新材速递:三菱化学生物基聚碳酸酯二醇BENEBiOL™制成的聚氨酯涂层,用于风电叶片保护 -内参

新材速递:三菱化学生物基聚碳酸酯二醇BENEBiOL™制成的聚氨酯涂层,用于风电叶片保护

来源:专家库 作者: 叶丹 2024-05-22 09:07

三菱化学集团欣然宣布,继与AEROX根据联合研发协议(JRDA)开展合作后,AEROX已采用生物基聚碳酸酯二醇BENEBiOL™作为风力涡轮机叶片保护聚氨酯涂层AROLEP®940系列的原材料。这标志着BENEBiOL™首次用于风力涡轮机叶片涂层。

BENEBiOL™是三菱化学集团首创的一种生物基聚碳酸酯二醇,主要用作聚氨酯树脂的关键原料。AEROX的AROLEP®940系列涂层用于保护风力涡轮机叶片的前缘,因此必须具有抗风雨侵蚀的能力。即使在最恶劣的海上条件下,将BENEBiOL™纳入这些涂层将使其具有超过传统产品的卓越耐腐蚀性,并应降低叶片维护的频率和成本。

未来,通过进一步开发 BENEBiOL™,三菱化学集团将提供更多增值产品,为打造可持续发展的社会做出贡献。

关于AEROX

AEROX总部位于西班牙瓦伦西亚,在中国和美国设有子公司,成立于 2014 年,其愿景是成为风能行业领先的聚合物材料供应商。AEROX专注于设计和制造用于风力涡轮机转子叶片的优质材料,致力于推动可再生能源领域的创新和可持续发展。

关于BENEBiOL™

BENEBiOL™是一种生物基聚碳酸酯二醇(聚氨酯的原材料)。它是通过反复试验而开发的,其理念是“开发突破性和前所未有的产品,为客户提供附加值”。BENEBiOL™因使用生物基材料而具有全新的化学结构,生物基含量高达93%。此外,其耐用性和耐化学性优于传统的石油基聚碳酸酯二醇。它可用作油漆和涂料、弹性体和合成革和人造革的原料,适合汽车、家具、户外装备等应用。

三菱化学BENEBiOL™用于西铁城手表

近日,三菱化学集团还宣布,其生物基聚碳酸酯二醇BENEBiOL™被西铁城手表有限公司选中用于2024年秋冬CITIZEN PROMASTER型号手表(产品编号:JV1007-07E)。由BENEBiOL™制成的聚氨酯材料将用于手表表带。

BENEBiOL™的使用有助于在总体水平上提高聚氨酯的耐用性。鉴于其高耐用性和环保性,西铁城手表有限公司选择BENEBiOL™用于PROMASTER的表带。PROMASTER是专业运动手表中的标志性产品,以其在海、陆、空等极端户外环境中的卓越耐用性和可靠性而闻名。

关于聚碳酸酯二醇(PCDL)

聚碳酸酯二醇(PolyCarbonateDiol,又称聚碳酸酯二元醇,简称PCDL),是合成新一代聚碳酸酯型聚氨酯的重要原料。与传统型多元醇(如普通型聚酯、聚醚等)所合成的聚氨酯材料相比,聚碳酸酯型聚氨酯具有更优良的力学性能、耐水解性、耐热性、耐氧化性、耐摩擦性以及耐化学品性。尤其在耐水解及耐老化性方面具有更优越的表现。

目前工业上用于聚氨酯合成的多元醇主要是聚醚多元醇和聚酯多元醇,两者各有优缺点。聚醚型聚氨酯的耐水解性能和低温性能好,但力学性能和耐高温性能较差;聚酯型聚氨酯虽然有很好的力学性能和耐高温性能,但抗水解能力差。大量实验证明,使用聚碳酸酯二醇作软段可弥补聚醚多元醇和聚酯多元醇做软段的不足,有效改善聚氨酯产品的性能。

聚碳酸酯二醇(PCDL)的合成方法

聚碳酸酯二醇(PCDL)的合成方法主要有光气法、环状碳酸酯开环聚合法(ROP)、环氧化合物与CO2共聚法和酯交换缩聚法。

由于光气法使用剧毒光气(COCl2),产生的HCl容易腐蚀设备,且PCDL的产率较低,如今已基本淘汰。

ROP法合成过程苛刻,且环状碳酸酯价格昂贵,多用于生物医学领域的研究。

环氧化合物与CO2共聚法是合成高分子量聚碳酸酯及低分子量聚碳酸酯二元醇的重要方法,该法以温室气体CO2为原料,对于CO2的综合利用具有非常重要的意义。

酯交换缩聚法是用二烷基碳酸酯与二元醇通过酯交换缩聚反应制备PCDL的方法。通过调整二元醇的种类即可调控PCDL的结构和性能,聚合工艺简单,是比较成熟的PCDL制备方法。常用的二烷基碳酸酯有碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸二苯酯(DPC)。在这些碳酸二酯中,DMC是一种绿色环保型化工产品,可由CO2与甲醇直接缩合制备。

聚碳酸酯二醇(PCDL)的主要生产商

目前,全球聚碳酸酯二元醇(PCDL)的主要生产商有宇部兴产、旭化成、科思创、东曹、柏斯托、可乐丽等,而我国生产能力较少,产能不足万吨。

2023年,我国的元利科技2000吨/年聚碳酸酯二元醇(PCDL)项目投产。此外,2022年10月,万华化学在其官网上发布了关于聚碳酸酯二元醇(PCDL)的环境影响报告书征求意见稿,由万华化学(蓬莱)有限公司建设,规划产能为6000吨/年。

聚碳酸酯二醇(PCDL)的主要应用

聚氨酯弹性体

聚氨酯弹性体主要由低聚物多元醇(聚酯、聚醚和聚碳酸酯)、异氰酸酯及扩链剂等聚合而成,其性能介于塑料与橡胶之间。使用PCDL作软段合成的聚碳酸酯型聚氨酯不仅兼具聚醚型、聚酯型聚氨酯弹性体的优点,还有优异的耐磨性、耐油性、耐化学品性、优良的低温性能和良好的生物相容性,因此聚碳酸酯型聚氨酯弹性体不仅可用于塑料、机械、纺织、建筑、采矿等领域,还可用于医疗器械、人造器官等领域中。

使用PCDL作软段合成的聚碳酸酯型聚氨酯,也被认为是最具价值的医用合成高分子材料之一。聚碳酸酯基聚氨酯材料在体内比聚醚型聚氨酯更耐氧化降解,其水蒸气透过率比聚醚型聚氨酯低2至4倍。因此,聚碳酸酯基聚氨酯材料在肿瘤科、心血管科、骨科等方面有更多的应用机会。

水性聚氨酯

水性聚氨酯由软、硬段⒉部分构成,软段多为聚酯或聚醚多元醇,赋予水性聚氨酯柔韧性。聚酯多元醇在水性聚氨酯合成中占较大份额,所得制品耐热、耐候,但其弱点是聚酯分子中含有羧基基团,极易水解。聚醚多元醇所得制品的柔韧性、伸缩性优异,虽能耐水解,但耐热及耐光性差,拉伸强度也较低,且不耐氧化。

与传统的聚酯或聚醚型水性聚氨酯相比,PCDL-水性聚氨酯具有良好的耐水、耐候、耐化学品性以及较高的低温柔韧性,且具有一定的抗菌特性。因此以聚碳酸酯二元醇(PCDL)制备水性聚氨酯的研究,逐渐成为近年来水性聚氨酯研究领域的热点。由于PCDL的价格较高,目前仅在高性能可盈利的市场推广应用。



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