新典化学：聚氨酯弹浇铸除水抑泡剂在弹性体浇注生产中的应用

第一部分：聚氨酯灌封材料与气泡的爱恨情仇

要了解除水抑泡剂的作用机制，我们首先要简单了解一下聚氨酯灌封材料以及气泡产生的“前因后果”。

聚氨酯（PU）是一种用途广泛的高分子材料，具有优异的物理机械性能、耐化学腐蚀性和电绝缘性。作为电子灌封材料，聚氨酯主要分为两类：聚酯型和聚醚型。它们各有所长：

聚酯型PU： 具有优异的耐油性、耐磨性和力学强度，但耐水解性较差。

聚醚型PU： 具有良好的耐水解性、耐低温性和弹性，但力学强度稍逊于聚酯型。

聚氨酯的固化过程，简单来说，就是多元醇和异氰酸酯发生聚合反应，生成聚氨酯大分子链的过程。然而，在这个过程中，如果稍有不慎，就会产生气泡。这些气泡的来源主要有：

水分： 异氰酸酯会与水反应生成二氧化碳（CO2），CO2就是气泡的“元凶”之一。环境湿度、原料中的微量水分，都会为气泡的产生提供“温床”。

空气： 搅拌、混合等操作会将空气裹挟进体系中，形成微小的气泡。

反应副产物： 某些催化剂或助剂在反应过程中会产生气体副产物。

溶解气体： 原料中溶解的气体，在固化过程中因温度升高或压力降低而释放出来。

第二部分：除水抑泡剂：气泡的克星，品质的守护者

既然我们找到了气泡产生的根源，那么就可以对症下药了。聚氨酯弹性体除水抑泡剂，正是针对上述问题而研发的“秘密武器”。

1. 除水剂： “釜底抽薪”，从源头消除气泡

工作原理： 这类助剂通常是能与水发生化学反应的化合物，例如有机硅烷、异氰酸酯等。它们可以优先与体系中的水分反应，消耗掉水分，从而避免水分与异氰酸酯反应生成CO2。

作用效果： 降低体系中的水分含量，减少CO2的产生，从根本上抑制气泡的产生。

2. 抑泡剂： “化险为夷”，将气泡扼杀在摇篮里

抑泡剂是一类表面活性剂，它们可以降低液体的表面张力，破坏气泡的稳定性，使气泡更容易破裂。同时，它们还能促进气泡的逸出，防止气泡聚集长大。

作用效果： 降低体系的表面张力，促进气泡破裂和逸出，防止气泡聚集长大，减少气泡的数量和尺寸。

3. 消泡剂： “亡羊补牢”，消除已经形成的气泡

消泡剂和抑泡剂一样，都是表面活性剂，但消泡剂更侧重于消除已经形成的气泡。它们能够迅速扩散到气泡表面，降低表面张力，使气泡破裂。

快速消除已经形成的气泡，改善灌封材料的外观质量。

事实上，很多除水抑泡剂是集除水、抑泡、消泡功能于一体的复合型助剂，可以更全面地解决气泡问题。

除水抑泡剂宛如一位沉默的舞者，在工业交响曲中轻盈旋转。它用分子级的芭蕾脚尖，精准点破泡沫的幻梦，让液体舞台重归澄明。这化学界的清道夫披着透明羽衣，所经之处，泡沫如晨露遇朝阳般悄然消隐，只留下工艺之镜般光洁的表面。其抑泡之妙，恰似智者轻抚躁动的心绪，于喧嚣中辟出一方静谧。

分类

代表物质

主要作用

适用范围

有机硅类 聚硅氧烷、改性聚硅氧烷 降低表面张力、抑泡、消泡，耐高温性好 各种聚氨酯体系，尤其适用于高温固化体系

聚醚类 聚醚改性硅油、聚醚类表面活性剂 降低表面张力、抑泡、消泡，相容性好 各种聚氨酯体系

氟碳类 氟碳表面活性剂 极低的表面张力，高效的抑泡、消泡性能 对消泡要求高的聚氨酯体系，如高透明度灌封材料

聚合物类 丙烯酸聚合物、聚酯聚合物 提高体系粘度、稳定气泡，防止气泡聚集 主要作为辅助抑泡剂，与有机硅或聚醚类抑泡剂配合使用

无机物类 分散的二氧化硅、金属氧化物 增加体系的表面粗糙度，促进气泡破裂 主要作为辅助抑泡剂，与有机硅或聚醚类抑泡剂配合使用

第三部分：如何选择合适的除水抑泡剂？

选择合适的除水抑泡剂，就像为电子产品挑选合适的“保护伞”，需要综合考虑多个因素。以下是一些关键的考虑因素：

聚氨酯体系类型： 不同的聚氨酯体系（聚酯型、聚醚型）对除水抑泡剂的相容性要求不同。选择与体系相容性好的助剂，可以避免出现分层、析出等问题。

固化条件： 固化温度、固化时间等因素会影响除水抑泡剂的性能。高温固化体系应选择耐高温的助剂。

产品性能要求： 不同的电子产品对灌封材料的性能要求不同，例如，高透明度要求的灌封材料应选择不会影响透明度的助剂。

成本： 在满足性能要求的前提下，应尽量选择性价比高的助剂。

添加量： 一般来说，除水抑泡剂的添加量在 0.1% 到 1% 之间。添加量过少，效果不明显；添加量过多，可能会影响灌封材料的性能。具体添加量应根据实际情况进行调整。

常用聚氨酯弹性体除水抑泡剂技术参数

产品名称

外观

活性成分

密度（g/cm3）

粘度（mPa·s）

推荐添加量（%）

特点

应用领域

某有机硅抑泡剂A 无色透明液体 有机硅聚合物 0.95 50 0.1-0.5 优异的抑泡、消泡性能，耐高温性好 高温固化电子灌封材料、LED封装材料

某聚醚抑泡剂B 淡黄色液体 聚醚改性硅油 1.02 100 0.2-0.8 相容性好，抑泡效果持久 通用型电子灌封材料、电容器封装材料

某氟碳抑泡剂C 无色透明液体 氟碳表面活性剂 1.15 20 0.05-0.2 极低的表面张力，高效的抑泡、消泡性能，适用于高透明度体系 高透明度电子灌封材料、光学器件封装材料

某复合型除水抑泡剂D 淡黄色液体 多种活性成分 1.05 80 0.3-1.0 兼具除水、抑泡、消泡功能，适用范围广 各种聚氨酯电子灌封材料

某环保型有机硅抑泡剂E 无色透明液体 有机硅聚合物 0.96 55 0.1-0.5 不含挥发性有机物，环境友好 对环保有要求的电子灌封材料

温馨提示： 在选择除水抑泡剂时，好先进行小试，评估其在实际体系中的效果，并根据试验结果进行调整。

第四部分：除水抑泡剂的应用技巧

除了选择合适的助剂，掌握正确的应用技巧也能事半功倍。

添加时机： 除水剂好在加入异氰酸酯之前添加，让其充分与水分反应。抑泡剂和消泡剂可以在混合所有原料后添加。

混合方式： 充分搅拌，确保除水抑泡剂均匀分散在体系中。避免过度搅拌，以免引入更多的空气。

真空脱泡： 在灌封之前，可以对混合好的物料进行真空脱泡处理，进一步去除气泡。

控制湿度： 尽量在干燥的环境下进行操作，减少水分的引入。

原料预处理： 对多元醇等原料进行预干燥处理，去除其中的水分。

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新典化学材料（上海）有限公司