聚氨酯胺類催化劑，是制備高回彈和慢回彈聚氨酯泡沫的關(guān)鍵組分
各位朋友，各位同行，大家下午好！
今天，非常榮幸能在這里和大家一起聊聊聚氨酯泡沫的“靈魂伴侶”——聚氨酯胺類催化劑。提起聚氨酯泡沫，相信大家都不陌生。柔軟舒適的床墊、沙發(fā)，安全可靠的汽車座椅，還有我們保溫隔熱的冰箱內(nèi)膽，都離不開它。而高回彈和慢回彈聚氨酯泡沫，更是以其獨(dú)特的性能，贏得了“舒適之王”的美譽(yù)。
那么，是什么賦予了它們?nèi)绱松衿娴哪Яδ?？答案就在于我們今天要講的主角——聚氨酯胺類催化劑！
一、催化劑：聚氨酯反應(yīng)的“紅娘”
大家可以把聚氨酯的合成想象成一場(chǎng)盛大的舞會(huì)，多元醇和異氰酸酯是舞池中央翩翩起舞的男女主角，而胺類催化劑，就是熱情洋溢的“紅娘”，負(fù)責(zé)牽線搭橋，加速他們的“結(jié)合”，終成就一段美好的“姻緣”——聚氨酯高分子。
沒有催化劑，多元醇和異氰酸酯也能反應(yīng)，但是速度慢得讓人抓狂，就像蝸牛爬樹一樣，等到天荒地老可能都無法完成。而胺類催化劑的加入，就像給他們打了一針興奮劑，瞬間點(diǎn)燃激情，讓反應(yīng)速度成倍提升！
更重要的是，胺類催化劑還能巧妙地引導(dǎo)反應(yīng)方向，控制泡沫的孔結(jié)構(gòu)、密度和回彈性，終決定我們得到的是高回彈還是慢回彈泡沫，這簡(jiǎn)直就像一位技藝精湛的舞蹈教練，指導(dǎo)著這對(duì)舞伴跳出曼妙的舞姿。
二、胺類催化劑家族：各顯神通的“催化高手”
胺類催化劑種類繁多，就像一個(gè)龐大的家族，每個(gè)成員都有自己獨(dú)特的個(gè)性和擅長(zhǎng)的領(lǐng)域。根據(jù)結(jié)構(gòu)和活性，我們可以簡(jiǎn)單地將它們分為以下幾類：
- 叔胺類催化劑： 這是胺類催化劑家族中的“元老級(jí)”人物，歷史悠久，應(yīng)用廣泛。它們就像經(jīng)驗(yàn)豐富的長(zhǎng)者，能夠全面地催化聚氨酯反應(yīng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，性價(jià)比很高，是很多廠家的首選。
- 有機(jī)金屬類催化劑： 這是一群身懷絕技的“武林高手”，催化活性極高，能夠顯著提高反應(yīng)速度，尤其擅長(zhǎng)催化異氰酸酯和水的反應(yīng)，從而產(chǎn)生更多的二氧化碳?xì)怏w，讓泡沫膨脹得更加充分。
- 延遲型催化劑： 這是一群心思細(xì)膩的“策略家”，能夠在反應(yīng)初期保持低活性，防止泡沫過早膨脹，等到合適的時(shí)機(jī)再突然發(fā)力，保證泡沫的均勻性和穩(wěn)定性，非常適合對(duì)發(fā)泡過程控制要求高的場(chǎng)合。
- 反應(yīng)型催化劑： 這是一群“吃苦耐勞”的實(shí)干家，它們不僅能催化反應(yīng)，還能參與到聚氨酯分子鏈的構(gòu)建中，終被牢牢地“鎖”在聚合物內(nèi)部，減少揮發(fā)和氣味，是環(huán)保型聚氨酯材料的理想選擇。
不同的胺類催化劑，就像烹飪中的不同調(diào)料，只有搭配得當(dāng)，才能做出美味佳肴。在聚氨酯泡沫的生產(chǎn)過程中，我們需要根據(jù)具體的配方和工藝要求，選擇合適的胺類催化劑，或者將它們巧妙地組合起來，才能終得到性能優(yōu)異的高回彈或慢回彈泡沫。
三、高回彈與慢回彈：催化劑“調(diào)控”下的兩種“性格”
高回彈和慢回彈聚氨酯泡沫，是兩種截然不同的材料，就像一對(duì)性格迥異的兄弟。高回彈泡沫活力四射，受到壓力后能迅速恢復(fù)原狀，就像一個(gè)彈簧一樣充滿彈性；而慢回彈泡沫則溫柔細(xì)膩，受到壓力后會(huì)慢慢變形，然后緩緩恢復(fù)，給人一種輕柔舒適的感覺。
高回彈和慢回彈聚氨酯泡沫，是兩種截然不同的材料，就像一對(duì)性格迥異的兄弟。高回彈泡沫活力四射，受到壓力后能迅速恢復(fù)原狀，就像一個(gè)彈簧一樣充滿彈性；而慢回彈泡沫則溫柔細(xì)膩，受到壓力后會(huì)慢慢變形，然后緩緩恢復(fù)，給人一種輕柔舒適的感覺。
這兩種不同的“性格”，很大程度上取決于胺類催化劑的選擇和用量。
- 高回彈泡沫： 為了讓泡沫具有良好的回彈性，我們需要選擇那些能夠快速催化凝膠反應(yīng)的胺類催化劑，使聚氨酯分子鏈能夠迅速形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而賦予泡沫強(qiáng)大的支撐力和回彈力。
- 慢回彈泡沫： 為了讓泡沫具有緩慢回彈的特性，我們需要選擇那些能夠平衡凝膠反應(yīng)和發(fā)泡反應(yīng)的胺類催化劑，使泡沫在膨脹的同時(shí)，分子鏈之間能夠產(chǎn)生適度的滑動(dòng)和重排，從而使其在受到壓力后能夠緩慢變形，并緩慢恢復(fù)原狀。
四、胺類催化劑的“選購指南”
面對(duì)市場(chǎng)上琳瑯滿目的胺類催化劑產(chǎn)品，很多朋友可能會(huì)感到眼花繚亂，不知如何選擇。別擔(dān)心，下面我給大家提供一份簡(jiǎn)單的“選購指南”，希望能幫助大家找到適合自己的“催化神器”。
- 明確應(yīng)用方向： 首先要明確你的產(chǎn)品是高回彈泡沫還是慢回彈泡沫，不同的應(yīng)用需要選擇不同類型的胺類催化劑。
- 了解產(chǎn)品參數(shù)： 仔細(xì)閱讀產(chǎn)品說明書，了解催化劑的活性、選擇性、溶解性、穩(wěn)定性等參數(shù)，確保其能夠滿足你的工藝要求。
- 考慮環(huán)保因素： 盡量選擇低氣味、低VOC（揮發(fā)性有機(jī)化合物）的胺類催化劑，減少對(duì)環(huán)境和健康的危害。
- 參考供應(yīng)商建議： 咨詢專業(yè)的胺類催化劑供應(yīng)商，聽取他們的建議，選擇適合你的產(chǎn)品。
五、胺類催化劑的產(chǎn)品參數(shù)和性能指標(biāo)
| 產(chǎn)品名稱 | 化學(xué)成分 | 胺值 (mg KOH/g) | 水分 (%) | 密度 (g/cm3) | 典型應(yīng)用 | 特點(diǎn) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| A-33 | 三乙烯二胺 (TEDA) 的 33% 二丙二醇溶液 | 約 150 | ≤ 0.5 | 約 1.05 | 通用催化劑，適用于各種聚氨酯泡沫 | 高活性，用途廣泛，性價(jià)比高 |
| DABCO BL-17 | 雙（二基乙基）醚的 70% 二丙二醇溶液 | 約 380 | ≤ 0.5 | 約 0.97 | 主要用于聚酯型軟泡 | 強(qiáng)發(fā)泡催化活性，開孔效果好 |
| POLYCAT 5 | 五甲基二乙烯三胺 (PMDETA) | 約 320 | ≤ 0.5 | 約 0.84 | 適用于高回彈泡沫，模塑泡沫 | 凝膠催化活性高，可縮短脫模時(shí)間 |
| JEFFCAT ZF-10 | 一種延遲型胺類催化劑 | – | – | – | 適用于硬泡，噴涂泡沫，模塑泡沫 | 延遲發(fā)泡，改善流動(dòng)性，提高泡沫強(qiáng)度 |
| DABCO T-120 | 二十二烷基二甲基芐基氯化銨 | – | – | – | 適用于聚酯型高回彈泡沫 | 優(yōu)異的凝膠催化活性，快速固化，提高支撐性 |
| 反應(yīng)型胺類催化劑 | 聚醚胺、聚酯胺 | 不同型號(hào)有所差異 | 不同型號(hào)有所差異 | 不同型號(hào)有所差異 | 用于低氣味、低VOC聚氨酯泡沫 | 與聚氨酯基體結(jié)合，減少揮發(fā)，提高環(huán)保性 |
注意:
- 胺值： 表示中和1克樣品中胺所需要的氫氧化鉀的毫克數(shù)，是衡量胺類催化劑活性的重要指標(biāo)。胺值越高，活性通常也越高。
- 水分： 胺類催化劑中水分含量過高會(huì)影響聚氨酯反應(yīng)，導(dǎo)致泡沫性能下降。
- 密度： 影響催化劑的添加量計(jì)算和均勻分散。
- "-" 代表數(shù)據(jù)因?yàn)閷儆谏虡I(yè)機(jī)密或者信息量太少，所以省略。
- 以上表格只是一些常見的胺類催化劑，市場(chǎng)上還有很多其他型號(hào)的產(chǎn)品，具體的選擇需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行。
- 以上數(shù)據(jù)為典型值，具體數(shù)值請(qǐng)參考供應(yīng)商提供的產(chǎn)品說明書。
- 在使用胺類催化劑時(shí)，請(qǐng)務(wù)必遵守安全操作規(guī)程，做好防護(hù)措施。
六、胺類催化劑的未來發(fā)展趨勢(shì)
隨著人們對(duì)環(huán)保和健康的日益重視，胺類催化劑的未來發(fā)展趨勢(shì)也將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展：
- 低氣味、低VOC： 開發(fā)新型的低氣味、低VOC胺類催化劑，減少對(duì)環(huán)境和健康的危害，是未來的必然趨勢(shì)。
- 反應(yīng)型： 反應(yīng)型胺類催化劑能夠與聚氨酯基體結(jié)合，減少揮發(fā)，提高環(huán)保性，將會(huì)有更廣闊的應(yīng)用前景。
- 定制化： 針對(duì)不同的應(yīng)用領(lǐng)域和工藝要求，開發(fā)定制化的胺類催化劑，滿足客戶的個(gè)性化需求。
- 復(fù)合型： 將多種胺類催化劑進(jìn)行復(fù)合，發(fā)揮協(xié)同效應(yīng)，提高催化效率和泡沫性能。
七、結(jié)語
胺類催化劑是聚氨酯泡沫生產(chǎn)中不可或缺的關(guān)鍵組分，它們就像一位技藝精湛的“調(diào)酒師”，通過精妙的配方和工藝，調(diào)制出各種性能優(yōu)異的聚氨酯泡沫。隨著科技的不斷進(jìn)步和人們對(duì)環(huán)保的日益重視，胺類催化劑也將不斷創(chuàng)新發(fā)展，為聚氨酯材料帶來更加美好的未來！
希望今天的分享能對(duì)大家有所幫助。謝謝大家！
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聚氨酯防水涂料催化劑目錄
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NT CAT 680 凝膠型催化劑，是一種環(huán)保型金屬復(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。
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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；
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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；
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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)；
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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；
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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)；
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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；
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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；
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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，可用來替代A-14，添加量為A-14的50-60%；
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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；
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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；
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NT CAT T-125 有機(jī)錫類強(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。