1前言

　　在聚氨酯工业中，异氰酸酯坫最重要的原材料之一。异氰酸酯种类很多，仅—苯遙中烷二异氰酸酯系列就有三大种，其中改性MDI里又有细分，所以对聚氨酯工业技术人员来说，熟悉异氰酸酯的种类、规格和用途，才能很好地从事相关产品的开发和生产。

　　在分子结构中含有异氰酸酯基团(-N=C =O)的化合物，均称为异氰酸酯，其结构通式如下：

      R-(NCO)n

　　式中R为烷基、芳基和脂环基等，所以异氰酸酯按照分子结构就可以分为脂肪族、芳香族和脂环族片氰酸酯等：n = 1、2、3……整数。在聚氨酯材料的合成中，主要使用的是n≥2的异氰酸酯化合物。目前，聚氨酯工业中用量最大的有机异氰酸酯主要是二苯基甲烷二异氰酸酯(简称MDI)和甲苯二异氰酸酯 (简称TDI)，包括它们的异构体、混合物和齐聚物等，这里讲述的是MDI的单体、聚合物和改性物的物化性质比较和防护等。

　　2物性指标与用途

　　2.1 纯MDI

　　纯MDI商品是白色至浅黄色固体，要的化学结构是 4, 4 ' - M D I (diphenylmethane-4, A1 - diisocyanate),此外还有两种异构体：2, 4’ -MDI 和2, 2’ -MDI,它们的分子式如下：

　　在聚氨酯丄业中所用的MDI，主要是指4，4’ -MDI (木文MDI如未特别申明，均指4，4’ -MDI)，它的基本物理性能见表1 :

　　2.2 粗MDI

　　粗M D I是多亚甲基多苯基多异氰酸酯 Cpolyphenyl me thane poly i socyanate,简称 PAPI) 的别名，其结构式如下

　　C 式中 n = 0 , 1 , 2 , 3 …)

　　粗MDI是一种不同官能度的多异氰酸酯混合物，其中n = 0的二异氰酸酯(MDI)占混合物总量的50%左 心，其余是3官能度平均分子景为350?420的低聚合度异氰酸酯棕色液体。大多数公司生产的粗MDI为中等 聚合度的产品，平均官能度约为2. 7，粘度在100? 300mPa. s之间，主要用于制备聚氨酯硬质泡沫塑料、防 水材料等制品。其基本物理性能见表2：

　　在实际生产中，根据产品使用目的和性能要求的不同，控制反应工艺条件，可生产出不同的PAPI产品。表3列出了一些厂家PAPI的产品规格。

　　2.3 液化MDI

　　MDI是目前聚氨酯工业中最重要的二异氰酸酯之一，但是由于它在性状上所带来的运输和贮存的苛刻性，对其应用和推广造成了一定的困难，因此，对MDI的液化改性的研究就显得尤为重要。液化改性后的MDI不仅能避免在运输和贮存上的苛刻条件，同时也为MDI基聚氨酯材料性能的提高和改善，提供了在MDI原料上进行 大范围改性的基础。

　　MDI改性的方法较多，主要都是属于依靠自身反应或与其他化学品反应或掺合等方式进行改性。工业上常 用的液化MDI改性方法大致有以下几种：

　　（1）多元醇改性的液化M D I

　　该改性方法是选用适当的多元醇与过量的4, 4’ -MDI反应，生成带端基-NC0基团的较大分子改性MDI。 基本反应式如下：

　　常用的多元醇有低分子量多元醇化合物、聚醚多元醇和聚酯多元醇。在适当的反应条件和原料种类的搭配 下，生成的改性MDI室温下为液态，贮存稳定性得到极大提高，制品的性能也有不同程度的改善。以日本NPU 液化MDI为例，其产品主要规格见表4。

　　（2）碳化二亚胺改性的液化M D I

　　在适当的催化剂存在下，将MDI加热使之发生缩聚反应，形成含有碳化二亚胺结构，基本反应式如下：

　　这种液化MDI产品不仅具备较高的反应活性和较多的苯环，同时还含有重叠的不饱和双键——碳化二亚胺键。这种结构可以进行许多加成反应，在聚氨酯产品尤其是聚酯型聚氨酯产品中具备优秀的耐水解性能。众所周知，当 聚氨酯水解时，酯基会水解断裂皂化生成羟基和羧基，羧基在聚氨酯材料进一步水解时起到自动催化作用而具有较大危害，而碳化二亚胺很容易与铵基反应，生成酰脲产物，能有效地阻止聚氨酯水解作用的蔓延。该类改性MDI 还包括碳化二亚胺改性的液化MDI进一步与MDI反应形成的脲酮亚胺型液化MDI。

　　碳化二亚胺改性的MDI规格举例如表5。

　　（3）掺混型液化M D I

　　该改性方法是将4, 4’ -MDI与其他异氰酸酯进行掺混而使MDI由固体转化为液体MDI的改性方法。这里所指的异氰酸酯包括2, 4’ -MDI、TDI、聚合MDI以及多元醇、碳化二亚胺等改性MDI。若是用2 , 4’ - MDI掺混，则当其重量份额达到25%时，混合物在常温下就是液态。这种液化MDI的规格举例如表6。

　　3. MDI系列产品的典型应用

　　MDI作为聚氨酯工业最重要的异氰酸酯之一，它的系列产品的物性和典型应用可综合介绍如下(见表7):

　　注：I、II、III、IV型改性液化MDI分别指多元醇改性型、碳化二亚胺改性型、脲酮亚胺改性塑和掺混改性.型MDI。

　　4.异氰酸酯的净化处理

　　生产上用完后的残存在桶壁上的异氰酸酯以及发生少量泄漏的异氰酸酯必须使用适当的方法进行净化处理。这里介绍一些净化处理方法。

　　净化剂的作用就是“中和”异氰酸酯，使其转化为无害、不溶性固体的产品。为处理事故场所、泄漏等而 设计的净化剂，基本配方如下：

　　水 90% (重量或体积)

　　液体洗涤剂 2%

　　浓缩氨溶液 8%

　　该产品又称为“液体净化剂”，对于更多的日常操作，如设备和机械部件的净化处理等，采用下列净化剂更为有效：水 45%

　　醇(乙醇、异丙醇或丁醇) 50% (重量或体积)

　　浓缩氨溶液 5%

　　但由于它具有可燃性，故该种净化剂只能用于“预防性”场合。

　　对于小型机器部件和管道等，可以使用2-乙氧基乙醇(乙二醇单乙基醚)进行净化和清洗，该化合物也是可燃的，但它的优点在于反应后的产物是可溶的。在大多数情况下，必须检查这些净化方法是否完全有效。紧急事故的处理，都 应配戴相应的防护装备，并通知消防和供应商给予帮助。