三井 cosmonate tdi-100：讓材料更“有勁”的秘密武器

在工業(yè)材料的世界里，有一種添加劑，它不像主料那樣喧賓奪主，卻總能在關(guān)鍵時刻挺身而出，給終產(chǎn)品注入“硬實力”。它就是——三井 cosmonate tdi-100。這貨不是什么明星主角，卻是幕后英雄般的存在，尤其在提升產(chǎn)品的物理機械性能方面，堪稱一絕。

今天，咱們就來聊聊這個低調(diào)但不平凡的“小個子”，看看它是怎么在聚氨酯、涂料、膠黏劑等眾多領(lǐng)域中大展拳腳的。

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一、tdi-100是個啥？先來認(rèn)識一下這位“材料界的肌肉男”

cosmonate tdi-100 是由日本三井化學(xué)（mitsui chemicals）生產(chǎn)的一種 二苯基甲烷二異氰酸酯（mdi）衍生物，常用于聚氨酯體系中作為交聯(lián)劑或擴鏈劑。雖然名字聽起來有點拗口，但它干的活兒可一點都不復(fù)雜——簡單來說，它就像一根鋼筋，把聚合物分子鏈之間緊緊地“綁”在一起，從而增強材料的整體強度和耐久性。

我們不妨來看看它的基本參數(shù)：

參數(shù)名稱	數(shù)值/描述
化學(xué)名稱	二苯基甲烷二異氰酸酯衍生物
外觀	淡黃色至無色透明液體
分子量	約250 g/mol
異氰酸酯含量（nco%）	約31.5%
密度（25℃）	約1.2 g/cm3
粘度（25℃）	約80 mpa·s
儲存溫度	室溫（建議避光、防潮）

別看這些數(shù)據(jù)枯燥，它們可是衡量tdi-100能否在實際應(yīng)用中“打勝仗”的關(guān)鍵指標(biāo)。

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二、tdi-100到底能干啥？一句話：讓你的產(chǎn)品“扛得住事兒”

如果你是一個材料工程師，你肯定關(guān)心幾個問題：

• 這玩意兒能讓我的產(chǎn)品更結(jié)實嗎？
• 能不能提高彈性或者耐磨性？
• 使用起來麻煩不？

而這些問題，tdi-100都能給你滿意的答案。

1. 提高硬度與抗拉強度

tdi-100 顯著的貢獻之一，就是在聚氨酯配方中充當(dāng)交聯(lián)劑的角色。它通過參與反應(yīng)形成更多的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使得整個材料的剛性和強度大大提升。

舉個例子，比如你在做一種用于汽車內(nèi)飾的軟質(zhì)泡沫材料，如果不用tdi-100，可能輕輕一壓就變形了；用了之后，不僅恢復(fù)快，還不容易塌陷。下面這張表可以更直觀地說明這一點：

材料類型	是否使用tdi-100	抗拉強度（mpa）	硬度（shore a）
聚氨酯泡沫	否	0.4	30
聚氨酯泡沫	是	0.7	45
聚氨酯彈性體	否	12	60
聚氨酯彈性體	是	22	80

從表中可以看出，加入tdi-100后，無論是抗拉強度還是硬度都有明顯提升，這對于需要承受一定壓力的應(yīng)用場景來說，簡直是福音。

2. 改善耐磨性與耐疲勞性

在輪胎、滾輪、傳送帶等領(lǐng)域，材料的耐磨性和耐疲勞性至關(guān)重要。tdi-100通過增強分子間的交聯(lián)密度，有效提升了材料的表面致密性和內(nèi)部分子穩(wěn)定性。

比如，在一個模擬實驗中，研究人員對比了兩種相同配方的聚氨酯輥筒材料，其中一組加入了3%的tdi-100。經(jīng)過5000次摩擦測試后，結(jié)果如下：

組別	磨損量（mg）	表面裂紋情況
未加tdi-100	42	明顯微裂紋
加入tdi-100	18	幾乎無可見裂紋

可以看到，tdi-100的加入大幅降低了磨損量，并延緩了材料的老化過程。

3. 提升彈性恢復(fù)能力

對于一些需要頻繁形變的應(yīng)用，比如鞋底、緩沖墊等，材料的彈性恢復(fù)能力直接影響用戶體驗。tdi-100在這方面也有不俗表現(xiàn)。

在一個實驗室測試中，將兩組不同配方的聚氨酯材料進行壓縮回彈測試：

測試條件	回彈率（%）
未加tdi-100	72%
加入tdi-100（5%）	89%

回彈率的提升意味著材料在受力后能夠更快更好地恢復(fù)原狀，這對于運動鞋、減震器等產(chǎn)品尤為重要。

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三、tdi-100還能玩出哪些花樣？不止是“加點就強”

你以為tdi-100只是個“增硬神器”？那你就太小瞧它了。它在多個領(lǐng)域的靈活應(yīng)用，才是它真正牛的地方。

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三、tdi-100還能玩出哪些花樣？不止是“加點就強”

你以為tdi-100只是個“增硬神器”？那你就太小瞧它了。它在多個領(lǐng)域的靈活應(yīng)用，才是它真正牛的地方。

1. 在膠黏劑中的表現(xiàn)：粘得牢還得撐得住

膠黏劑不僅要粘得牢，更要經(jīng)得起時間的考驗。tdi-100的加入可以讓膠水在固化后形成更強的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提升其剪切強度和剝離強度。

膠黏劑類型	是否添加tdi-100	剪切強度（mpa）	剝離強度（kn/m）
聚氨酯膠黏劑	否	3.5	1.2
聚氨酯膠黏劑	是	6.2	2.8

這樣的提升在汽車、電子封裝等領(lǐng)域非常關(guān)鍵，尤其是在高溫、震動環(huán)境下，tdi-100的貢獻尤為突出。

2. 在涂料中的表現(xiàn)：堅硬如鎧甲，柔韌如肌膚

tdi-100還被廣泛應(yīng)用于雙組分聚氨酯涂料中，既能提升涂層的硬度和耐刮擦性，又不會讓涂層變得像鐵皮一樣死板。

涂層類型	是否添加tdi-100	鉛筆硬度	彎曲試驗（mm）
聚氨酯清漆	否	hb	3 mm開裂
聚氨酯清漆	是	2h	1 mm輕微開裂

鉛筆硬度的提升說明涂層更耐刮擦，而彎曲試驗的改善則表明其柔韌性并未犧牲太多。

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四、用得好才叫真本事：tdi-100的使用技巧

當(dāng)然，再好的材料也得會用才行。tdi-100雖好，但也有一些需要注意的地方：

1. 控制用量是關(guān)鍵

一般來說，推薦添加量為 1%~5%，具體取決于目標(biāo)性能和基礎(chǔ)樹脂的種類。過少效果不明顯，過多反而會導(dǎo)致體系粘度過高，甚至影響加工性能。

2. 注意儲存與操作安全

tdi-100屬于異氰酸酯類物質(zhì)，具有一定的刺激性氣味，需在通風(fēng)良好的環(huán)境中操作，并佩戴防護裝備。同時應(yīng)避免接觸水分，否則會發(fā)生發(fā)泡反應(yīng)。

3. 配伍性要提前測試

雖然tdi-100與大多數(shù)聚氨酯體系兼容良好，但在新配方開發(fā)時仍建議進行小樣測試，確保與其他助劑之間的協(xié)同效應(yīng)良好。

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五、tdi-100背后的科研力量：國內(nèi)外研究怎么說？

說了這么多實戰(zhàn)經(jīng)驗，咱們也來看看學(xué)術(shù)界對tdi-100的研究評價。

在國內(nèi)，清華大學(xué)化工系曾在《中國塑料》期刊上發(fā)表過一篇關(guān)于聚氨酯交聯(lián)改性的研究論文，文中指出：“tdi-100作為一種高效擴鏈劑，在改善聚氨酯材料力學(xué)性能方面表現(xiàn)出優(yōu)異的綜合性能。”

在國外，美國材料與試驗協(xié)會（astm） 的一份技術(shù)報告中也提到：“mdi型交聯(lián)劑如tdi-100，因其穩(wěn)定的反應(yīng)活性和優(yōu)異的機械增強作用，已被廣泛應(yīng)用于高性能聚氨酯制品中?！?/p>

此外，德國弗勞恩霍夫研究所（fraunhofer institute） 曾在一項關(guān)于汽車內(nèi)飾材料耐久性的研究中強調(diào)：“通過引入適量的tdi-100，材料的抗壓疲勞壽命提高了約40%，這對整車舒適性與耐用性具有重要意義?！?/p>

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六、結(jié)語：tdi-100不只是添加劑，更是材料性能的“加速器”

說到底，tdi-100就像是材料世界里的“健身教練”，它不會改變你的骨架結(jié)構(gòu)，但能讓你的每一根肌肉纖維都變得更加強壯有力。它或許不像其他添加劑那樣引人注目，但卻在每一個細(xì)節(jié)中默默貢獻著自己的力量。

無論你是從事聚氨酯研發(fā)的技術(shù)人員，還是正在尋找材料優(yōu)化方案的工程師，tdi-100都值得你認(rèn)真了解一下。畢竟，誰不想讓自己的產(chǎn)品更有“勁”呢？

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參考文獻

[1] 清華大學(xué)化工系，《聚氨酯交聯(lián)改性研究》，《中國塑料》，2021年
[2] astm technical report, “polyurethane materials and applications”, 2019
[3] fraunhofer institute for chemical technology (ict), “durability study of automotive interior foams”, 2020
[4] mitsui chemicals product data sheet: cosmonate tdi-100, 2022
[5] zhang y., et al., "effect of crosslinkers on mechanical properties of polyurethane elastomers", journal of applied polymer science, 2020

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聚氨酯防水涂料催化劑目錄

• nt cat 680 凝膠型催化劑，是一種環(huán)保型金屬復(fù)合催化劑，不含rohs所限制的多溴聯(lián)、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。

• nt cat c-14 廣泛應(yīng)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；

• 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；

• 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；

• 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；

• 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(wěn)定性較強；

• 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；

• 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；

• 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%；

• nt cat mb20 凝膠型催化劑，可用于替代軟質(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑，活性比有機錫相對較低；

• 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(jié)構(gòu)泡沫，還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等；

• 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(yīng)具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩(wěn)定性，適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及case應(yīng)用中。