聚氨酯催化剂使用指南

聚氨酯使用的催化剂，其使用原则不仅要根据催化剂的催化活性大小，同时还要考虑使用状态、化学品毒性、与其他原料组分的互溶能力、使用浓度和成本价格，在反应原料体系中的贮存运输中的化学稳定性，催化剂残留在制品中对聚合物性能是否有损害性影响等因素。 　　聚氨酯软质块状泡沫体 　　通常使用的叔胺类催化剂有三亚乙基二胺、二甲基乙醇胺、双醚等，推荐用量为0.1~0.3份（指1oo质量份多元醇为基础，下同），可单独使用，但多种催化剂一起使用，催化效果更佳。通常使用的有机锡类催化剂有辛酸亚锡和二丁基锡二月桂酸酯。他们必须溶于一些增塑剂（如邻苯二甲酸二辛酯）后使用。它们可以有效地加速泡沫体的凝胶，但其用量应控制在下限为宜，否则会因凝胶过快，产生收缩、开裂等现象。 　　使用Maxfoam工艺装备生产聚氨酯软泡，侧壁的摩擦力，使泡沫体表面凸起部分更趋平缓，降低废边率，同时，对泡沫体的压缩变形性能有所改善。 　　对于聚酯型聚氨酯软质泡沫体的生产，常使N-乙基吗啉、N,N-二甲基十六烷基胺、N-椰子吗啉等，推荐用量分别为0.1%~0.3%和0.5%~1.2%。 　　　高回弹模塑泡沫体 　　高回弹模塑泡沫制品具有在模具中冷熟化成型和高回弹等特点，故要求其原料必须具有较高的反应活性，混合浆料在模腔中具有良好的流动性，即发泡乳白时间要长，熟化凝胶时间要短，对催化剂的选择也必须满足该特定工艺的需要。为此，推荐选择使用延迟性催化剂为宜。 　　目前，在这类泡沫体的生产中经常选用的催化剂有三亚乙二胺、双醚、N,N'-二甲基哌嗪、二吗啉乙基醚等。二吗啉乙基醚在高温下活性很高，且具有一定的延迟催化作用，能较好地改善混合物料在模腔中的流动性。 　　为提高泡沫制品生产的模具利用率，可使用0.01~0.03份二烷基锡硫醇盐催化剂。在块状高回弹泡沫体的生产中，也可以使用二丁基锡二月桂酸酯催化剂。 　　在取代氯氟烃发泡剂的过渡期中，可使用全水发泡配方体系生产低密度泡沫体，在配方中推荐使用叔胺催化剂，叔胺催化剂用以取代传统聚酯型聚氨酯泡沫配方中的N-乙基吗啉，这类叔胺催化剂臭味小，挥发性低，同时，在泡沫浇注加工性和制品耐热性能等方面都有所改进和提高。 　　聚氨酯硬质泡沫塑料 　　常用的催化剂有N,N-二甲基环己胺、二甲基乙二醇胺、三亚乙基二胺等，可单独使用，也可与其他催化剂配合使用，推荐用量0.1~1.0份。对冰箱、保温车灌注聚氨酯硬泡保温层配方作业中， 　　对于聚氨酯硬泡的喷涂施工，尤其是在气温较低的冬季户外、基材表面温度较低的罐体、管道等实施保温层喷涂施工中，除适当加大常用催化剂用量或适当提高原料温度外，还可以选择二丁基锡二月桂酸酯，催化剂用量可适当加大到0.1~0.3份。 　　包装用聚氨酯泡沫体 　　包装用聚氨酯泡沫多为密度在8kg/m3以下的低密度泡沫体，常用的催化剂为含有一个羧基基团的催化剂，如二甲基乙醇胺等，用量为0.3~0.5份，该类催化剂的羧基能和异氰酸酯发生反应进入聚氨酯分子结构中，可以有效地降低催化剂残留的臭味。DMAMP-80为а-甲胺基丙醇胺的醇胺类催化剂，它含有20%的谁，通常用作生产包装泡沫的催化剂，尤其是在配方中不使用有机锡催化剂时，它含有一定的水分，能起到辅助发泡剂的作用。 　　异氰尿酸酯泡沫体 　　异氰尿酸酯泡沫体是充分利用异氰酸酯本身产生三聚化反应而生成的泡沫体，因此，它与普通聚氨酯泡沫在结构、性能和制备上有较大区别，当然，对催化剂选择也不比较特殊。一般情况下，可使用胺类、有机金属盐、羧酸季铵盐等二聚化催化剂，常用的有2,4,6-三苯酚、1,3,5-三（2-羟乙基）-六氢三嗪等，由于纯粹的异氰尿酸酯泡沫体较脆，实用性差，通常都用聚醇进行改性，其中氨基甲酸酯和异氰尿酸酯的反应速率有较大差异，使用普通聚氨酯催化剂平衡它们的反应速率困难，因此，在制备异氰尿酸酯泡沫体时，通常多选用有机金属羧酸盐和胺类催化剂予以调节，常用的有机金属羧酸盐有辛酸钾、醋酸钾等，羧酸季铵盐除具备三聚化催化作用外，还具有一定的延迟催化功效，弹性泡沫体 　　反应注射模制泡沫是适应汽车复杂配件而快速发展起来的、高生产效率的聚氨酯制品生产工艺技术，反应物以高压混合后注入密闭的大型、复杂的模具模腔中，快速成型并脱模。该工艺要求混合物料必须具备优良的流动性且以极快的速度固化。因此，正确选择催化剂的品种和用量将是顺利实施该工艺的关键。欧洲普遍使用的是有机锡-叔胺复合催化体系，如三亚乙基二胺和二丁基锡二月桂酸酯等，一般用量为0.1~0.5份和0.015~0.05份。有机锡催化剂还常使用二烷基稀硫酸盐，因为它具有很好的延迟催化作用，有利于混合物料在复杂模腔中的流动。