探索聚氨酯常用助劑在合成革、鞋材和紡織涂層中的廣泛應用
聚氨酯常用助劑在合成革、鞋材與紡織涂層中的廣泛應用
說起聚氨酯（Polyurethane，簡稱PU），大家可能并不陌生。它是一種高分子材料，廣泛應用于我們日常生活的方方面面，從沙發墊子到汽車座椅，從運動鞋底到雨衣面料，幾乎無處不在。而在這背后，有一群“幕后英雄”——聚氨酯的常用助劑，它們雖不顯山露水，卻對終產品的性能起到了決定性作用。
今天，我們就來聊聊這些“隱形推手”，看看它們是如何在合成革、鞋材和紡織涂層中大展身手的。
一、什么是聚氨酯助劑？
聚氨酯助劑是指在聚氨酯加工過程中添加的一類輔助化學品，用于改善材料的加工性能、物理性能、耐久性以及外觀等。常見的聚氨酯助劑包括：
- 增塑劑
- 穩定劑（抗氧劑、紫外線吸收劑）
- 表面活性劑
- 催化劑
- 阻燃劑
- 填料
- 潤滑劑
它們就像是廚師手中的調味料，雖然用量不多，但少了哪一味，菜的味道就變了。
二、聚氨酯助劑在合成革中的應用
合成革是仿皮革的一種人造材料，因其成本低、環保性強、可塑性高等優點，在服裝、家具、汽車內飾等領域廣泛應用。而在其制造過程中，聚氨酯助劑的作用不可忽視。
1. 助劑種類及功能
| 助劑類型 | 主要功能 | 典型產品示例 |
|---|---|---|
| 增塑劑 | 提高柔軟性和彈性 | 鄰苯二甲酸酯類（DOP）、DOTP |
| 抗氧劑 | 防止氧化降解 | Irganox 1010、Irganox 1076 |
| 紫外線吸收劑 | 防止光照老化 | Tinuvin 328、Tinuvin 234 |
| 表面活性劑 | 改善涂層附著力 | BYK-348、TEGO Wet系列 |
| 填料 | 調節手感、降低成本 | 碳酸鈣、滑石粉 |
2. 應用實例：汽車座椅革
以汽車座椅革為例，這類產品要求不僅柔軟舒適，還要具備良好的耐磨性和耐候性。此時，增塑劑可以賦予材料足夠的柔韌性，抗氧劑和紫外線吸收劑則能有效延長使用壽命，避免因日曬或高溫導致的變硬、開裂。
比如某知名品牌采用的配方中，加入了約5%的DOTP作為增塑劑，并配合使用Irganox 1076和Tinuvin 328，使成品革在85℃高溫下存放1000小時后仍保持良好性能。
三、聚氨酯助劑在鞋材中的應用
鞋子，是我們每天穿得多的物品之一。一雙好鞋，不僅要好看，更要舒服、耐用。而聚氨酯在鞋材中的應用，正是為了滿足這些需求。
1. 助劑種類及功能
| 助劑類型 | 主要功能 | 典型產品示例 |
|---|---|---|
| 催化劑 | 加快反應速度 | T-9、T-12、A-1 |
| 發泡劑 | 控制發泡過程 | 水、碳氟化合物（如HCFC-141b） |
| 阻燃劑 | 提高阻燃性能 | 十溴二苯醚、氫氧化鋁 |
| 潤滑劑 | 改善脫模性和表面光潔度 | 硬脂酸鋅、硅油 |
| 抗菌劑 | 防止霉變、異味 | Ag+離子抗菌劑、有機錫類 |
2. 應用實例：運動鞋中底
以運動鞋中底為例，通常采用微孔聚氨酯泡沫材料。這類材料需要輕質、高彈且有一定的緩沖性能。為此，常使用水作為化學發泡劑，配合催化劑T-9和T-12，控制發泡速率和泡孔結構。
1. 助劑種類及功能
| 助劑類型 | 主要功能 | 典型產品示例 |
|---|---|---|
| 催化劑 | 加快反應速度 | T-9、T-12、A-1 |
| 發泡劑 | 控制發泡過程 | 水、碳氟化合物（如HCFC-141b） |
| 阻燃劑 | 提高阻燃性能 | 十溴二苯醚、氫氧化鋁 |
| 潤滑劑 | 改善脫模性和表面光潔度 | 硬脂酸鋅、硅油 |
| 抗菌劑 | 防止霉變、異味 | Ag+離子抗菌劑、有機錫類 |
2. 應用實例：運動鞋中底
以運動鞋中底為例，通常采用微孔聚氨酯泡沫材料。這類材料需要輕質、高彈且有一定的緩沖性能。為此，常使用水作為化學發泡劑，配合催化劑T-9和T-12，控制發泡速率和泡孔結構。
例如，某國際品牌在其旗艦跑鞋中使用的聚氨酯中底配方中，加入了0.5%的T-9催化劑和2%的水發泡劑，同時添加了Ag+抗菌劑，使得鞋底不僅彈性出色，還具備抑菌防臭功能，深受消費者喜愛。
四、聚氨酯助劑在紡織涂層中的應用
紡織品的涂層處理，是為了提升其功能性，比如防水、透氣、防污、抗菌等。聚氨酯作為一種優異的成膜材料，被廣泛用于各類織物涂層中。
1. 助劑種類及功能
| 助劑類型 | 主要功能 | 典型產品示例 |
|---|---|---|
| 成膜助劑 | 降低成膜溫度，提高涂膜連續性 | Texanol、Coalesol |
| 流平劑 | 改善涂布均勻性 | BYK-341、TEGO Flow系列 |
| 防水劑 | 賦予織物防水性能 | C6/C8氟碳類防水劑 |
| 抗靜電劑 | 減少靜電積聚 | 陽離子型季銨鹽類 |
| 柔軟劑 | 提高織物手感 | 有機硅柔軟劑、陽離子柔軟劑 |
2. 應用實例：沖鋒衣面料
沖鋒衣之所以能在風雨中保護我們，離不開聚氨酯涂層的幫助。以一款高端戶外沖鋒衣為例，其面料采用了聚氨酯乳液為基礎，加入C6氟碳類防水劑和Texanol成膜助劑。
這種組合既能保證面料在低溫下依然具有良好的成膜性，又能實現優異的防水性能（靜水壓>10000mmH?O）。同時，添加適量的有機硅柔軟劑，使得衣服穿著舒適、觸感細膩。
五、助劑選擇的關鍵因素
在實際應用中，助劑的選擇并不是“越多越好”，而是講究一個“適配性”。以下是幾個關鍵考慮因素：
- 基材類型：不同的聚氨酯體系（如聚酯型、聚醚型）對助劑的兼容性不同。
- 工藝條件：如溫度、壓力、時間等都會影響助劑的效果。
- 環保要求：越來越多的產品需符合REACH、RoHS等國際環保法規。
- 成本控制：高性能不一定意味著高價格，合理搭配才是王道。
六、結語：小助劑，大能量
聚氨酯助劑，看似不起眼，卻是決定產品質量和市場競爭力的關鍵因素之一。它們如同交響樂團中的指揮家，協調各方力量，讓整個系統運轉順暢。
隨著環保意識的增強和技術的進步，未來的聚氨酯助劑將更加注重綠色、高效和多功能化的發展方向。我們期待著更多創新型助劑的出現，為人類生活帶來更多便利與美好。
參考文獻（國內外著名研究）
以下是一些國內外關于聚氨酯助劑應用的重要參考文獻，供有興趣的讀者進一步查閱：
國內文獻：
- 張志斌，《聚氨酯材料及其助劑》，化學工業出版社，2018年。
- 李紅梅，《合成革用聚氨酯助劑的研究進展》，《塑料工業》，2020年第48卷第6期。
- 王立新，《聚氨酯在紡織涂層中的應用現狀與發展前景》，《印染助劑》，2019年第36卷第5期。
- 陳曉東，《環保型聚氨酯鞋底材料的研究進展》，《中國塑料》，2021年第35卷第2期。
國外文獻：
- G. Woods, The ICI Polyurethanes Book, 2nd Edition, John Wiley & Sons, 1990.
- D. Randall and S. Lee, The Polyurethanes Book, Smithers Rapra, 2002.
- A. Nofar, M., et al., "Recent developments in polyurethane materials for footwear applications", Journal of Applied Polymer Science, 2020.
- R. D. Allen, "Coatings for Textiles: Chemistry and Applications", Progress in Organic Coatings, Vol. 135, 2019.
希望這篇文章能讓您對聚氨酯助劑有一個更全面、生動的認識。它們雖小，卻威力無窮，正如古人所云：“工欲善其事，必先利其器。”在聚氨酯的世界里，助劑就是那把不可或缺的好“器”。
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聚氨酯防水涂料催化劑目錄
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NT CAT 680 凝膠型催化劑，是一種環保型金屬復合催化劑，不含RoHS所限制的多溴聯、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類有機錫化合物，適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。
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NT CAT C-14 廣泛應用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機硅體系；
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NT CAT C-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，比A-14活性低；
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NT CAT C-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用和一定的耐水解性，組合料儲存時間長；
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NT CAT C-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系，在該系列催化劑中催化活性強，特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系；
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NT CAT C-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有很強的延遲效果，與水的穩定性較強；
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NT CAT C-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，良好的流動性和耐水解性；
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NT CAT C-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用；
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NT CAT C-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，可用來替代A-14，添加量為A-14的50-60%；
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NT CAT MB20 凝膠型催化劑，可用于替代軟質塊狀泡沫、高密度軟質泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質泡沫體系中的錫金屬催化劑，活性比有機錫相對較低；
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NT CAT T-12 二月桂酸二丁基錫，凝膠型催化劑，適用于聚醚型高密度結構泡沫，還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等；
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NT CAT T-125 有機錫類強凝膠催化劑，與其他的二丁基錫催化劑相比，T-125催化劑對氨基甲酸酯反應具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩定性，適用于硬質聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應用中。