聚氨酯胺類(lèi)催化劑，確保聚氨酯發(fā)泡和凝膠反應(yīng)的精確平衡性

各位朋友，各位同仁，大家下午好！

歡迎來(lái)到今天的“聚氨酯胺類(lèi)催化劑：平衡發(fā)泡與凝膠的魔術(shù)師”科普講座。我是老王，在化工領(lǐng)域摸爬滾打了這么多年，今天就和大家聊聊聚氨酯發(fā)泡過(guò)程中，那些看似不起眼，實(shí)則至關(guān)重要的“小精靈”——胺類(lèi)催化劑。

開(kāi)場(chǎng)白：聚氨酯，你生活中的隱形朋友

首先，我們先來(lái)聊聊聚氨酯。提到這個(gè)名字，可能很多人會(huì)覺(jué)得陌生。但實(shí)際上，它早已滲透到我們生活的方方面面，像空氣一樣，無(wú)處不在。想想你舒適的床墊，柔軟的沙發(fā)，保暖的羽絨服，甚至是汽車(chē)內(nèi)飾，它們都離不開(kāi)聚氨酯的功勞。

聚氨酯，就像一位千變?nèi)f化的魔法師，可以根據(jù)不同的配方和工藝，變身為硬質(zhì)泡沫、軟質(zhì)泡沫、彈性體、涂料等等，滿足我們各種各樣的需求。而要實(shí)現(xiàn)這令人眼花繚亂的“變形術(shù)”，就離不開(kāi)我們今天的主角——胺類(lèi)催化劑。

胺類(lèi)催化劑：發(fā)泡與凝膠的“平衡大師”

聚氨酯發(fā)泡，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是將多元醇和異氰酸酯這兩種“原料”混合在一起，在催化劑的作用下，發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，生成聚氨酯聚合物，同時(shí)釋放出氣體（通常是二氧化碳），形成多孔結(jié)構(gòu)，也就是我們常說(shuō)的泡沫。

在這個(gè)過(guò)程中，有兩個(gè)關(guān)鍵的反應(yīng)：一個(gè)是發(fā)泡反應(yīng)，也就是異氰酸酯和水反應(yīng)生成二氧化碳的過(guò)程，二氧化碳越多，泡沫就越蓬松；另一個(gè)是凝膠反應(yīng)，也就是異氰酸酯和多元醇反應(yīng)生成聚氨酯聚合物的過(guò)程，聚合物越多，泡沫就越結(jié)實(shí)。

這兩個(gè)反應(yīng)就像蹺蹺板的兩端，如果發(fā)泡反應(yīng)太快，泡沫還沒(méi)來(lái)得及凝固就塌陷了；如果凝膠反應(yīng)太快，氣體還沒(méi)來(lái)得及產(chǎn)生，泡沫就變得過(guò)于致密。

而胺類(lèi)催化劑的作用，就像是一位經(jīng)驗(yàn)豐富的“平衡大師”，它能夠精確地控制發(fā)泡反應(yīng)和凝膠反應(yīng)的速度，使兩者達(dá)到完美的平衡，從而獲得理想的泡沫結(jié)構(gòu)和性能。所以說(shuō)，胺類(lèi)催化劑是聚氨酯發(fā)泡的“靈魂”，一點(diǎn)也不為過(guò)。

胺類(lèi)催化劑的家族譜：種類(lèi)繁多，各有所長(zhǎng)

胺類(lèi)催化劑的家族非常龐大，根據(jù)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的不同，可以分為多種類(lèi)型。它們就像一個(gè)個(gè)身懷絕技的武林高手，各有所長(zhǎng)，各司其職。

• 叔胺類(lèi)催化劑： 這是胺類(lèi)催化劑中常見(jiàn)的一類(lèi)，它們具有較高的催化活性，能夠有效地促進(jìn)發(fā)泡反應(yīng)和凝膠反應(yīng)。常見(jiàn)的叔胺類(lèi)催化劑包括三乙胺（TEA）、N,N-二甲基環(huán)己胺（DMCHA）、N,N-二甲基胺（DMEA）等等。它們就像是“全能型選手”，在各種聚氨酯體系中都能發(fā)揮作用。

• 仲胺類(lèi)催化劑： 仲胺類(lèi)催化劑的活性相對(duì)較低，但選擇性較好，能夠優(yōu)先催化凝膠反應(yīng)。常見(jiàn)的仲胺類(lèi)催化劑包括二乙胺（DEA）、二異丙胺（DIPA）等等。它們就像是“凝膠反應(yīng)專家”，特別適用于需要提高泡沫強(qiáng)度的場(chǎng)合。

• 伯胺類(lèi)催化劑： 伯胺類(lèi)催化劑的活性高，但容易引起副反應(yīng)，因此在聚氨酯發(fā)泡中應(yīng)用較少。

• 延遲型胺類(lèi)催化劑： 這是一類(lèi)比較特殊的胺類(lèi)催化劑，它們?cè)诔叵禄钚暂^低，但在高溫下活性迅速升高。這種特性使得它們能夠在發(fā)泡初期抑制反應(yīng)，防止泡沫塌陷，在發(fā)泡后期加速反應(yīng)，提高泡沫的固化速度。它們就像是“延遲引爆的炸彈”，能夠在關(guān)鍵時(shí)刻發(fā)揮作用。

• 金屬胺絡(luò)合物催化劑：這類(lèi)催化劑，將胺類(lèi)與金屬離子結(jié)合，能夠提供更高的催化活性和選擇性，并能改善泡沫的物理性能。

催化劑類(lèi)型	特點(diǎn)	典型代表	應(yīng)用領(lǐng)域
叔胺類(lèi)	活性高，通用性強(qiáng)	三乙胺（TEA），DMCHA，DMEA	軟質(zhì)泡沫，硬質(zhì)泡沫，涂料，彈性體
仲胺類(lèi)	活性適中，選擇性好，偏向凝膠反應(yīng)	二乙胺（DEA），二異丙胺（DIPA）	高強(qiáng)度泡沫，模塑泡沫
延遲型胺類(lèi)	常溫低活性，高溫高活性	具有特定化學(xué)結(jié)構(gòu)的胺類(lèi)衍生物	對(duì)發(fā)泡過(guò)程控制要求嚴(yán)格的場(chǎng)合，如汽車(chē)內(nèi)飾泡沫，高回彈泡沫
金屬胺絡(luò)合物催化劑	高活性，高選擇性，可改善物理性能	辛酸亞錫、二月桂酸二丁基錫配合胺類(lèi)催化劑	高性能聚氨酯材料，如高性能涂料，特種彈性體

胺類(lèi)催化劑的選擇：一場(chǎng)精密的“配對(duì)游戲”

選擇合適的胺類(lèi)催化劑，就像是一場(chǎng)精密的“配對(duì)游戲”，需要考慮多種因素。不同的聚氨酯體系、不同的生產(chǎn)工藝、不同的產(chǎn)品性能要求，都需要選擇不同的胺類(lèi)催化劑。

• 聚氨酯體系： 不同的多元醇和異氰酸酯體系，其反應(yīng)活性和速率不同，需要選擇與之相匹配的胺類(lèi)催化劑。

• 生產(chǎn)工藝： 手工發(fā)泡、機(jī)噴發(fā)泡、模塑發(fā)泡等不同的生產(chǎn)工藝，對(duì)胺類(lèi)催化劑的活性和反應(yīng)速度有不同的要求。

  

• 生產(chǎn)工藝： 手工發(fā)泡、機(jī)噴發(fā)泡、模塑發(fā)泡等不同的生產(chǎn)工藝，對(duì)胺類(lèi)催化劑的活性和反應(yīng)速度有不同的要求。

• 產(chǎn)品性能要求： 泡沫的密度、強(qiáng)度、彈性、耐候性等不同的性能要求，也需要選擇具有特定功能的胺類(lèi)催化劑。

在實(shí)際應(yīng)用中，通常需要將多種胺類(lèi)催化劑組合使用，以達(dá)到佳的催化效果。這就像是一位廚師，需要將不同的調(diào)料搭配在一起，才能烹飪出美味佳肴。

胺類(lèi)催化劑的應(yīng)用實(shí)例：讓想象力飛翔

胺類(lèi)催化劑的應(yīng)用范圍非常廣泛，幾乎涵蓋了所有聚氨酯產(chǎn)品的領(lǐng)域。

• 軟質(zhì)泡沫： 在軟質(zhì)泡沫的生產(chǎn)中，胺類(lèi)催化劑主要用于控制泡沫的開(kāi)孔率和回彈性，使其具有良好的舒適性和透氣性。例如，床墊、沙發(fā)、汽車(chē)座椅等。

• 硬質(zhì)泡沫： 在硬質(zhì)泡沫的生產(chǎn)中，胺類(lèi)催化劑主要用于提高泡沫的強(qiáng)度和隔熱性能，使其具有良好的保溫和隔音效果。例如，冰箱、冷庫(kù)、建筑保溫材料等。

• 彈性體： 在彈性體的生產(chǎn)中，胺類(lèi)催化劑主要用于調(diào)節(jié)材料的硬度和彈性，使其具有良好的耐磨性和耐候性。例如，鞋底、密封件、輪胎等。

• 涂料： 在涂料的生產(chǎn)中，胺類(lèi)催化劑主要用于提高涂層的光澤度和耐化學(xué)性，使其具有良好的裝飾性和保護(hù)性。例如，汽車(chē)涂料、建筑涂料、家具涂料等。

胺類(lèi)催化劑的未來(lái)展望：綠色環(huán)保，智能高效

隨著人們對(duì)環(huán)保和健康的日益重視，以及對(duì)產(chǎn)品性能要求的不斷提高，胺類(lèi)催化劑的發(fā)展也面臨著新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。

• 綠色環(huán)保： 開(kāi)發(fā)低毒、無(wú)刺激、易降解的綠色胺類(lèi)催化劑，減少對(duì)環(huán)境和健康的危害。

• 智能高效： 開(kāi)發(fā)具有更高活性、更高選擇性、更高穩(wěn)定性的智能胺類(lèi)催化劑，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

• 定制化： 根據(jù)不同的應(yīng)用需求，開(kāi)發(fā)定制化的胺類(lèi)催化劑解決方案，滿足客戶的個(gè)性化需求。

可以預(yù)見(jiàn)，在未來(lái)的發(fā)展中，胺類(lèi)催化劑將扮演越來(lái)越重要的角色，為聚氨酯材料的創(chuàng)新和發(fā)展注入新的活力。

胺類(lèi)催化劑的產(chǎn)品參數(shù)參考

為了讓大家對(duì)胺類(lèi)催化劑有更直觀的了解，這里列舉一些常見(jiàn)胺類(lèi)催化劑的典型參數(shù)，供大家參考。請(qǐng)注意，不同廠家、不同型號(hào)的胺類(lèi)催化劑，其參數(shù)可能會(huì)有所差異。

產(chǎn)品名稱	CAS No.	分子量	沸點(diǎn) (°C)	密度 (g/cm3)	閃點(diǎn) (°C)	胺值 (mg KOH/g)	應(yīng)用
三乙胺 (TEA)	121-44-8	101.19	89	0.728	-6	550-560	軟泡，硬泡，催化劑，酸中和劑
DMCHA	98-94-2	113.19	160-162	0.850	43	495-505	硬泡，結(jié)構(gòu)泡沫，RIM，涂料
DMEA	105-59-9	89.14	134-136	0.835	41	620-635	軟泡，半硬泡，可用于水性體系
BDMAEE	3033-62-3	161.23	249	0.950	107	345-355	軟泡，半硬泡，延遲催化，改善泡沫結(jié)構(gòu)
DABCO 33-LV	280-57-9	112.17	174	0.880	54	–	強(qiáng)凝膠催化，硬泡，結(jié)構(gòu)泡沫，彈性體，涂料
Polycat 5	109-55-7	131.21	171	0.915	60	–	發(fā)泡/凝膠平衡，汽車(chē)內(nèi)飾，模塑軟泡，高回彈泡沫

注意: 以上數(shù)據(jù)僅供參考，具體數(shù)據(jù)以生產(chǎn)商提供的技術(shù)規(guī)格書(shū)為準(zhǔn)。胺值是一個(gè)衡量胺類(lèi)催化劑堿性的指標(biāo)，胺值越高，堿性越強(qiáng)。

結(jié)束語(yǔ)：聚氨酯的未來(lái)，由我們共同創(chuàng)造

各位朋友，今天的講座就到這里。希望通過(guò)今天的介紹，大家對(duì)聚氨酯胺類(lèi)催化劑有了更深入的了解。聚氨酯材料的未來(lái)發(fā)展，離不開(kāi)我們每一個(gè)人的努力和創(chuàng)新。讓我們攜手共進(jìn)，為創(chuàng)造更美好的生活，貢獻(xiàn)自己的力量！

謝謝大家！歡迎提問(wèn)！

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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?gòu)?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(lèi)有機(jī)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(jī)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(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)；

• 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(qiáng)，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(qiáng)的延遲效果，與水的穩(wěn)定性較強(qiáng)；

• 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(dòng)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(lái)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(jī)錫相對(duì)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(jī)錫類(lèi)強(qiáng)凝膠催化劑，與其他的二丁基錫催化劑相比，T-125催化劑對(duì)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。