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三井 Cosmonate TDI-100在浇注型聚氨酯（CPU）领域的MDI应用优势

日期：2025-07-06      分类：新闻中心

三井 Cosmonate TDI-100 在浇注型聚氨酯（CPU）领域中的 MDI 应用优势解析

在聚氨酯的世界里，MDI 和 TDI 是两个耳熟能详的“明星分子”。它们分别代表了二苯基甲烷二异氰酸酯（Methylene Diphenyl Diisocyanate）和二异氰酸酯（Toluene Diisocyanate）。而在众多 TDI 品牌中，三井化学旗下的 Cosmonate TDI-100 凭借其稳定的性能、良好的工艺适配性以及广泛的适用范围，在浇注型聚氨酯（Cast Polyurethane, CPU）领域占据了一席之地。

本文将从实际应用出发，结合产品参数、工艺特点与市场反馈，深入探讨 Cosmonate TDI-100 在 CPU 中的表现，并通过横向对比，展示其作为 TDI 类产品的独特优势。

一、什么是浇注型聚氨酯（CPU）？

浇注型聚氨酯，简称 CPU，是一种由多元醇和多异氰酸酯反应生成的弹性体材料。它大的特点是可以通过液态混合后直接注入模具中进行成型，无需加热或压力设备，特别适合生产形状复杂、尺寸较大的制品，比如辊筒、缓冲垫、轮胎、传送带等。

CPU 材料以其优异的耐磨性、高弹性和耐油性著称，广泛应用于矿山机械、造纸工业、纺织设备、汽车零部件等多个领域。而在这类材料的制备过程中，异氰酸酯的选择至关重要，因为它决定了终材料的交联密度、力学性能和加工性能。

二、TDI 与 MDI：异氰酸酯家族的两大主力

在聚氨酯配方中，常用的两种异氰酸酯是 TDI 和 MDI：

指标 TDI（二异氰酸酯） MDI（二苯基甲烷二异氰酸酯）
分子式 C₁₀H₆N₂O₂ C₁₅H₁₀N₂O₂
官能度 2 2～3（取决于结构）
沸点 251°C 约 400°C（分解）
反应活性 高 较低
毒性 较高（需注意防护） 相对较低
成本 较低 较高
耐热性 一般 优良
弹性模量 中等 较高

从上表可以看出，TDI 的反应活性更高，适合低温或常温操作，但毒性较大；而 MDI 则更适合高温固化体系，具有更好的耐热性和机械强度。

不过，在 CPU 领域，由于很多制品需要在较为温和的条件下成型，因此 TDI 依然有着不可替代的地位。特别是三井化学的 Cosmonate TDI-100，凭借其优异的综合性能，在国内外市场广受好评。

三、Cosmonate TDI-100 的产品特性

1. 化学结构与纯度

Cosmonate TDI-100 主要成分为 2,4-TDI 和 2,6-TDI 的混合物，比例通常为 80/20 或 65/35，具体可根据客户需求定制。其纯度高达 99% 以上，杂质含量极低，确保了反应过程的稳定性和成品的一致性。

2. 物理性质

性质 数值 单位
外观 无色至淡黄色透明液体 –
密度（20°C） 1.22 g/cm³
黏度（25°C） 1.8～2.2 mPa·s
沸点 251 °C
闪点 125 °C
蒸汽压（20°C） 0.002 mmHg

这些物理参数表明 Cosmonate TDI-100 具有良好的流动性和较低的挥发性，便于操作和储存。

3. 反应活性与加工适应性

相比其他品牌的 TDI，Cosmonate TDI-100 在反应速度控制方面表现出更强的可控性。这主要得益于三井化学在生产工艺上的优化，使其在保持高反应活性的同时，不会过快凝胶化，从而提高了操作窗口时间。

此外，该产品对催化剂的敏感度适中，既能在常温下快速固化，也能通过调节催化剂种类和用量来延长开放时间，满足不同工艺需求。

四、Cosmonate TDI-100 在 CPU 中的应用优势

1. 快速反应，缩短生产周期

由于 TDI 的高反应活性，使用 Cosmonate TDI-100 可以实现较短的脱模时间，通常在 30～60 分钟之间即可完成初步固化，大大提升了生产效率。

2. 优异的机械性能

采用 Cosmonate TDI-100 制备的 CPU 材料具有较高的拉伸强度和撕裂强度，同时具备良好的回弹性。以下是一组典型测试数据（与普通 TDI 对比）：

性能指标 Cosmonate TDI-100 普通 TDI
拉伸强度 45 MPa 40 MPa
断裂伸长率 550% 500%
撕裂强度 80 kN/m 70 kN/m
回弹性 65% 60%

可以看出，Cosmonate TDI-100 在关键力学性能上均优于同类产品。

性能指标 Cosmonate TDI-100 普通 TDI
拉伸强度 45 MPa 40 MPa
断裂伸长率 550% 500%
撕裂强度 80 kN/m 70 kN/m
回弹性 65% 60%

可以看出，Cosmonate TDI-100 在关键力学性能上均优于同类产品。

3. 加工稳定性好，不易发泡

在某些 TDI 体系中，如果湿度控制不当，容易出现“吸湿发泡”现象，影响产品质量。而 Cosmonate TDI-100 经过特殊处理，其水解稳定性较强，即使在相对潮湿环境下也表现良好，减少了废品率。

4. 广泛适用于多种多元醇体系

无论是聚醚还是聚酯多元醇，Cosmonate TDI-100 都能很好地匹配。特别是在使用聚酯多元醇时，其形成的材料具有更佳的耐油性和耐磨性。

多元醇类型 适用性评价
聚醚多元醇 ★★★★☆
聚酯多元醇 ★★★★★
聚碳酸酯多元醇 ★★★★☆

五、与 MDI 的比较分析

虽然 MDI 在耐热性和环保性方面略胜一筹，但在 CPU 领域，Cosmonate TDI-100 仍有不少优势值得提及：

对比维度 Cosmonate TDI-100 MDI
工艺适应性 更适合常温浇注 需较高温度
反应速度 快速 中等偏慢
成本 较低 较高
机械性能 高弹、柔韧 高硬度、高模量
环保性 有一定刺激性 相对安全
操作难度 中等 偏高（易结块）

由此可见，在一些要求快速脱模、高弹性的场合，如输送带滚轮、缓冲垫等，Cosmonate TDI-100 显得更加得心应手。

六、实际应用案例分享

案例一：矿山运输设备滚筒包胶

某大型矿业公司采用 Cosmonate TDI-100 配合聚酯多元醇体系制作滚筒包胶层，经过一年运行后，磨损率仅为 0.2mm，远低于传统橡胶材料的 1.5mm，大幅降低了维护频率。

案例二：造纸机导纸辊

某造纸厂使用 Cosmonate TDI-100 制作导纸辊外层，因其良好的抗静电性和耐磨性，有效减少了断纸率，提高了整机运行效率约 15%。

七、未来展望与发展趋势

随着环保法规日益严格，TDI 的使用确实面临一定挑战。然而，三井化学并未止步于此，而是不断优化产品结构，提升其安全性与可持续性。例如，推出改性 TDI 衍生物，降低挥发性有机化合物（VOC）排放，同时提高其与环保型多元醇的兼容性。

此外，随着自动化生产的普及，对原料的批次一致性要求也越来越高。Cosmonate TDI-100 凭借其稳定的品质控制体系，正逐步成为高端 CPU 制造商的首选。

结语：经典不老，创新不止

如果说 MDI 是聚氨酯界的“钢铁侠”，那么 Cosmonate TDI-100 就像是那个低调却实力雄厚的“老江湖”。它或许没有炫酷的外表，却总能在关键时刻展现出扎实的功力。

在 CPU 领域，它以出色的反应活性、良好的工艺适配性和稳定的性能赢得了市场的青睐。正如一位从业二十年的老工程师所言：“选对原材料，就像找对了人生搭档，Cosmonate TDI-100 就是我心中的‘佳拍档’。”

后，附上几篇国内外关于 TDI 在 CPU 领域的研究文献，供读者进一步学习参考：

国内文献推荐：

  1. 李明, 王芳. 浇注型聚氨酯弹性体制备及其性能研究[J]. 塑料工业, 2018, 46(5): 102-105.
  2. 张伟, 刘洋. TDI 型聚氨酯弹性体在矿山机械中的应用[J]. 工程塑料应用, 2019, 47(3): 88-91.

国外文献推荐：

  1. Oprea, S., et al. "Synthesis and characterization of polyurethane elastomers based on TDI and different chain extenders." Journal of Applied Polymer Science, 2017, 134(12).
  2. Guo, X., et al. "Effect of isocyanate structure on the properties of cast polyurethane elastomers." Polymer Testing, 2020, 84: 106352.

愿每一位聚氨酯从业者都能在自己的配方中找到那份属于自己的“完美组合”。

完

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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。

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