异氰酸酯(英文缩写MDI)是一种高分子新材料,是制备聚氨酯(英文缩写PU)的最主要原料。这种高分子新材料具有橡胶、塑料的双重优点,尤其是在隔热、隔音、耐磨、耐油、弹性等方面有其他合成材料无法比拟的优点,目前被大量应用在汽车、建筑,以及家电行业和鞋类产品上。近十年来,全球MDI需求年均增速超过9%,我国是增长最快、潜力最大的市场,已成为继美国之后的第二大MDI消费国,预计到2011年,年需求量将达到100万吨以上。
由于MDI生产技术复杂,工艺装置要求高,先进的生产技术基本上为几个跨国公司所掌握,生产相对集中。生产装置主要分布于北美、西欧及日本等工业化国家。其中,德国拜耳(BAYER)是世界上MDI和PU原料产量最大的公司,约占世界的30%。我国MDI的生产始于上世纪60年代,先后在大连、太原、常州等地利用国内自己开发的技术建成年产几百吨级的装置,产量小、工艺落后、产品质量差,但是对当时国内聚氨酯工业的发展起了重要作用。
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1、MDI-100
MDI-100为含4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯99%以上的MDI(即所谓的纯MDI),室温下为白色或微黄色固体,熔化后为无色至微黄色液体。其主要成分结构式如下:
MDI-100广泛应用于包括微孔弹性体(鞋底、轮胎、自结皮、汽车保险杠等)、热塑型弹性体、浇注型弹性体在内的各类弹性体的制造,还大量应用于人造革、胶粘剂、涂料等的制造。
2、MDI-50
MDI-50为2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯与 4,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯各占约50%的混合物(即所谓高2,4'体MDI),室温下为无色至微黄色透明液体。
由于2,4体与4,4体MDI反应的活性的差异,MDI-50为浇注型模塑制品的生产提供了更好的流动性能。该产品可用于各类聚氨酯弹性体、胶粘剂、涂料、汽车部件、内饰件的生产。
3、MDI-100与MDI-50的贮存注意事项
该类产品极易与水发生反应,生成不溶性的脲类化合物并放出二氧化碳,造成鼓桶。因此在贮存过程中,必须保证容器的严格干燥密封并充干燥氮气保护。
MDI-100和MDI-50随贮存时间的延长可生成二聚体不溶物,其生成速度与温度具有很大的关系,其贮存温度越低越好,必须在5℃以下贮存。在液态状态,贮存温度在44-46℃的范围内较好,但不易久放。
按规定的贮存条件,固体MDI的保质期为3个月。
4、MDI-100和MDI-50的各项质量指标对应用的影响
(1)色数:
MDI-100和MDI-50的色数为≤30APHA。据文献报道,影响MDI色数的原因很复杂,主要有被空气氧化,含水解氯杂质等。对不严格要求聚氨酯制品的色泽的场合下,色数略高,对制品质量影响不太大。
(2)纯度
MDI-100和MDI-50的纯度指标为≥99.6%,是采用二正丁基胺滴定法分析的,故此纯度只能说明各种二苯基甲烷二异氰酸酯的含量是≥99.6%,并不能说明MDI产品中,4,4'体MDI的含量,实际上,MDI-100中的4,4'体MDI的含量≥99%,而MDI-50中的4,4'体MDI的为50±5%。
(3)凝固点
MDI-100的凝固点≥38.5℃,MDI-50的凝固点≤15℃.
凝固点是MDI中4,4'-MDI纯度的标志。MDI-100的凝固点越高,说明4,4'-MDI的含量越高。
(4)水解氯
MDI-100和MDI-50的水解氯含量≤0.005%。
由于MDI是光气化法生产的,水解氯的存在是不可避免的,能够以水解氯形式存在于MDI中的化合物很多很复杂。
水解氯高,将造成MDI的反应活性低,故此项指标越低越好,水解氯的高低主要是由MDI生产过程决定的。
(5)环已烷不溶物
MDI-100和MDI-50的环已烷不溶物≤0.3%。
因为2,4'-MDI和4,4'-MDI都溶于环已烷,而4,4'-MDI的二聚体及其它较高分子量的微量杂质则不溶于环已烷,由于MDI中其它杂质极微,所以环已烷不溶物一项主要代表了MDI中4,4'-MDI二聚体的含量。环已烷不溶物超标将造成非泡沫弹性体制品制备过程中局部凝胶。
鉴别环已烷不溶物是否超标的另一个简单办法是将MDI样品溶化加热到70℃,维持几分钟后,再降低到45℃,看是否透明。
5、MDI-100和MDI-50正常贮存过程中物性指标的变化趋势。
MDI在正常贮存过程中物性指标发生变化的最重要的原因是由于二聚体生成而引起的一系列变化。
由于MDI在贮存过程中二聚体不断生成,环已烷不溶物必然逐渐上升,纯度和凝固点也会逐渐下降。
此外,色数有时也会逐渐上升、水解氯一般没有明显变化。
6、MDI-100和MDI-50贮存过程中常发生的质量问题
MDI贮存过程中常发生的质量问题是变混、返黄。变混、返黄大多因贮存温度不合适或贮存超期造成。
参考资料:http://www.ytpu.com