在聚氨酯浇注弹性体中使用粉体填料高效分散剂，实现无气孔、高强度、高硬度的制品。

各位朋友，各位同行，大家下午好！

我是今天的讲座嘉宾，一位在聚氨酯弹性体领域摸爬滚打多年的老兵。今天，我们一起聊聊如何在聚氨酯浇注弹性体中，玩转粉体填料分散的艺术，让我们的产品告别气孔，拥有钢铁般的强度和钻石般的硬度。

说起聚氨酯，大家可能觉得有点陌生，但它早已渗透到我们生活的方方面面。从舒适的鞋底，到耐磨的轮胎，再到高科技领域的密封件，都离不开它的身影。而聚氨酯浇注弹性体，更是其中的佼佼者，因其优异的性能和广泛的应用前景，备受瞩目。

但是，在聚氨酯浇注弹性体的制作过程中，要获得高性能的产品，并非易事。尤其是加入粉体填料时，如果分散不好，就会出现气孔，强度下降，硬度不达标等问题，就像一锅美味的羹汤里，突然出现了一颗颗令人讨厌的疙瘩，让人食之无味，弃之可惜。

那么，如何才能避免这些令人头疼的问题，让我们的聚氨酯产品光彩照人，性能卓越呢？ 答案就是：高效分散！

一、粉体填料：聚氨酯的“强身健体丸”

首先，我们要了解，为什么要在聚氨酯中加入粉体填料。 想象一下，如果把纯的聚氨酯比作一个赤手空拳的武士，那么粉体填料就像是为他穿上了一件坚固的铠甲，或者让他服用了一颗“强身健体丸”。

粉体填料的作用，就好比盖房子用的沙子和石子，可以有效地改善聚氨酯的物理机械性能，降低成本。 不同的填料，有不同的功效。有的能提高强度，有的能增加硬度，有的能改善耐磨性，有的能赋予特殊的颜色和功能。

常见的粉体填料种类繁多，就像武林中的各种兵器，各有千秋：

• 无机填料： 碳酸钙、滑石粉、硅微粉、二氧化钛、氧化铝等等，它们就像是朴实无华的刀剑，经济实用，应用广泛。
• 有机填料： 炭黑、有机颜料、聚四氟乙烯微粉等等，它们像是轻巧灵活的匕首，能赋予聚氨酯特殊的性能。
• 特种填料： 纳米填料、纤维填料等等，它们像是传说中的神兵利器，能大幅提升聚氨酯的性能，但价格也相对较高。

不同的填料，其粒径、形状、表面性质等都不同，对分散的要求也不一样。 选择合适的填料，就像为武士挑选趁手的兵器，才能发挥出大的威力。

二、气孔：聚氨酯的“颜值杀手”

如果说粉体填料是聚氨酯的“强身健体丸”，那么气孔就是聚氨酯的“颜值杀手”。气孔的出现，就像光滑的皮肤上冒出了一颗颗痘痘，让人看着不舒服。 更严重的是，气孔还会降低聚氨酯的强度、硬度、耐磨性等关键性能，影响产品的质量和使用寿命。

气孔的产生，就像厨房里做饭，一不小心就会发生各种意外。

• 填料团聚： 粉体填料如果分散不好，就会团聚成块，就像饺子馅里的面疙瘩，不仅影响美观，还会影响口感。
• 气体滞留： 在混合和浇注过程中，如果操作不当，就会有空气进入，形成气泡，就像啤酒瓶里的二氧化碳，一打开盖子就会喷涌而出。
• 反应副产物： 聚氨酯的反应过程中，有时会产生一些气体副产物，如果没有及时排出，就会形成气孔，就像烧水时产生的蒸汽，如果盖紧盖子就会膨胀。

为了避免这些“厨房事故”，我们需要掌握一些“烹饪技巧”，也就是高效分散的方法。

三、高效分散：聚氨酯的“点石成金术”

高效分散，是让粉体填料在聚氨酯基体中均匀分布，就像把盐均匀地撒在菜肴里，让每一口都能尝到咸味。只有分散好了，才能充分发挥填料的作用，提高聚氨酯的性能。

高效分散，并非易事，需要我们掌握一些“点石成金术”。

1. 预处理：事半功倍的准备工作

   就像做饭前要先把食材清洗干净一样，对粉体填料进行预处理，可以大大提高分散的效果。 预处理的方法有很多，比如：

   • 干燥： 除去填料表面的水分，防止团聚。
   • 表面改性： 用一些特殊的化学物质对填料表面进行处理，使其更容易与聚氨酯基体相容，就像给武士的铠甲涂上一层润滑油，让他更加灵活。
   • 研磨： 将填料的粒径减小，使其更容易分散。

2. 分散剂：化腐朽为神奇的“魔法药水”

   分散剂，就像是武林中的“灵丹妙药”，能化腐朽为神奇，让原本难以分散的填料，乖乖地听话。 分散剂的作用机理，就像是“中间人”，一头抓住填料，一头抓住聚氨酯，把它们紧密地联系在一起。

   分散剂的种类繁多，就像武林中的各种门派，各有绝招：

   • 非离子型分散剂： 靠空间位阻效应，阻止填料团聚。
   • 阴离子型分散剂： 靠静电排斥效应，阻止填料团聚。
   • 阳离子型分散剂： 靠静电排斥效应，阻止填料团聚。
   • 高分子型分散剂： 靠空间位阻和锚固作用，阻止填料团聚。

   选择合适的分散剂，就像为武士选择合适的内功心法，才能发挥出大的威力。

   

   • 非离子型分散剂： 靠空间位阻效应，阻止填料团聚。
   • 阴离子型分散剂： 靠静电排斥效应，阻止填料团聚。
   • 阳离子型分散剂： 靠静电排斥效应，阻止填料团聚。
   • 高分子型分散剂： 靠空间位阻和锚固作用，阻止填料团聚。

   选择合适的分散剂，就像为武士选择合适的内功心法，才能发挥出大的威力。

   以下表格展示了不同类型分散剂的特点，供您参考：

分散剂类型	优点	缺点	适用填料
非离子型分散剂	通用性好，对体系PH值不敏感，相容性好	分散效率相对较低，润湿能力较弱	适用各种填料
阴离子型分散剂	分散效率高，适用于碱性体系	对酸性体系敏感，易受多价金属离子影响	适用于碱性填料，如碳酸钙
阳离子型分散剂	分散效率高，适用于酸性体系	对碱性体系敏感，易与阴离子型助剂反应	适用于酸性填料，如硅微粉
高分子型分散剂	分散稳定性好，锚固作用强，能形成保护层，防止颜料重聚	成本较高，分子量选择较为重要	适用于各种难分散填料，如炭黑、钛白粉

选择分散剂时，需要考虑以下因素：

*   **填料的种类和性质：** 不同的填料，需要不同的分散剂。
*   **聚氨酯的种类和性质：** 不同的聚氨酯，与分散剂的相容性不同。
*   **分散体系的pH值和粘度：** 分散剂的性能会受到pH值和粘度的影响。
*   **分散工艺和设备：** 不同的分散工艺和设备，对分散剂的要求不同。

3. 分散工艺： 精益求精的“炼丹术”

   分散工艺，就像是武林中的“炼丹术”，需要精益求精，才能炼出好的丹药。 分散工艺包括混合、研磨、超声波等多种方法，不同的方法，适用于不同的情况。

   • 混合： 将填料和聚氨酯混合在一起，使其初步分散，就像把各种食材放在一起搅拌，为后续的加工做好准备。
   • 研磨： 利用研磨设备，将填料进一步分散，减小粒径，就像用石磨把粮食磨成面粉，使其更加细腻。
   • 超声波： 利用超声波的能量，破坏填料的团聚体，使其高度分散，就像用内力震碎顽石，使其化为粉末。

   在分散过程中，需要注意以下事项：

   • 分散时间： 分散时间过短，填料分散不充分；分散时间过长，可能会导致聚氨酯发生降解。
   • 分散温度： 分散温度过高，可能会加速聚氨酯的反应；分散温度过低，可能会影响分散效果。
   • 分散速度： 分散速度过快，可能会引入气泡；分散速度过慢，可能会影响分散效率。
   • 分散顺序： 一般先将填料与分散剂混合，再加入聚氨酯中，这样可以提高分散效果。

4. 真空脱泡： 后的“点睛之笔”

   即使经过了上述的种种努力，仍然可能会有一些细小的气泡残留在聚氨酯中，就像是烹饪完成后，汤面上漂浮的油沫，影响美观和口感。

   这时，就需要用到真空脱泡技术，利用真空泵将聚氨酯中的气泡抽出，就像是给汤去油一样，让产品更加完美。

   真空脱泡的时间和真空度需要根据实际情况进行调整，过长的脱泡时间可能会导致聚氨酯发生变质。

四、产品参数：检验成果的“试金石”

经过高效分散处理的聚氨酯浇注弹性体，其性能会得到显著提升。就像武士穿上坚固的铠甲，服用强身健体的丹药，战斗力自然会大大提高。

我们可以通过一些关键的产品参数，来检验分散的效果：

• 拉伸强度： 衡量聚氨酯承受拉伸力的能力，越高越好。
• 断裂伸长率： 衡量聚氨酯的延展性，越高越好。
• 硬度： 衡量聚氨酯的抗压能力，根据不同的应用，需要选择合适的硬度。
• 耐磨性： 衡量聚氨酯的抗磨损能力，越高越好。

• 气孔率： 衡量聚氨酯内部气孔的含量，越低越好。

  以下表格展示了不同分散效果对聚氨酯性能的影响（仅为示例，实际数值会受到填料种类、分散剂和工艺等因素的影响）：

分散效果	拉伸强度 (MPa)	断裂伸长率 (%)	硬度 (邵氏A)	气孔率 (%)
分散良好	40	400	90	0.1
分散一般	30	300	85	1.0
分散较差	20	200	80	5.0

五、案例分享： 实践出真知

为了让大家更好地理解高效分散的重要性，我给大家分享一个案例：

某公司生产一种用于矿山机械的聚氨酯衬板，由于填料分散不好，产品经常出现气孔，导致强度不足，容易损坏。 后来，该公司采用了高效分散剂，并优化了分散工艺，使得产品的拉伸强度提高了20%，耐磨性提高了30%，气孔率降低到0.1%以下，大大提高了产品的使用寿命，赢得了客户的赞誉。

这个案例告诉我们，高效分散不仅仅是一种技术，更是一种创造价值的手段。

六、总结与展望：精益求精，永无止境

各位朋友，高效分散是聚氨酯浇注弹性体生产中的一项关键技术，它关系到产品的质量和性能，关系到企业的竞争力和发展。

希望通过今天的讲座，能让大家对高效分散有更深入的了解，并在实际生产中，灵活运用各种方法和技巧，不断提高产品的质量和性能。

聚氨酯材料的研发和应用，就像一场永无止境的探险，需要我们不断学习，不断创新，不断挑战自我。让我们一起努力，共同推动聚氨酯材料的发展，为社会创造更多的价值！

谢谢大家！

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聚氨酯防水涂料催化剂目录

• NT CAT 680 凝胶型催化剂，是一种环保型金属复合催化剂，不含RoHS所限制的多溴联、多溴二醚、铅、汞、镉等、辛基锡、丁基锡、基锡等九类有机锡化合物，适用于聚氨酯皮革、涂料、胶黏剂以及硅橡胶等。

• NT CAT C-14 广泛应用于聚氨酯泡沫、弹性体、胶黏剂、密封胶和室温固化有机硅体系；

• NT CAT C-15 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，比A-14活性低；

• NT CAT C-16 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用和一定的耐水解性，组合料储存时间长；

• NT CAT C-128 适用于聚氨酯双组份快速固化胶黏剂体系，在该系列催化剂中催化活性强，特别适合用于脂肪族异氰酸酯体系；

• NT CAT C-129 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有很强的延迟效果，与水的稳定性较强；

• NT CAT C-138 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，良好的流动性和耐水解性；

• NT CAT C-154 适用于脂肪族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用；

• NT CAT C-159 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，可用来替代A-14，添加量为A-14的50-60%；

• NT CAT MB20 凝胶型催化剂，可用于替代软质块状泡沫、高密度软质泡沫、喷涂泡沫、微孔泡沫以及硬质泡沫体系中的锡金属催化剂，活性比有机锡相对较低；

• NT CAT T-12 二月桂酸二丁基锡，凝胶型催化剂，适用于聚醚型高密度结构泡沫，还用于聚氨酯涂料、弹性体、胶黏剂、室温固化硅橡胶等；

• NT CAT T-125 有机锡类强凝胶催化剂，与其他的二丁基锡催化剂相比，T-125催化剂对氨基甲酸酯反应具有更高的催化活性和选择性，而且改善了水解稳定性，适用于硬质聚氨酯喷涂泡沫、模塑泡沫及CASE应用中。