稳定性: 高温下遇水易分解(高温高湿环境下使用需谨慎); e、电气性能: 1、绝缘性能:优良(潮湿、高温也能保持电性能稳定,是制造电子、电气零件的理想材料); 2、介电系数:3.0-3.2; 3、耐电弧性:120s;
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钢材基础知识（一） 第一部分基础知识 一、钢及其分类 1、按冶炼方法分类： 平炉钢：包括碳素钢和低合金钢。按炉衬材料不同又分酸性和碱性平炉钢两种。 转炉钢：包括碳素钢和低合金钢。按吹氧位置不同又分底吹、侧吹和氧气顶吹转炉钢三种。 电炉钢：主要是合金钢。按电炉种类不同又分电弧炉钢、感应电炉钢、真空感应电炉钢和电渣炉钢四种。 沸腾钢、镇静钢和半镇静钢：按脱氧程度和浇注制度不同区分。 2、按化学成分分类： 碳素钢：是铁和碳的合金。据中除铁和碳之外，含有硅、锰、磷和硫等元素。 按含碳量不同可分为低碳(C<%)、中碳(C：%%)和高碳(C>%)钢三类。 碳含量小于%的钢称工业纯铁。 普通低合金钢：在低碳普碳钢的基础上加入少量合金元素（如硅、钙、钛、铌、硼和稀土元素等，其总量不超过3%）。而获得较好综合性能的钢种。
合金钢：是含有一种或多种适量合金元素的钢种，具有良好和特殊性能。按合金元素总含量不同可分为低合金 （总量<5%）、中合金（合金总量在5%-10%）和高合金（总量>10%）钢三类。 3、按用途分类： 结构钢：按用途不同分建造用钢和机械用钢两类。建造用钢用于建造锅炉、船舶、桥梁、厂房和其他建筑物。机械用钢用于制造机器或机械零件。 工具钢：用于制造各种工具的高碳钢和中碳钢，包括碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢等。 特殊钢：具有特殊的物理和化学性能的特殊用途钢类，包括不锈耐酸钢、耐热钢、电热合金和磁性材料等。 二、钢材及其分类 炼钢炉炼出的钢水被铸成钢坯，钢锭或钢坯经压力加工成钢材（钢铁产品）。钢材种类很多，一般可分为型、板、管和丝四大类。 1、型钢类 型钢品种很多，是一种具有一定截面形状和尺寸的实心长条钢材。按其断面形状不同又分简单和复杂断面两种。前者包括圆钢、方钢、扁钢、六角钢和角钢；后者包括钢轨、工字钢、槽钢、窗框钢和异型钢等。直径在的小圆钢称线材。 2、钢板类
加工工艺: 1、加工特性 PC是无定形材料，它的熔体粘度对温度敏感。由于PC在高温下易发生水解，制品质量对原料的含湿量很敏感，在成型前必须将原料须干燥至小于0.02％。PC 可采用注塑、挤出、吹塑、流延等分法加工，也可进行粘合、焊接和冷加工。2、注塑工艺 (1)塑料的处理 PC的吸水率较大，加工前一定要预热干燥，纯PC干燥120℃，改性PC一般用110℃温度干燥4小时以上。干燥时间不能超过10小时。一般可用对空挤出法判断干燥是否足够。再生料的使用比例可达20%。在某些情况下，可100%的使用再生料，实际份量要视制品的品质要求而定。再生料不能同时混合不同的色母粒，否则会严重损坏成品的性质。 (2)注塑机的选用 现在的PC制品由于成本及其它方面的原因，多用改性材料，特别是电工产品，还须增加防火性能，在阻燃的PC和其它塑料合金产品成型时，对注塑机塑化系统的要求是混合好、耐腐蚀，常规的塑化螺杆难以做到，在选购时，一定要预先说明。 (3)模具及浇口设计 常见模具温度为80~100℃，加玻纤为100~130℃，小型制品可用针形浇口，浇口深度应有最厚部位的70%，其它浇口有环形及长方形。浇口越大越好，以减低塑料被过度剪切而造成缺陷。排气孔的深度应小于0.03~0.06mm，流道尽量短而圆。脱模斜度一般为30′~1°左右。 (4)熔胶温度 可用对空注射法来确定加工温度高低。一般PC加工温度为270~320℃，有些改性或低分子量PC为230~270℃。 (5)注射速度 多见用偏快的注射速度成型，如打电器开关件。常见为慢速→快速成型。 (6)背压 10bar左右的背压，在没有气纹和混色情况下可适当降低。 (7)滞留时间 在高温下停留时间过长，物料会降质，放也CO2，变成黄色。勿用LDPE、POM、ABS或PA清理机筒。应用PS清理。 (8)注意事项 有的改性PC，由于回收次数太多(分子量降低)或各种成分混炼不均，易产生深褐色液体泡。 结构与性能： PC是一种无定形的热塑性塑料，由于主链由柔软的碳酸酯链与刚性的苯环相连接，使之具有许多优良的工程性能。 (1)力学性能 PC具有均衡的刚性和韧性，拉伸强度高达(6l~70)MPa。有突出的冲击强度，在一般工程塑料中居首位，抗蠕变性能优于聚酰胺和聚甲醛。 (2)热性能与聚酰胺和聚甲醛不同，PC是非结晶性塑料，但由于主链上存在苯环。使PC具有较高的耐热性，它的玻璃化转变温度和软化温度分别高达150℃
钢结构八大基础知识 一、钢结构的特点 1、钢结构自重较轻 2、钢结构工作的可靠性较高 3、钢材的抗振（震）性、抗冲击性好 4、钢结构制造的工业化程度较高 5、钢结构可以准确快速地装配 6、容易做成密封结构 7、钢结构易腐蚀 8、钢结构耐火性差 二、常用钢结构用钢的牌号及性能 1、炭素结构钢：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等 2、低合金高强度结构钢 3、优质碳素结构钢及合金结构钢 4、专门用途钢
三、钢结构的材料选用原则 钢结构的材料选用原则是保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑的。 展开全文 《钢结构设计规范》GB50017-2003提出的四种钢材型号是“宜”使用的型号，是在条件许可时的首先选择，并不禁止其它型号的使用，只要使用的钢材满足规范的要求即可。 四、主要钢结构技术内容 （1）高层钢结构技术。根据建筑高度和设计要求分别采用框架、框架支撑、筒体和巨型框架结构，其构件可采用钢、劲性钢筋混凝土或钢管混凝土。钢构件质轻延性好，可采用焊接型钢或轧制型钢，适用于超高建层建筑；劲性钢筋混凝土构件刚度大，防火性能好，适用于中高层建筑或底部结构；钢管混凝土施工简便，仅用于柱结构。
（2）空间钢结构技术。空间钢结构自重轻、刚度大、造型美观，施工速度快。以钢管为杆件的球节点平板网架、多层变截面网架及网壳等是我国空间钢结构用量最大的结构型式。具有空间刚度大，用钢量低的优点，在设计、施工和检验规程，并可提供完备的CAD。除网架结构外，空间结构尚有大跨悬索结构、索膜结构等。 （3）轻钢结构技术。伴随着轻型彩色钢板制成墙体和屋面围护结构组成的新结构形式。由5mm以上钢板焊接或轧制的大断面薄壁H型钢墙梁和屋面檩条，圆钢制成柔性支持系统和高强螺栓连接构成的轻钢结构体系，柱距可从6m到9m，跨度可达30m或更大，高度可达十几米，并可设轻型吊四。用钢量20～30kg/m2。现已有标准化的设计程序和专业化生产企业，产品质量好，安装速度快，重量轻，投资少，施工不受季节限制，适用于各种轻型工业厂房。 （4）钢混凝土组合结构技术。以型钢或钢管理与混凝土构件组成的梁、柱承重结构为钢混组合结构，近年来应用范围日益扩大。组合结构兼有钢与混凝土两者的优点，整体强度大、刚性好、抗震性能良好，当采用外包混凝土构造时，更具有良好的耐火和耐腐蚀性能。组合结构构件一般可降低用钢量15～20％。组合楼盖及钢管混凝土构件，还具有少支模或不支模、施工方便快速的优点，推广潜
钢结构的八大基础知识！ 一、钢结构的特点 1 钢结构自重较轻 2 钢结构工作的可靠性较高 3 钢材的抗振（震）性、抗冲击性好 4 钢结构制造的工业化程度较高 5 钢结构可以准确快速地装配 6 容易做成密封结构 7 钢结构易腐蚀 8 钢结构耐火性差 二、常用钢结构用钢的牌号与性能
1 炭素结构钢：Q195、Q215、Q235等 2 低合金高强度结构钢 3 优质碳素结构钢与合金结构钢 4 专门用途钢 三、钢结构的材料选用原则 钢结构的材料选用原则是保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑的。
《钢结构设计规范》GB50017-2003提出的四种钢材型号是“宜”使用的型号，是在条件许可时的首先选择，并不禁止其它型号的使用，只要使用的钢材满足规范的要求即可。 四、主要钢结构技术内容 高层钢结构技术 根据建筑高度和设计要求分别采用框架、框架支撑、筒体和巨型框架结构，其构件可采用钢、劲性钢筋混凝土或钢管混凝土。钢构件质轻延性好，可采用焊接型钢或轧制型钢，适用于超高建层建筑；劲性钢筋混凝土构件刚
度大，防火性能好，适用于中高层建筑或底部结构；钢管混凝土施工简便，仅用于柱结构。 空间钢结构技术 空间钢结构自重轻、刚度大、造型美观，施工速度快。以钢管为杆件的球节点平板网架、多层变截面网架与网壳等是我国空间钢结构用量最大的结构型式。具有空间刚度大，用钢量低的优点，在设计、施工和检验规程，并可提供完备的CAD。除网架结构外，空间结构尚有大跨悬索结构、索膜结构等。 轻钢结构技术 伴随着轻型彩色钢板制成墙体和屋面围护结构组成的新结构形式。由5mm 以上钢板焊接或轧制的大断面薄壁H型钢墙梁和屋面檩条，圆钢制成柔性支持系统和高强螺栓连接构成的轻钢结构体系，柱距可从6m到9m，跨度可达30m或更大，高度可达十几米，并可设轻型吊四。用钢量20～30kg/ m2。现已有标准化的设计程序和专业化生产企业，产品质量好，安装速度快，重量轻，投资少，施工不受季节限制，适用于各种轻型工业厂房。 钢混凝土组合结构技术 以型钢或钢管理与混凝土构件组成的梁、柱承重结构为钢混组合结构，近年来应用范围日益扩大。组合结构兼有钢与混凝土两者的优点，整体强度大、刚性好、抗震性能良好，当采用外包混凝土构造时，更具有良好的耐火和耐腐蚀性能。组合结构构件一般可降低用钢量15～20％。组合楼盖与
聚碳酸脂的生产及应用 系（分院）：××× 专业班级 : ××× 学生姓名：××× 学号：××× 指导教师：××× 2012年5月16日星期三
目录 1.前言 (2) 2.聚碳酸脂的生产工艺 (2) 2.1 溶液光气法 (2) 2.2 酯交换熔融缩聚法 (2) 2.3 界面缩聚光气法 (3) 2.4 非光气酯交换熔融缩聚法 (3) 2. 5 双酚A氧化羰基化法合成PC (3) 3.聚碳酸脂的应用 (4) 3.1用于建材行业 (4) 3.2 用于汽车制造工业 (4) 3.3 用于生产医疗器械 (4) 3.4 用于航空、航天领域 (5) 3.5 用于包装领域 (5) 3.6 用于电子电器领域 (5) 3.7 用于光学透镜领域 (5) 3.8 用于光盘的基础材料 (5) 4.我国聚碳酸酯的发展建议[4] (6) 4.1 通过各种途径引进国外先进技术 (6) 4.2 加强聚碳酸酯的应用研究 (6) 4.3 合作开发非光气法 (6) 5.致谢！ (7)
毕业论文 摘要：本文论述了聚碳酸酯的各种生产工艺路线, 对其在各种领域的应用进行了分析, 并提出了建设新的聚碳酸酯装置的建议。 关键词：聚碳酸脂，生产，应用，发展建议 1.前言 聚碳酸酯简称PC，是一种无定型、无臭、无毒、高度透明的无色或微黄色热塑性工程塑料，具有优良的物理机械性能，尤其是耐冲击性优异，拉伸强度、弯曲强度、压缩强度高; 蠕变性小，尺寸稳定; 具有良好的耐热性和耐低温性，在较宽的温度范围内具有稳定的力学性能，尺寸稳定性，电性能和阻燃性，可在－ 60 ～ 120 ℃下长期使用; 无明显熔点，在20 ～230 ℃呈熔融状态; 其应用领域非常广泛, 已进入到汽车、电子电气、建筑、办公设备、包装、运动器械、医疗保健、家庭用品等领域。目前, PC 正迅速地扩展到航空、航天、电子计算机、光盘等高新技术领域, 尤其在光盘的应用上发展更快。PC 还可与其它树脂共混形成PC 共混物或PC 合金, 改善其抗溶剂性和耐磨性较差的缺点, 使之性能更加完善, 能适应多种特定应用领域对成本和性能的要求。在五大工程塑料中, PC 树脂是增长速度最快的通用工程塑料。 2.聚碳酸脂的生产工艺 自从1956 年, 第一个工业化PC 装置投产以来, PC 工业见证了工艺进展的重大变化。 60 年代, 界面光气法、酯交换法( 熔融法) 和溶液光气法是3 个主要工艺路线。由于经济性原因,溶液法不再采用。目前工业上生产PC 绝大多数采用界面光气法工艺。近年来, 非光气熔融工艺也得到迅速发展[1]。 2.1 溶液光气法 溶液光气法是以光气和双酚A 为原料，在碱性水溶液和二氯甲烷( 或二氯乙烷) 溶剂中进行界面缩聚，得到的PC 胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得PC 产品。此工艺经济性较差，且存在环保问题，已完全淘汰。 2.2 酯交换熔融缩聚法 酯交换法其实也是一种间接光气法工艺。在该工艺中，酚经过光气法反应生成碳酸二苯酯，然后在卤化锂或氢氧化锂等催化剂和添加剂存在下和双酚A 进行酯交换反应，生成低聚物，再进一步缩聚得到聚碳酸酯产[2]品。酯交换法生产PC 的主要化学反应为：
钢厂与钢材基础知识 口号：我爱一诺，一诺爱我 创业理念：创立新行业，树立新标准 管理理念：职业化管理，专业化经营 团队理念：敬业，专业，专注，创新 营销理念：每人都是信息员，每人都是业务员 协同理念：大营销，大服务 钢铁物流是以“钢铁”为载体，以“物流”为运作，以“信息”为核心，集钢材贸易、电子商务、三方物流为一体，资金流、信息流、物流相互促进、相互融合，涵盖建筑行业、冶金行业、信息产业、现代物流四大行业的交叉行业。 建筑钢厂分布： 东北地区：凌源，北台，抚钢，通钢，西林钢厂 华北地区大钢厂：首钢，天钢，河北钢铁，新兴铸管，敬业，邢钢，海鑫 小钢厂：河北：九江，东海，普阳，明顺（明芳），裕华，新金，元宝山，庆元 山西：晋钢，长治钢铁，中阳，中宇，黎城太行，宏达，长平，长信，长宁，海威 华东地区大钢厂：沙钢，永钢，合钢，马钢，南昌钢铁，新钢，萍钢，福建三钢，济钢，莱钢，石横 小钢厂：山东：日照，青钢，潍坊钢铁，济钢闽源，莱钢永锋，泰乐，西王钢铁，张店 上海：申特江苏：中天，溧阳三元，南京雨花 中南地区大钢厂：安钢，济源，武钢，鄂钢，湘钢，涟钢，广钢，韶钢，柳钢 小钢厂：河南：兴安，洛钢，伟业，安信，安阳亚新 湖北：湖北大展，鄂州鸿泰，大冶华鑫 广东：广钢裕丰，珠海粤钢，宝兴 西北地区大钢厂：八一钢铁，酒泉钢铁 小钢厂：龙钢，华阴钢铁，略阳钢铁 西南地区：成钢，水钢，重钢，云南德胜，昆钢 中厚板生产厂家： 华东：宝钢，马钢，新钢，济钢 中南：安钢，武钢，重钢，舞钢，韶钢，柳钢，湘钢等 北方：鞍钢，本钢，天钢，首钢，邯钢 二线钢厂： 华北：普阳，文丰，敬业，临钢 华东：江阴长达，上海春冶，江阴上钢，江苏张家港华伟，无锡兆顺，泰州兴化兆泰等 卷板生产厂家： 东北：鞍钢，本钢，北台，通钢 华北：邯钢，唐钢，包钢，太钢，国丰，港陆，首钢，迁安，德龙，天铁，津西（海鑫） 华东：宝钢，梅钢，上一，沙钢，马钢，济钢，莱钢，日照，南钢(南京)（宁波钢铁） 华南：广钢珠江，韶钢
08级应用化学王芹37号 聚碳酸酯的工艺 1 引言 聚碳酸酯(Polycarbonate，简称PC)是一种无色透明热塑性聚合体，它不仅具有很高的抗冲击强度、优良的热稳定性、耐蠕变性和耐寒性以及良好的电绝缘性、阻燃性，而且可抗紫外线、耐老化。目前使用的工程塑料中，PC的透明性能是最好的，可见光透过率高达90%以上。此外，PC密度低，容易加工成型，是一种性能优良，应用广泛的工程塑料。 PC在国民经济的各个领域中有着广泛的用途，主要应用领域如下：①用作光盘材料。聚碳酸酯是光盘基材的首选材料，目前市场上90%以上的CD、VCD、DVD光盘采用聚碳酸酯作为基材。②用作建筑行业的透光板材及交通工具的车窗玻璃。如制作成PC中空阳光板、高层建筑幕墙、候车室及机场体育馆透明顶棚等。③用作电子及电器外壳等。④用作食物包装。由于PC质量轻、抗冲击、透明、耐热洗、耐高温杀毒消毒，对多种食物都有良好的耐腐蚀性，如制作成饮水桶、茶杯及婴幼儿奶瓶等。⑤用作眼镜镜片及照明灯具等。此外在汽车和建筑板材等领域存在巨大的市场潜力。近两年国内PC消费市场已有了较大变化，电子电器及光盘虽仍为PC的最大用户，但所占比例已有所下降，PC在建材、汽车等领域的应用正在增加。 目前，聚碳酸酯的生产高度集中。世界最大的4家聚碳酸酯生产公司是通用电气、拜耳、陶氏化学和日本帝人，其装置能力分别占2003年世界总生产能力的34%、31%、9%和8%，4家公司产能占世界总产能的82%。除日本帝人外，亚洲企业生产能力均在6.5万吨以下。 PC的消费总量在工程塑料中仅次于聚酰胺(PA)居第二位。2005年全球总消费量已超过450万吨。今后PC的消费量将超过PA。然而，与PC消费市场火热现象呈不协调发展的是国内PC技术开发却始终处于低迷状态，目前只有上海中联化工厂、重庆长风化工厂等8家工厂建有生产装置，年总产能力约5000吨，且品级牌号少，难以满足市场需求，每年要从日本、韩国、美国等国进口大量产品，2005年国内进口PC及PC合金共63.48万吨，供需矛盾十分突出。 2 生产技术概况 自1898年Einhorn通过二羟基苯在吡啶溶液中进行光气化反应，首次合成出PC之后，在PC合成工艺的发展历程中，出现过很多合成方法，如低温溶液缩聚法、高温溶液缩聚法、吡啶法、部分吡啶法、光气界面缩聚法、熔融酯交换缩聚法、固相缩聚法等等，但迄今为止，实现工业规模生产的只有光气界面缩聚法和熔融酯交换缩聚法两种工艺。目前，PC生产技术主要有溶液光气法、界面缩聚光气法、酯交换熔融缩聚法和全非光气法，前两者统称为光气法。 2.1溶液光气法 溶液光气法的工艺路线为：光气+双酚A(BPA)→PC。以光气和双酚A为原料，在碱性水溶液和二氯甲烷(或二氯乙烷)溶剂中进行界面缩聚，得到的PC胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得PC产品。此工艺经济性较差，且存在环保问题，缺乏竞争力。 2.2界面缩聚光气法 界面缩聚光气法是目前工业上应用较为广泛的工艺，其与溶液光气法的主要不同在于：双酚A首
聚碳酸酯工艺设计 摘要 聚碳酸酯是由双酚A钠盐与光气进行反应，产物简聚体进行缩聚反应获得。本设计聚碳酸酯厂工艺设计，主要进行了工艺计算、设备选型，并绘制了全厂平面布置图、带控制点的工艺流程图、车间的立面图和平面图。关键词：聚碳酸酯，双酚A，工艺一、课题背景聚碳酸酯（简称ＰＣ）是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族－芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族－芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获的了工业化生产。聚碳酸酯是一种性能优异的通用工程塑料，自问世以来迅速在发达国家形成产业化生产，且技术持续发展，装置规模不断扩大。由于聚碳酸酯光学透明性好、抗冲击强度高，并具有优良的热稳定性、耐蠕变性、抗寒性、电绝缘性和阻燃性等特点，使之在透明建筑板材、电子电器、光盘媒介、汽车工业等领域得到广泛应用。聚碳酸酯的应用开发是向高复合、高功能、专用化、系列化方向发展，目前已推出了光盘、汽车、办公设备、箱体、包装、医药、照明、薄膜等多种产品各自专用的品级牌号。我国在聚碳酸酯研发上虽起步较早，先后有不少企业进行研发生产，但由于工艺技术落后、生产装置规模较小、产能低、产品质量差，目前仅剩一家企业维持生产，国内市场所需的聚碳酸酯不得不大量依赖进口。因此，大力加强聚碳酸酯研发，加速实现其规模产业化，已成为国家的重要战略需求。我国聚碳酸酯长期依赖国外进口，2000年进口量为23万吨，到2008年增至101.7万吨，增长了近4倍，2008年国内聚碳酸酯的表观消费量接近80万吨，未来几年将保持10-15%的增长率。中国聚碳酸酯的产能仅为26万吨，而且绝大部分为合资或独资企业，对外依存度非常高。对我国聚碳酸酯生产企业来讲，加快技术进步已刻不容缓。 二、聚碳酸酯产业的现状由于世界金融市场处于混乱状态，2009年亚洲双酚A(BPA)市场，将继续面临困难时期的挑战，除非经济走势上行，来自下游环氧树脂和聚碳酸酯(PC)工业的需求才会稍有提升。一家亚洲贸易商于表示，要使双酚A(BPA)市场上扬，至少在今后6个月以后。随着双酚A(BPA)现货的急剧下滑，该工业处于不景气状态。截至2008年12月，双酚A(BPA)价格与当年7月相比、下降了近40%。由于全球金融市场恶化和经济衰退带来的影响，来自聚碳酸酯(PC)和环氧树脂工业需求的疲软，而导致双酚A(BPA)市场的不振，将可能会持续到年底。虽然新的环氧树脂和聚碳酸酯(PC)，生产装置已于2008年投运，但经济的下行趋势和竞争 3 的加剧，已大大挤压了一些公司的边际利润，迫使一些生产商降低开工率或延长装置停工期。双酚A(BPA)发展在2008年也受到一些负面的影响，来自与双酚A(BPA)接触的健康危害的争论，已促使一些国家如加拿大在食品容器应用中禁用这种化学品。鉴于终端用户减少购买量，亚洲地区一些双酚A(BPA)生产商纷纷降低开工率，以减少这种高成本材料不断增多的库存。中国大多数环氧树脂装置，目前开工率都在50～60%。中国石化集团公司-三井化学公司合资的，10万吨/年双酚A(BPA)装置于2008年12月投产后，又使该地区新增了供应量，预计双酚A(BPA)价格一度会下跌至底线。另外贸易商和终端用户的调查指出，如果需求继续疲软，则对双酚A(BPA)价格的支撑会很小。2009年也会出现一些新的贸易动向，中国与东南亚国家联盟(ASEAN)成员国之间的自由贸易协定(FTA)将实施，按照新的法则，双酚A(BPA)从ASEAN出口将执行零关税。东南亚国家联盟(ASEAN)有2家主要的双酚A(BPA)生产商：拜耳公司在泰国拥有16万吨/年装置，三井化学公司在新加坡拥有23万吨/年装置。 三、聚碳酸酯市场需求概况20世纪末，世界聚碳酸酯的产量约114万吨，聚碳酸酯按功能特性分为一系列品级，如通用级、透明级、医药食品级等。各品级又可进一步细分为更多的具体牌号。一些大的生产厂商可提供几十个品级、上百个牌号产品。聚碳酸酯的应用开发是向高复合、高功能、专业化、系列化方向发展。2004 年世界聚碳酸酯表观消费量278.2
型钢基础知识概述 一、型材的分类 1．简单断面型钢 ①方钢——热轧方钢、冷拉方钢；②圆钢——热轧圆钢、锻制圆钢、冷拉圆钢 ③线材；④扁钢；⑤弹簧扁钢；⑥角钢——等边角钢、不等边角钢；⑦三角钢 ⑧六角钢；⑨弓形钢；⑩椭圆钢 2．繁复断面型钢 ①工字钢——普通工字钢、轻型工字钢 ②槽钢——热轧槽钢（普通槽钢、轻型槽钢）、弯曲槽钢 ③H型钢（又称宽腿工字钢） ④钢轨——重轨、轻轨、起重机钢轨、其他专用钢轨⑤窗框钢 ⑥钢板桩 ⑦弯曲型钢——冷弯型钢、热弯型钢 ⑧其他 二、型钢中大、中、小型的划分 大型中型小型 工字钢高≥180mm高＜180mm 槽钢高≥180mm高＜180mm 等边角钢边宽≥160mm边宽50-140mm边宽20-45mm不等边角钢边宽 ≥160×100mm边
140×90-50×32mm边宽≤45×28mm 圆钢直径≥90mm直径38-80mm直径10-36mm方钢边宽≥90mm边宽50-75mm边宽10-25mm扁钢宽≥120mm宽60-100mm宽12-55mm 螺纹钢直径≥40mm直径10-36mm 铆钉钢直径10-22mm 其它异型钢：履带板、钢板桩等异型钢、小农具用复合扁钢等异型钢、农具钢、窗框钢等 三、热轧带肋钢筋 1．品种规格 热轧带肋钢筋的牌号由HRB和牌号的屈服点最小值构成。 H、R、B分别为热轧（Hotrolled）、带肋（Ribbed）、钢筋（Bars）三个词的英文首位字母。热轧带肋钢筋分为HRB335（老牌号为20MnSi）、HRB400（老牌号为20MnSiV、20MnSiNb、20MnTi）、HRB500三个牌号。 2．含钒Ⅲ级螺纹钢筋 ①含钒Ⅲ级螺纹钢筋市场前景广漠 含钒新Ⅲ级螺纹钢筋（20MnSiV、400Mpa）在生产过程中加入了钒、铌、钛等合金，与普通Ⅱ级螺纹钢筋相比，具宽有强度高、韧性好、焊接性能和抗震性能优良的优点。在欧洲等发达国家建筑市场、Ⅲ级螺纹钢筋占整个螺纹钢总量的80%，如英国、德国、澳大利亚、日本等国家使用高强度含钒Ⅲ级螺纹钢筋已达80-90%。在我国1995年原冶金部和建设部联合发文推广应用，建设部将新Ⅲ级螺纹钢筋技术条件纳入国家标准GBJ10-89《混凝土结构设计规范》，自97年1月1日起施行，现新Ⅲ级螺纹钢已在高层建筑、大型电站、桥梁、隧道、机场等工程项目中得到了胜利的应用，市场前景广漠。建设部要求2002年新Ⅲ级钢筋用量要达到螺纹钢总量的50%，“十五”末期达到80%。但由于宣传、推广力度不够，使用量还大大低于老Ⅱ级335Mpa普通级螺纹钢筋，因此还需要对新Ⅲ级螺纹钢筋大力进行宣传和推广。
非光气法聚碳酸酯生产工艺 路辛 编译 摘 要:2002年6月,旭化成公司成功开发出以二氧化碳(CO2)为原料的非光气法聚碳酸酯(PC)生产工艺,并在合资企业旭美化成投入商业化运营。这种新工艺可以降低CO2排放量,而且过程中不产生毒性极大的光气,在保护环境的同时,还可以制造出高纯度、高性能的PC。本文根据旭化成公司福冈伸典博士的论文,简要介绍了该公司开发的PC工艺。 关键词:聚碳酸酯;光气;二氧化碳;工艺 PC树脂是具有耐热性、抗冲击性、尺寸稳定性、透明性等优良性质的工程树脂,用途广泛,常用于汽车、电器、光学显示仪器、移动电话等领域。1959年拜耳首次实现PC的工业化生产以来,世界只有6大公司拥有PC工业化生产技术,包括通用塑料(GE)、拜耳、陶氏化学、帝人、三菱工程塑料和出光石化。目前全球总产能约为270万t/ a,而且PC产量在工程塑料中最大。PC树脂中的碳酸酯结构由一氧化碳(CO)生成,全球总产能中的约248万t/a采用以CO和氯为原料的光气法生产。 2002年6月,世界第一套以CO2为原料的非光气法PC生产装置,在旭化成和奇美石化的合资企业旭美化成实现商业化运营。新工艺集旭化成多年PC研究的成果,不但克服了光气法不利于环境保护的缺点,而且可以生产高纯度、高性能的PC 树脂。另外,新工艺将原来需要向大气排放的CO2气体作为原料,每万吨PC约消耗1730吨CO2,因此减少了向大气排放CO2的数量。 由于在环境保护方面作出的贡献,新工艺获得2003年日本第2届绿色和可持续发展化学奖和第1届日本经济产业省大臣奖。由于在技术进步和发展化学工业方面所做的贡献,新工艺获得第35届日本化学工业协会综合技术奖。 1 光气法简介 光气法也称为表面聚合法,是以二氯甲烷和水的悬浊液作为聚合溶剂,双酚A(BPA)和钠盐与光气进行反应,生产PC的方法。光气法存在6大缺点: ?大量使用剧毒光气 ?大量使用低沸点(40℃)易挥发的二氯甲烷 ?需要处理含大量二氯甲烷等有机化合物的工艺废液 ?回收二氯甲烷的成本较高 ?光气、二氯甲烷和氯化钠(NaCl)等含氯化合物严重腐蚀装置 ?氯等杂质会残留在PC树脂中 光气法的上述缺点会对环境造成污染,增加装置成本,影响产品性能。 随着社会对环境与安全要求的进一步提高,业界对化学工业绿色和可持续发展理念的进一步理解,近年来,各企业、研究机构不断投入人力、物力开展非光气法工艺的开发和研究。但由于单体合成和聚合等关键技术方面的问题,基本上无法实现工业化生产。 2 旭化成非光气法PC工艺及特点 旭化成非光气法新工艺以CO2、环氧乙烷(EO)、BPA为原料,生产高纯度、高性能的PC 树脂,以及高纯度一乙二醇(M EG)两种产品。 在旭化成工艺中,以CO2中的CO作为PC中碳酸酯结构的来源,剩余的一个O成为M EG的一部分,成功地将原来要排放到大气的CO2转化为通用工程塑料产品,并且首次实现了工业化。旭化成工艺中,中间产品碳酸乙烯酯(EC)、二甲基碳 ? 7 ? 《国际化工信息》2004年第3期 行业述评
聚碳酸酯的合成工艺对比及进展分析 聚碳酸酯(PC)是一种无味、无毒、透明的无定形热塑性材料，是分子链中含有碳酸酯链一类高分子化合物的总称。 聚碳酸酯可分为脂肪族、脂环族、芳香族等几大类田。但因制品、加工性能及经济等因素的制约，目前仅有双酚A型的芳香族聚碳酸酯投入工业化规模生产和应用。自从1958年聚碳酸酯商业化生产以来，其种类和用途两方面的研发均获得了巨大进展，因此其作为一种主要的热塑性工程塑料而广泛进入了国民经济的各个领域。双酚A型聚碳酸酯是目前产量最大、用途最广的一种聚碳酸酯，也是发展最快的工程塑料之一。本文所述聚碳酸酯即为双酚A型聚碳酸酯。 聚碳酸酯是一种性能优良的热塑性工程塑料，具有突出的抗冲击能力，耐蠕变，尺寸稳定性好，耐热、吸水率低、无毒、介电性能优良，被广泛用于电子电气、电动工具、交通运输、汽车、机械、仪表、建筑、信息存储、光学材料、医疗器械、体育用品、民用制品、保安、航空航天及国防军工等领域，是五大工程塑料中唯一具有良好透明性的产品，也是近年来增长速度最快的通用工程塑料。预测我国聚碳酸酯市场的年均增长率将达到10.2%，至2010年工程塑料需求量将接近400万t。聚碳酸酯产量年增长可能达到9%，销售量年增长将达10%。 在聚碳酸酯的合成工艺发展历程中，出现的合成方法颇多，如低温溶液缩聚法、高温溶液缩聚法、吡啶法和部分吡啶法等等，至今仍不断有新的合成方法报道，但已工业化、形成大规模生产的工艺路线并不多，这些方法或者不成熟，或者因成本较高而制约了实际应用m。目前世界上大部分生产厂家普遍采用界面缩聚法或熔融酯交换法，其中80%的生产厂家采用界面缩聚法。 聚碳酸酯工业化生产工艺按照是否使用光气作原料可主要分为两大类。第一类是使用光气的生产工艺。第二类是完全不使用光气的生产工艺。 1光气法 1.1溶液光气法 以光气和双酚A为原料，在碱性水溶液和二氯甲烷(或二氯乙烷)溶剂中进行界面缩聚，得到的聚碳酸酯胶液经洗涤、沉淀、干燥、挤出造粒等工序制得聚碳酸酯产品。此工艺经济性较差，且存在环保问题，缺乏竞争力，已完全淘汰。1.2界面缩聚法 1.2.1二步界面缩聚法 界面缩聚法合成聚碳酸酯化学原理：参与界面缩聚反应的两种单体是双酚A 钠盐和光气，其化学反应式如上所示。按传统的方法，在实施上述反应时，一般分为两步，即光气化阶段和缩聚阶段，这便是通常所说的“二步界面缩聚法”。 1.2.2一步界面缩聚法 近年来，“二步界面缩聚法”正在向“一步界面缩聚法”发展。 在一步界面缩聚法反应过程中，在反应一开始就加入催化剂，由于催化剂显著地加速氯甲酸酯基团与酚盐酯化的反应速度，故当双酚A钠盐光气化的同时，就伴随着缩聚反应的进行，而且几乎在光气化反应结束的同时，缩聚反应也随之结束。 “一步法”光气界面聚合生产聚碳酸酯，反应速度快，双酚A、光气等原料消耗大大降低。工艺成熟、生产稳定、易于操控，是目前世界上比较成熟的合成聚碳酸酯方法之一。 1.3酯交换法