目前，在我国三大类聚氨酯橡胶中现状是：M-PUR（混炼型聚氨酯橡胶）萎缩、C-PUR（浇注型聚氨酯橡胶）发展较快、T-PUR（热塑性聚氨酯弹性体）势头平稳驱快。
热塑性聚氨酯弹性体（TPU）是聚氨酯合成材料中的一个品种，通常由低聚物多元醇、异氰酸酯、扩链剂/交联剂和少量助剂聚合而成，分聚酯型和聚醚型。
由于其结构具有软、硬两个链段，可以对其进行分子设计而赋予材料高强度、韧性好、耐磨、耐油等优异性能，它既具有橡胶的高弹性又具有塑料的刚性，被称之为“耐磨橡胶”。
由于其极其优异的性能而广泛应用于汽车、建筑、矿山开采、航空航天、电子、医疗器械、体育制品等多个领域，成为极具发展前景的合成材料制品。
助剂是橡塑工业的重要原料，用量比较小，但作用至关重要，聚氨酯从合成到加工应用都离不开助剂。目前助剂涵盖范围主要有合成、改性共混、硫化及老化等，在聚氨酯合成过程中常用的助剂主要有催化剂、阻聚剂、扩链剂和扩链交联剂等。
需要注意的是，使用催化剂会影响弹性体最终制品的高温性能和耐水解性；阻聚剂以酸类、酰氯类使用较多，酸类使用最多的氯化氢气体，酰氯类有苯甲酰氯、乙二酰氯等；扩链剂是指链增长必不可少的二元醇类和二元胺类化合物；而扩链交联剂指的是既参与链增长反应，又能在链节间形成交联点的化合物，如三元醇和四元醇、烯丙基醚二醇（不适用浇注型聚氨酯）等。一般低分子量的脂肪族二元醇和芳香族二元醇都可以作为扩链剂。
由于篇幅有限，本文仅对当前热塑性弹性体共混改性过程中常用助剂进行整理，以供参考。
在聚氨酯弹性体改性共混过程中所采用的助剂品种非常多，主要作用有改进功能性能，改善外观和工艺，根据常用改性助剂主要有润滑剂、耐磨剂、填充剂、雾面剂、阻燃剂、热氧老化剂、着色剂、防霉剂以及脱模剂等。
01
润滑剂
TPU常用的润滑剂有蜡类，如E蜡、蒙旦蜡等，蜡类润滑剂一般添加量比较小；硬脂酸及硬脂酸盐类，如硬脂酸钙、硬脂酸丁酯、油酰胺、亚乙基双硬脂酰胺等。
单纯使用一种润滑剂，往往难以达到目的，有时候需要几种润滑剂配合使用，也可作为TPU防粘剂使用。
据相关资料介绍Licocare RBW 102 P VITA是一种基于可再生资源的中等极性、色泽良好的酯蜡，可以应用在TPU材料中起到优异的润滑效果。
润滑剂在使用的时候要掌握添加量，过量会导致表面析出严重。
02
耐磨剂
耐磨剂主要是降低TPU的表面摩擦系数，如硅油、二硫化钼、石墨和聚四氟乙烯等，这些改性后的材料具有自润滑性能，可以用作轴承套等部件。
硅油比较好的品牌有道康宁的多种型号，聚四氟乙烯分子量低的润滑耐磨好一点。
03
填充剂
TPU用的填充材料的目的除了降低成本，还有改善耐热性能、降低收缩率和提高导热系数等具体要求，填充剂主要有碳酸钙、滑石粉、玻璃微珠和玻璃纤维等。
为了提高填充剂和TPU树脂之间的相容性，最好需要对填充剂进行相应的表面活化改性，常用的填充料改性剂有铝酸酯、钛酸酯和硅烷类。
04
雾面剂
很多TPU制品要求表面雾面，甚至要求磨砂感的外观，根据雾面要求的不同，常常使用多种材料作为雾面剂，来达到需要的雾面或磨砂要求。
（1）使用树脂型雾面：常用的树脂有EVA、POE、SBS干胶，TPV和TPEE等，利用和树脂之间相容性和粘度的区别，可以达到TPU不同程度的雾面要求。
（2）填充型的雾面：常用的有碳酸钙、滑石粉、白炭黑、硅灰石和玻璃微珠等无机粉体材料，根据细度不同，选择适合的雾面效果。
（3）合金型的雾面：通常TPU可以与多种工程塑料具有一定相容性，例如TPU/ABS、PVC/TPU、TPU/PA6、TPU/TPEE等共混合金材料。
（4）树脂和填充型可混合使用。特别是线材的外观雾面要求很多类型，需要不同的复配体系来达到目的。
05
阻燃剂
TPU为了达到阻燃的要求，需要添加不同类型的阻燃剂，TPU用的阻燃剂类型主要有：
卤素阻燃剂
• TPU可以和PVC、CPE等含氯树脂共混，添加锑协效剂做成阻燃合金；也可以用阻燃PVC和TPU共混，采用磷氮无卤阻燃剂，可达到UL94 V0阻燃材料。
• TCPP也是TPU常用的阻燃剂，一般添加量为10~15%，不能过量，否则容易析出，此类阻燃剂常用于浇注PU的产品。
• 另外聚氨酯弹性体也可以直接采用卤素阻燃剂十溴二苯乙烷和三氧化二锑复配来制备各种类型阻燃TPU弹性体材料。
无卤阻燃体系
• 无机阻燃剂体系：以氢氧化铝和氢氧化镁为代表的无机阻燃剂，添加量比较大，对力学性能影响是致命的。
• 磷系：磷酸酯类阻燃剂，如BDP、RDP等，这类液体磷酸酯阻燃剂，一般用于TPU发泡产品较多，主要问题是添加量不能过大，有气味，过量有析出风险。
2024年11月开始由于TPP已被纳入REACH指令管控清单，而BDP和RDP含有微量TPP成分，所以使用的时候会有环保风险。
目前可以替代方案可采用DPK、芳基磷酸酯类型无卤阻燃剂，耐温较好，气味较低，且不含TPP，试验表明在聚醚TPU中添加12%就可以达到UL94,1.6mm V0。
• 磷氮复配体系：通常采用三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）和二乙基次膦酸铝（ADP）复配体系、三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）和次磷酸铝（AHP）复配体系等。
聚酯型TPU阻燃剂添加量一般8~12%就可以达到UL94,1.6mm的V0等级，而聚醚型TPU却需要添加量达到35%以上才可以达到UL94,1.6mm的V0，如果需要线材阻燃级别达到VW-1，添加量需要更大，因此对力学性能的影响也是很大。
06
热氧老化稳定剂
• 热稳定剂一般指的是抗氧剂，如1010,1076,264等主抗氧剂，168,DSTP等辅助抗氧剂，添加量一般在0.1~0.3%。
• 紫外线吸收剂可以显著提高芳族异氰酸酯型聚氨酯的抗UV性能，常用的紫外线吸收剂有UV531、UV234、UV329等。紫外线吸收剂UV-326（商品名）是苯并三氮唑类紫外线吸收剂中较有代表性的一种，其优点是性能稳定、毒性低、紫外线吸收能力强。
• 光稳定剂常用的有受阻胺型GW622,GW944，GW770等。添加量一般在0.1~0.3%。
• 抗水解剂：聚酯型的TPU在潮湿环境下特别容易水解，因此必须添加抗水解剂，工业上广泛使用的是碳化二亚胺类化合物，市场上一般有BASF和凡特鲁斯公司出品。
07
着色剂
聚氨酯的五颜六色的外观主要靠的就是着色剂，主要有两种：有机染料和无机颜料。
TPU彩色料当前最主要的问题是抗UV的稳定性，颜色的耐久性，解决方式主要是通过TPU树脂的选择和着色剂的选择。
08
防霉剂
聚醚型聚氨酯的防霉能力很强，为0~1级，基本上不受微生物的侵蚀，不会生长霉菌。而聚酯型聚氨酯在湿热和阴暗环境下容易受微生物侵蚀而长霉，这种使用环境下的聚酯TPU必须要添加防霉剂。
常用的防霉剂有8-羟基喹啉酮、五氯苯酚、五氯酚钠、四氯4-（甲基磺酰）吡啶、水杨酰替苯胺、乙酸苯汞等，添加分数为0.1~1%。
09
脱模剂
聚氨酯是强极性材料，与金属和极性高分子材料都有很强的粘接能力，如果不采用脱模剂，会很难脱模。
常用的脱模剂有硅酮、硅油、皂类和石蜡等助剂。另外在TPU改性材料中添加非极性材料也可以降低TPU的粘性，如添加EVA,TPEE等树脂，可以解决TPU注塑成型难脱模问题。
据资料介绍英国禾大有一款脱模剂Incroslip SL 是特殊改性的酰胺类物质，添加0.3-0.5%，可有效解决脱模困难的难题。
另外TPU用助剂还有很多种，如抗菌剂，扩链剂、抗静电剂、增塑剂和交联剂等，用法和其它品种塑料类似，在此就不做赘述。
结语CONCLUSION
助剂种类现在是日新月异，在化学工业各类领域都有很重要的地位，品种极多，用途广，且很多附加值也比较高。国内外许多公司都在致力开发新的助剂品种，特别是功能型助剂。
当前聚氨酯行业是新兴的朝阳产业，在我国近年已涌现众多聚氨酯合成树脂企业，很多公司都产品已经逐步可替代BASF、路博润等国际巨头企业部分产品，而且性价比也非常优秀，特别是在车衣、新能源汽车行业等领域，我国消耗聚氨酯量是逐年猛增，助剂的应用范围也在逐步扩大。
因此，作为科研单位更应加大研发，将更多的价廉物美的新品种助剂应用到聚氨酯弹性体中，为加速我国聚酯氨弹性体材料的发展作贡献。
热塑性聚氨酯弹性体（TPU）是聚氨酯合成材料中的一个品种，通常由低聚物多元醇、异氰酸酯、扩链剂/交联剂和少量助剂聚合而成，分聚酯型和聚醚型。
由于其结构具有软、硬两个链段，可以对其进行分子设计而赋予材料高强度、韧性好、耐磨、耐油等优异性能，它既具有橡胶的高弹性又具有塑料的刚性，被称之为“耐磨橡胶”。
由于其极其优异的性能而广泛应用于汽车、建筑、矿山开采、航空航天、电子、医疗器械、体育制品等多个领域，成为极具发展前景的合成材料制品。
助剂是橡塑工业的重要原料，用量比较小，但作用至关重要，聚氨酯从合成到加工应用都离不开助剂。目前助剂涵盖范围主要有合成、改性共混、硫化及老化等，在聚氨酯合成过程中常用的助剂主要有催化剂、阻聚剂、扩链剂和扩链交联剂等。
需要注意的是，使用催化剂会影响弹性体最终制品的高温性能和耐水解性；阻聚剂以酸类、酰氯类使用较多，酸类使用最多的氯化氢气体，酰氯类有苯甲酰氯、乙二酰氯等；扩链剂是指链增长必不可少的二元醇类和二元胺类化合物；而扩链交联剂指的是既参与链增长反应，又能在链节间形成交联点的化合物，如三元醇和四元醇、烯丙基醚二醇（不适用浇注型聚氨酯）等。一般低分子量的脂肪族二元醇和芳香族二元醇都可以作为扩链剂。
由于篇幅有限，本文仅对当前热塑性弹性体共混改性过程中常用助剂进行整理，以供参考。
在聚氨酯弹性体改性共混过程中所采用的助剂品种非常多，主要作用有改进功能性能，改善外观和工艺，根据常用改性助剂主要有润滑剂、耐磨剂、填充剂、雾面剂、阻燃剂、热氧老化剂、着色剂、防霉剂以及脱模剂等。
01
润滑剂
TPU常用的润滑剂有蜡类，如E蜡、蒙旦蜡等，蜡类润滑剂一般添加量比较小；硬脂酸及硬脂酸盐类，如硬脂酸钙、硬脂酸丁酯、油酰胺、亚乙基双硬脂酰胺等。
单纯使用一种润滑剂，往往难以达到目的，有时候需要几种润滑剂配合使用，也可作为TPU防粘剂使用。
据相关资料介绍Licocare RBW 102 P VITA是一种基于可再生资源的中等极性、色泽良好的酯蜡，可以应用在TPU材料中起到优异的润滑效果。
润滑剂在使用的时候要掌握添加量，过量会导致表面析出严重。
02
耐磨剂
耐磨剂主要是降低TPU的表面摩擦系数，如硅油、二硫化钼、石墨和聚四氟乙烯等，这些改性后的材料具有自润滑性能，可以用作轴承套等部件。
硅油比较好的品牌有道康宁的多种型号，聚四氟乙烯分子量低的润滑耐磨好一点。
03
填充剂
TPU用的填充材料的目的除了降低成本，还有改善耐热性能、降低收缩率和提高导热系数等具体要求，填充剂主要有碳酸钙、滑石粉、玻璃微珠和玻璃纤维等。
为了提高填充剂和TPU树脂之间的相容性，最好需要对填充剂进行相应的表面活化改性，常用的填充料改性剂有铝酸酯、钛酸酯和硅烷类。
04
雾面剂
很多TPU制品要求表面雾面，甚至要求磨砂感的外观，根据雾面要求的不同，常常使用多种材料作为雾面剂，来达到需要的雾面或磨砂要求。
（1）使用树脂型雾面：常用的树脂有EVA、POE、SBS干胶，TPV和TPEE等，利用和树脂之间相容性和粘度的区别，可以达到TPU不同程度的雾面要求。
（2）填充型的雾面：常用的有碳酸钙、滑石粉、白炭黑、硅灰石和玻璃微珠等无机粉体材料，根据细度不同，选择适合的雾面效果。
（3）合金型的雾面：通常TPU可以与多种工程塑料具有一定相容性，例如TPU/ABS、PVC/TPU、TPU/PA6、TPU/TPEE等共混合金材料。
（4）树脂和填充型可混合使用。特别是线材的外观雾面要求很多类型，需要不同的复配体系来达到目的。
05
阻燃剂
TPU为了达到阻燃的要求，需要添加不同类型的阻燃剂，TPU用的阻燃剂类型主要有：
卤素阻燃剂
• TPU可以和PVC、CPE等含氯树脂共混，添加锑协效剂做成阻燃合金；也可以用阻燃PVC和TPU共混，采用磷氮无卤阻燃剂，可达到UL94 V0阻燃材料。
• TCPP也是TPU常用的阻燃剂，一般添加量为10~15%，不能过量，否则容易析出，此类阻燃剂常用于浇注PU的产品。
• 另外聚氨酯弹性体也可以直接采用卤素阻燃剂十溴二苯乙烷和三氧化二锑复配来制备各种类型阻燃TPU弹性体材料。
无卤阻燃体系
• 无机阻燃剂体系：以氢氧化铝和氢氧化镁为代表的无机阻燃剂，添加量比较大，对力学性能影响是致命的。
• 磷系：磷酸酯类阻燃剂，如BDP、RDP等，这类液体磷酸酯阻燃剂，一般用于TPU发泡产品较多，主要问题是添加量不能过大，有气味，过量有析出风险。
2024年11月开始由于TPP已被纳入REACH指令管控清单，而BDP和RDP含有微量TPP成分，所以使用的时候会有环保风险。
目前可以替代方案可采用DPK、芳基磷酸酯类型无卤阻燃剂，耐温较好，气味较低，且不含TPP，试验表明在聚醚TPU中添加12%就可以达到UL94,1.6mm V0。
• 磷氮复配体系：通常采用三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）和二乙基次膦酸铝（ADP）复配体系、三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）和次磷酸铝（AHP）复配体系等。
聚酯型TPU阻燃剂添加量一般8~12%就可以达到UL94,1.6mm的V0等级，而聚醚型TPU却需要添加量达到35%以上才可以达到UL94,1.6mm的V0，如果需要线材阻燃级别达到VW-1，添加量需要更大，因此对力学性能的影响也是很大。
06
热氧老化稳定剂
• 热稳定剂一般指的是抗氧剂，如1010,1076,264等主抗氧剂，168,DSTP等辅助抗氧剂，添加量一般在0.1~0.3%。
• 紫外线吸收剂可以显著提高芳族异氰酸酯型聚氨酯的抗UV性能，常用的紫外线吸收剂有UV531、UV234、UV329等。紫外线吸收剂UV-326（商品名）是苯并三氮唑类紫外线吸收剂中较有代表性的一种，其优点是性能稳定、毒性低、紫外线吸收能力强。
• 光稳定剂常用的有受阻胺型GW622,GW944，GW770等。添加量一般在0.1~0.3%。
• 抗水解剂：聚酯型的TPU在潮湿环境下特别容易水解，因此必须添加抗水解剂，工业上广泛使用的是碳化二亚胺类化合物，市场上一般有BASF和凡特鲁斯公司出品。
07
着色剂
聚氨酯的五颜六色的外观主要靠的就是着色剂，主要有两种：有机染料和无机颜料。
TPU彩色料当前最主要的问题是抗UV的稳定性，颜色的耐久性，解决方式主要是通过TPU树脂的选择和着色剂的选择。
08
防霉剂
聚醚型聚氨酯的防霉能力很强，为0~1级，基本上不受微生物的侵蚀，不会生长霉菌。而聚酯型聚氨酯在湿热和阴暗环境下容易受微生物侵蚀而长霉，这种使用环境下的聚酯TPU必须要添加防霉剂。
常用的防霉剂有8-羟基喹啉酮、五氯苯酚、五氯酚钠、四氯4-（甲基磺酰）吡啶、水杨酰替苯胺、乙酸苯汞等，添加分数为0.1~1%。
09
脱模剂
聚氨酯是强极性材料，与金属和极性高分子材料都有很强的粘接能力，如果不采用脱模剂，会很难脱模。
常用的脱模剂有硅酮、硅油、皂类和石蜡等助剂。另外在TPU改性材料中添加非极性材料也可以降低TPU的粘性，如添加EVA,TPEE等树脂，可以解决TPU注塑成型难脱模问题。
据资料介绍英国禾大有一款脱模剂Incroslip SL 是特殊改性的酰胺类物质，添加0.3-0.5%，可有效解决脱模困难的难题。
另外TPU用助剂还有很多种，如抗菌剂，扩链剂、抗静电剂、增塑剂和交联剂等，用法和其它品种塑料类似，在此就不做赘述。
结语CONCLUSION
助剂种类现在是日新月异，在化学工业各类领域都有很重要的地位，品种极多，用途广，且很多附加值也比较高。国内外许多公司都在致力开发新的助剂品种，特别是功能型助剂。
当前聚氨酯行业是新兴的朝阳产业，在我国近年已涌现众多聚氨酯合成树脂企业，很多公司都产品已经逐步可替代BASF、路博润等国际巨头企业部分产品，而且性价比也非常优秀，特别是在车衣、新能源汽车行业等领域，我国消耗聚氨酯量是逐年猛增，助剂的应用范围也在逐步扩大。
因此，作为科研单位更应加大研发，将更多的价廉物美的新品种助剂应用到聚氨酯弹性体中，为加速我国聚酯氨弹性体材料的发展作贡献。
