聚氨酯催化剂分类及不同聚氨酯制品催化剂选择浅析

1.引言

催化剂是一种可以改变化学反应速率的化学物质，在聚氨酯合成过程中使用的催化剂大体可以分为叔胺类催化剂、有机锡化合物、非锡的有机金属化合物、其它新型催化剂。

 

2.各类催化剂的特性

胺类催化剂是NCO和水反应的良催化剂；有机锡、有机汞对NCO和OH反应具有高效选择性，且对水和NCO反应不敏感；一些新型的催化剂比如温敏催化剂，不同温度具有不同的催化效率，广泛用于一些双组份聚氨酯制品中。

 

3.使用催化剂目的

通常我们使用催化剂的目的主要有两个目的：1、让反应向着我们预期的方向进行；2、调节反应速率，缩短反应时间，提高生产效率。

 

4.不同聚氨酯产品催化剂选择原则

聚氨酯制品大体可以分为泡沫、弹性体、聚氨酯树脂。下面我们分别对这三种类型的产品所用催化剂选择进行浅析。

 

4.1聚氨酯泡沫催化剂选择

聚氨酯泡沫制品主要由聚醚、异氰酸酯、发泡剂、催化剂等合成。泡沫形成的主要过程一般认为如下：1、通过物理方法和化学方法在聚氨酯反应体系中产生泡沫，并让泡沫均匀的分散在反应体系中，其中主要发泡方法是利用水和异氰酸酯生产二氧化碳来起泡。2、泡沫的产生过程要求反应体系的粘度随着增大以便稳定泡沫不被逸出。3、泡沫形成达到所需数目和大小时，需要反应体系粘度持续增大甚至形成交联体系稳定泡沫并定型成产品。

 

在这种情况下，我们就需要至少两种催化剂来调节反应的进行，一种催化剂是促进异氰酸酯和水的反应，也就是促进发泡反应，通常情况下选择胺类催化剂；另一种是需要促进异氰酸酯和聚醚或醇的反应，也就是聚氨酯分子链增长和交联的反应，一般选用金属类催化剂。所以在聚氨酯泡沫合成过程中我们一般选用胺类催化剂和有机金属催化剂来配合使用，以便产生协同作用来完成佳效果。具体胺类催化剂和有机金属催化剂的种类和比例需要实验或经验根据不同制品来调节选取，这里就不做过多陈述。

 

4.2聚氨酯弹性体催化剂选择

聚氨酯弹性体对NCO和水的反应要严格避免，所以这时一般选用金属类催化剂，比如，有机锡、有机铋、甚至被淘汰的有机汞等。

 

4.3聚氨酯树脂催化剂选择

聚氨酯树脂合成过程中也要尽量避免NCO和水的反应，所以一般选用有机铋、有机锡较多。

 

中文名	聚氨酯催化剂	外文名	PU Catalyst
包    括	DY-DMAEE/DY-12/DY-8/DY-5等	主要分为	有机胺、有机金属盐等
常    用	仅二十多种等

 

5.分类

在聚氨酯及其原料合成中常用的催化剂主要有叔胺催化剂和有机金属化合物两大类。叔胺和有机金属化合物品种非常多，考虑到各种因素，在聚氨酯生产中常用的仅二十多种。

胺类催化剂

胺类催化剂一般使用在聚氨酯泡沫塑料的生产中，主要分为以下几类：

脂肪族胺类催化剂有N,N-二甲基环己胺、双(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N’,N’-四甲基亚烷基二胺、三乙胺、N,N-二甲基苄胺等。

脂环族胺类催化剂有固胺、N-乙基吗啉、N-甲基吗啉、N,N‘-二乙基哌嗪等。

醇类化合物催化剂有三胺、DMEA等。

芳香族胺类有吡啶，N,N’-二甲基吡啶等。

有机金属催化剂

在聚氨酯弹性体以及胶黏剂、涂料、密封胶、防水涂料、铺装材料等配方中，二丁基锡二月桂酸酯（DY-12）等有机金属催化剂为常用，它对促进异氰酸酯基与羟基反映很有效，但在有水分的配方中对水与异氰酸酯的反应也有一定的加速作用；在塑胶跑道等配方中可采用有机铅等特殊催化剂。

有机金属化合物包括羧酸盐、金属烷基化合物等，所含的金属元素主要有锡、钾、铅、汞、锌等，常用的是有机锡化合物。