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      聚氨酯催化劑簡介

      催化劑是許多化學反應的促進劑。催化劑是合成樹脂的一種重要助劑,對于聚氨酯也不例外。 聚氨酯催化劑縮短反應時間,提高生產效率,選擇性促進正反應、抑制副反應。在許多聚氨酯制品生產中,催化劑是一種常用的助劑,用量雖少,作用很大。

      然少量無機鹽化合物、有機磷氧化合物等可用作聚氨酯的催化劑,但使用方便、在聚氨酯及其原料合成中常用的催化劑主要有叔胺催化劑(包括其季銨鹽類)和有機金屬化合物兩大類。

      叔胺類催化劑主要又可分為脂肪胺類、脂環胺類、芳香胺類和醇胺類及其銨鹽類化合物。脂肪族胺類催化劑有 N,N-二甲基環已胺、雙(2-二甲氨基乙基)醚、三亞乙基二胺、N,N,N’,N’-四甲基亞烷基二胺、N,N,N’,N”-五甲基二亞乙基三胺、三乙胺、N,N-二甲基芐胺、N,N-二甲基十六胺、N,N-二甲基丁胺等。

      脂環族胺類有三亞乙基二胺、N-乙基嗎啉、N-甲基嗎啉、N,N’-二乙基哌嗪、N,N’-二乙基-2-甲基哌嗪、N,N’-雙-(α-羥丙基)-2-甲基哌嗪、N-2-羥基丙基二甲基嗎啉等。

      醇胺類化合物催化劑有三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺等。醇按是一類反應型催化劑,可與其他高活性催化劑配合使用。三乙醇胺同時還是模塑泡沫的交聯劑。

      芳香族胺類有毗啶、N,N’-二甲基吡啶等。

      研究數據表明,(二甲氨基乙基)醚(A-1)的催化活性很高,它的反應速率常數比三亞乙基二胺高 50%。催化劑的活性比較試驗中,采用丁醇-苯基異氰酸酯模型反應體系研究醇-異氰酸酯反應動力學數據,采用水與苯基異氰酸酯模型反應體系研究水-異氰酸酯反應動力學,溶劑采用 25℃甲苯-二甲基甲酰胺(90/10),每種體系加相等用量的辛酸亞錫。

      有機金屬化合物包括羧酸鹽、烷基化合物等,所含的金屬元素主要有錫、鉀、鉛、汞、鋅、鈦、鉍寺,最常用的足有機錫化合合物。在聚氨酯泡沫塑料中,一般使用叔胺及季銨鹽作催化劑。除此以外,辛酸亞錫是連續法塊狀發泡聚氨酯軟泡的常用催化劑,羧酸鉀多用于聚異氰尿酸酯改性聚氨酯硬泡,二月桂酸二丁基錫等有機錫化合物可用于少數硬泡、半硬泡和高回彈泡沫配方。

      硬質聚氨酯泡沫塑料常見的胺類三聚催化劑有 2,4,6-(二適甲氨甲基)苯酚(牌號DMP-30)、TMR 系列(如三甲基-N-2-羥丙基己酸牌號 DABCO TMR)、1,3,5-三(二甲氨丙基)-六氫化三嗪(牌號 PC Cat NP40、polycat 41)等。

      在聚氨酯彈性體以及膠黏劑、涂料、密封膠、防水涂料、鋪裝材料等配方中,二月桂酸二丁基錫等有機金屬催化劑最為常用,它對促進異氰酸酯基與羥基反應很有效,但在有水分的配方中對水與異氰酸酯的反應也有一定的加速作用,所有在塑膠跑道等配方中可采用有機鉛等特殊催化劑。三亞乙基二胺等強凝膠性(促進異氰酸酯基與羥基反應為主)叔胺也可用于某些彈性聚氨酯配方。

      羧酸鉍催化劑是近年來受到關注的一類催化劑,主要促進聚氨酯的形成反應,可替代有機錫、有機汞和有機鉛催化劑。

      選擇適用于聚氨酯及其原料的催化劑,不僅要考慮催化劑的催化活性(與使用最低濃度相關)、選擇性,還要考慮物理狀態、操作方便性、與其他原料組分的互溶能力、在混合原料體系中的穩定坐、毒性、價格、催化劑殘留在制品中對聚合物性能是否有損害性影響等因素。叔胺和有機金屬化合物品種非常多,考慮到各種因素,在聚氨酯生嚴中最常用的僅二十多種。

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