聚氨酯常用助剂对体系气泡控制和表面缺陷的改善作用
聚氨酯常用助剂对体系气泡控制和表面缺陷的改善作用
在我们日常生活中，聚氨酯几乎无处不在。从家里的沙发垫、床垫，到汽车座椅、冰箱保温层，再到建筑外墙保温材料、运动鞋底……可以说，聚氨酯是现代工业不可或缺的一部分。但你知道吗？这个看似“万能”的材料，在生产过程中也常常会遇到一些“小脾气”，比如：气泡多、表面不光滑、流平性差等问题。
这些问题不仅影响产物的外观，还可能直接影响其性能。那么，有没有什么办法能让聚氨酯“听话”一点呢？答案是肯定的——这就是我们要讲的“助剂”的作用。
一、助剂是什么？它们是聚氨酯的“情绪调节师”
在聚氨酯配方中，除了多元醇和异氰酸酯这两大主角之外，还有一群默默奉献的“配角”——助剂。它们虽然用量不大，但却起着至关重要的作用，尤其是在控制气泡、改善表面质量方面。
常见的助剂包括：
- 催化剂
- 泡沫稳定剂（硅油）
- 消泡剂
- 流平剂
- 润湿分散剂
- 阻燃剂
- 抗氧剂
- 填料
这些助剂各司其职，协同工作，帮助聚氨酯系统达到佳状态。
二、气泡问题的成因与解决之道
在聚氨酯发泡或浇注成型过程中，气泡几乎是不可避免的“副产物”。它可能来源于原料中的水分、搅拌带入空气、反应释放气体，或者模具排气不良等。
气泡的存在可能导致以下后果：
- 材料密度不均
- 力学性能下降
- 表面出现缩孔、橘皮、针眼等缺陷
- 影响尺寸稳定性
这时候，就需要各种助剂来帮忙了。
1. 泡沫稳定剂（硅油类）
硅油类助剂是常见的泡沫稳定剂，主要功能是降低表面张力，使气泡更均匀、更细小，并延缓破裂时间，从而获得结构更稳定的泡沫体。
| 助剂类型 | 型号举例 | 主要功能 | 推荐用量范围 |
|---|---|---|---|
| 硅酮类泡沫稳定剂 | TEGOSTAB B8462、L-580 | 稳定泡孔结构，防止塌泡 | 0.5%~3% |
| 非硅类泡沫稳定剂 | 厂耻谤蹿测苍辞濒系列 | 改善流平性和润湿性 | 0.1%~1% |
2. 消泡剂
消泡剂的作用是打破已经形成的气泡膜，促使气泡破裂并逸出。适用于非发泡型聚氨酯体系，如胶黏剂、涂料、密封胶等。
| 消泡剂类型 | 型号举例 | 特点 | 应用场景 |
|---|---|---|---|
| 矿物油类 | BYK-066N | 成本低，适用广 | 胶黏剂、密封胶 |
| 有机硅类 | TEGO Airex 920 | 效果好，不影响透明度 | 涂料、清漆 |
| 聚醚改性硅氧烷 | Foamstar ST-2410 | 高效消泡，适应性强 | 多用途 |
3. 催化剂
催化剂控制反应速率，进而影响气泡生成的速度和大小。若反应过快，气泡来不及排出；反应太慢，则泡孔容易坍塌。
| 催化剂类型 | 型号举例 | 功能 | 适用体系 |
|---|---|---|---|
| 胺类催化剂 | Dabco TMR-2 | 加速发泡反应 | 软质泡沫 |
| 锡类催化剂 | Fomrez UL-28 | 促进凝胶反应 | 硬质泡沫 |
| 延迟型催化剂 | Polycat 46 | 控制反应平衡 | 自结皮泡沫 |
叁、表面缺陷的“克星”们
除了气泡问题，聚氨酯制品还经常出现一些表面缺陷，比如：
- 缩孔（肠谤补迟别谤颈苍驳）
- 橘皮（orange peel）
- 针孔（辫颈苍丑辞濒别）
- 流挂（蝉补驳驳颈苍驳）
这些缺陷不仅影响美观，还可能影响功能性。而这些，往往可以通过添加适当的助剂来改善。
1. 流平剂
流平剂的作用是在涂层干燥前让表面保持流动性，使其自动平整。常见种类包括有机硅类、丙烯酸酯类等。
| 类型 | 型号举例 | 特点 | 推荐用量 |
|---|---|---|---|
| 有机硅流平剂 | TEGO Wet系列 | 提高润湿性，减少橘皮 | 0.1%~0.5% |
| 丙烯酸流平剂 | Modaflow | 适用于溶剂型体系 | 0.3%~1.0% |
2. 润湿分散剂
这类助剂可以提高树脂对基材或颜填料的润湿能力，避免缩孔、鱼眼等缺陷。
| 类型 | 型号举例 | 功能 | 适用领域 |
|---|---|---|---|
| 有机硅润湿剂 | 顿测苍辞濒系列 | 提高基材润湿性 | 涂料、胶黏剂 |
| 聚醚胺类 | Disperbyk-161 | 分散效果佳 | 色浆体系 |
3. 抗缩孔剂
专门用于防止缩孔形成，常用于高光泽涂装体系。
| 类型 | 型号举例 | 功能 | 适用领域 |
|---|---|---|---|
| 有机硅润湿剂 | 顿测苍辞濒系列 | 提高基材润湿性 | 涂料、胶黏剂 |
| 聚醚胺类 | Disperbyk-161 | 分散效果佳 | 色浆体系 |
3. 抗缩孔剂
专门用于防止缩孔形成，常用于高光泽涂装体系。
| 助剂名称 | 生产商 | 推荐用量 | 特点 |
|---|---|---|---|
| Additol VXW 6210 | BASF | 0.2%~0.5% | 快速消除缩孔 |
| EFKA PL-2000 | Evonik | 0.1%~0.3% | 兼具流平与润湿功能 |
四、如何搭配使用？一个字：巧！
在实际应用中，助剂不是越多越好，也不是随便加几种就能解决问题。关键在于“精准搭配”和“合理用量”。
举个例子：如果你做的是软质泡沫海绵，那你可以考虑用TEGOSTAB B8462作为泡沫稳定剂，配合Dabco TMR-2作为催化剂，再适当加入BYK-066N消泡剂，这样就能有效控制泡孔结构，同时减少表面气泡残留。
又比如，你在做聚氨酯涂料时，可能会选择Dynol润湿剂+TEGO Wet流平剂组合，再加上适量的Foamstar ST-2410消泡剂，这样可以在保证流平的同时，避免缩孔和针眼。
当然，这一切的前提是你得了解你的原材料特性、工艺条件以及终性能需求。
五、国内与国外的研究现状对比
在聚氨酯助剂的应用研究方面，国内外都积累了丰富的经验。不过由于市场定位和技术路线不同，侧重点也略有差异。
国外研究特点：
- 更注重环保和高效性
- 助剂种类丰富，功能细分明确
- 强调复配技术和智能化配方设计
例如，德国Evonik、美国Air Products、日本信越化学等公司推出的高性能硅油和流平剂，在高端聚氨酯体系中广泛应用。
国内研究进展：
- 近年来发展迅速，国产替代趋势明显
- 在性价比方面具有优势
- 正逐步向高端市场迈进
比如，广州擎天化工、江苏美思邦、浙江皇马科技等公司已能提供多种类型的助剂产物，广泛应用于泡沫、胶黏剂、涂料等领域。
六、总结：助剂虽小，作用不小
总的来说，聚氨酯助剂就像是厨房里的调味料——盐放多了咸，糖放少了淡。只有恰到好处地调配，才能做出一道色香味俱全的好菜。
对于气泡控制和表面缺陷的改善，助剂扮演着不可替代的角色。它们不仅能提升产物质量，还能优化生产工艺，降低能耗，延长产物寿命。
在未来的聚氨酯行业中，随着环保要求日益严格、客户对品质追求不断提升，助剂的研发与应用将越来越受到重视。谁能掌握“助剂密码”，谁就能在激烈的市场竞争中脱颖而出。
参考文献：
国外着名文献：
- Frisch, K. C., & Reegen, P. G. (1974). Polyurethanes: Chemistry and Technology. Wiley Interscience.
- Saunders, J. H., & Frisch, K. C. (1962). Polyurethanes: Chemistry and Technology Part I – Chemistry. Interscience Publishers.
- Gooch, J. W. (2011). Encyclopedia of Materials: Plastics and Composites. Springer.
- Oertel, G. (Ed.). (1994). Polyurethane Handbook (2nd ed.). Hanser Publishers.
- Scrivens, G. A., et al. (2003). "Surface Defect Control in Polyurethane Coatings." Progress in Organic Coatings, 47(3-4), 389–396.
国内权威期刊与论文：
- 李建军, 张晓东. (2018). “聚氨酯泡沫稳定剂的研究进展.”《塑料工业》, 46(6), 12-16.
- 王志刚, 刘红梅. (2020). “聚氨酯涂料表面缺陷成因及解决方案.”《中国涂料》, 35(11), 23-27.
- 赵志强, 陈晓明. (2019). “聚氨酯助剂在胶黏剂中的应用.”《粘接》, 40(8), 45-49.
- 黄俊, 林伟. (2021). “聚氨酯发泡工艺中气泡控制技术探讨.”《化工新型材料》, 49(2), 67-71.
- 吴志勇, 郑立军. (2017). “聚氨酯表面流平与润湿技术综述.”《涂料工业》, 47(4), 56-60.
这篇文章写到这里就告一段落了。希望你读完之后，对聚氨酯助剂有了更深的理解，也明白了一个道理：有时候，决定成败的，不是主料，而是那些不起眼的小角色。
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公司其它产物展示:
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NT CAT T-12 适用于室温固化有机硅体系，快速固化。
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NT CAT UL1 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性，活性略低于T-12。
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NT CAT UL22 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，活性比T-12高，优异的耐水解性能。
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NT CAT UL28 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，该系列催化剂中活性高，常用于替代T-12。
-
NT CAT UL30 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性。
-
NT CAT UL50 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性。
-
NT CAT UL54 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性，耐水解性良好。
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NT CAT SI220 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，特别推荐用于MS胶，活性比T-12高。
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NT CAT MB20 适用有机铋类催化剂，可用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，活性较低，满足各类环保法规要求。
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NT CAT DBU 适用有机胺类催化剂，可用于室温硫化硅橡胶，满足各类环保法规要求。