在聚氨酯制品的开发中,追求卓越耐磨性的同时,我们往往不得不面对一个现实问题:添加耐磨剂是否会影响制品的外观质感——特别是表面光泽与手感?作为一名聚氨酯材料工程师,我的答案是:会,但影响的程度和方向是可预测、可控制的。 今天,我们就来深入探讨这种影响的机制,以及如何将可能的“副作用”转化为“优化点”。
要管理影响,首先要理解其原理。
对表面光泽的影响
光泽本质上是光线在材料表面发生镜面反射的强度。任何破坏表面微观平整度的因素都会导致光线散射,从而降低光泽。耐磨剂主要通过以下方式产生影响:
微观粗糙度:硬质耐磨剂(如碳化硅、氧化铝)如果粒径过大或分散不均,其颗粒会在固化后突出或包埋于表面,形成无数微米级的“山峰”与“山谷”,成为光线散射中心,导致光泽下降、表面发雾。
折光指数差异:耐磨剂与聚氨酯基体的折光指数若不匹配,会在界面处发生光线折射与散射,影响透明度与光泽度,这在透明或高光制品中尤为明显。
影响成膜流平:某些耐磨剂可能轻微改变体系的流变性和表面张力,影响涂布或浇注时的流平过程,导致宏观橘皮或波纹,间接损害光泽。
对手感的影响
手感是触觉、力学反馈和温感的综合体验。
表面摩擦系数:润滑型耐磨剂(如PTFE、有机硅微球)的加入,会显著降低表面摩擦系数,带来顺滑、干爽乃至“粉感” 的触感。这可能是缺点(如要求有抓握感的工具手柄),也可能是巨大的优点(如要求丝滑触感的电子设备保护套)。
表面微观纹理:如前所述,耐磨剂引入的微观粗糙度会直接改变触感,可能从“光滑如镜”变为“细腻磨砂”。
材料本体硬度与弹性:过量或不当的硬质填料可能使材料整体变硬、弹性下降,从而影响按压、弯曲时柔和的“肉感”。
理解了原理,我们就可以通过精细化的材料与工艺选择,进行主动调控。
针对光泽的控制策略
精准选型:对于高光泽要求的产品(如钢琴漆面、亮光合成革),应优先选择粒径极细(纳米级)、折光指数匹配度高的耐磨剂,如表面改性的纳米二氧化硅或特定型号的高分子微球。它们的尺寸远小于可见光波长,对光线干扰最小。
优化分散:确保耐磨剂达到 “纳米级分散” ,避免团聚体形成大尺寸散射点。这需要强大的分散设备和恰当的分散助剂。
顶层设计:在允许多层结构的制品中,可采用 “底材增强,面层高光” 的策略。即在底层添加耐磨剂保证整体耐用性,而面层使用纯净树脂或含超细透明耐磨剂的涂层来保证光泽。
针对手感的调控策略
功能性选择:明确您希望赋予制品何种手感。若追求丝滑、抗指纹,可选择少量PTFE或有机硅类助剂;若需保持温润、亲肤的触感,则应慎用此类润滑剂,并严格控制硬质填料的添加。
粒径与分布控制:若希望获得均匀一致的哑光或微磨砂质感,可以选择特定粒径分布(如D50=5-15μm)的耐磨剂,并确保其均匀分布,这能将“影响”转化为可控的表面设计。
软硬度的平衡:通过整体配方设计,补偿因耐磨剂添加可能带来的硬度变化,保持制品期望的柔软度与回弹。
任何设计都需通过严格的测试来验证:
光泽度测试:使用光泽度计测量60°角光泽值,评估变化。
手感评估:组建感官评价小组,进行盲测对比,评估滑爽度、粗糙度、干湿感等。
耐磨性验证:在调整后,必须用Taber磨耗仪等设备确认耐磨性仍达标。
四、广州优润聚氨酯耐磨剂

特点及用途 CUBD-NML是针对要求透明外观的聚醚型聚氨酯材料提高耐磨性的需求而研发,具有如下特性: ⚫ 不影响聚氨酯的透明度。与聚醚型聚氨酯适度相容,不会出现因不相容导致的发雾现象。
⚫ 不影响材料物性。不含单官能度活性氢物质,不影响材料物性。
⚫ 长效耐磨性。具有耐迁移的特性,在聚氨酯材料中保持长效耐磨性。
⚫ 降低预聚体粘度。不但改善了生产时物料的流动性,还提高了制品的耐磨度。 CUBD-NML 作为耐磨剂不影响聚醚型聚氨酯本体透明度的显著特征,推荐用于对外观透明度有较高要求的 浇注聚氨酯弹性体、弹性涂料等,比如推荐用于透明溜冰鞋轮、滑板轮、透明胶辊等等。 需要注意的是:CUBD-NML不影响透明度仅限用于聚醚型聚氨酯,用于聚酯型会导致体系不透明。
总而言之,添加耐磨剂确实如同在聚氨酯的“肌肤”上施加修饰,必然会对“肤色”(光泽)和“肤质”(手感)产生影响。然而,一位高明的配方工程师,不应将这种影响视为无法避免的缺陷,而应将其看作一种可供设计的变量。通过科学地选择耐磨剂的类型、粒径、表面性质,并辅以精湛的分散工艺与配方平衡技术,我们完全有能力在显著提升制品“内在筋骨”(耐磨性)的同时,精准地塑造其“外在容颜”(光泽与手感),甚至创造出更具市场竞争力的独特质感体验。