聚氨酯催化剂简述以及应用

催化剂简述：

催化剂是许多化学反应的促进剂。催化剂是合成树脂的一种重要助剂，对于聚氨酯也不例外。它缩短反应时间，提高生产效率，选择性促进正反应、抑制副反应。在许多聚氨酯制品生产中，催化剂是一种常用助剂，用量虽少，作用很大。

虽然少了无机盐化合物、有机磷氧化合物等可用作聚氨酯的催化剂，但使用方便、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（包括其季铵盐类）和有机金属化合物两大类。

催化剂分类：

叔胺类催化剂主要又可分为脂肪胺类、脂环胺类、芳香胺类和醇胺类及其铵盐类化合物。

脂肪族胺类催化剂有N,N,N,N,N-五甲基二亚乙基三胺、N,N-二甲基环己胺、双（2-二甲氨基乙基）醚、三亚乙基二胺、三乙烯二胺、四甲基己二胺、四甲基丙二胺、三乙胺、N,N-二甲基苄胺、N,N-二甲基十六胺等。

脂环族胺类有三亚乙基二胺、N-乙基吗啉、N-甲基吗啉、N,N-二乙基哌嗪、N,N-二乙基-2-甲基哌嗪、N-2-羟丙基二甲基吗啉等。

醇胺类化合物催化剂有三乙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺等。醇胺是一类反应型催化剂，可与其他高活性催化剂配合使用。三乙醇胺同时还是模塑泡沫的交联剂。

催化剂在聚氨酯中的应用：

在聚氨酯泡沫塑料中 ，一般使用叔胺及季铵盐作催化剂。除此之外，辛酸亚锡是连续法块状发泡聚氨酯软泡的常用催化剂，羟酸钾多用于聚异氰脲酸酯改性聚氨酯硬泡，二月桂酸二丁基锡等有机锡化合物可用于少数硬泡、半硬泡和高回弹泡沫配方。硬质聚氨酯泡沫塑料常见的胺类三聚类催化剂有2,4,6-（二甲氨基甲基）苯酚、DMP-30、TMR-2、POLYCAT 41等。

在聚氨酯弹性体以胶黏剂、涂料、密封胶、防水涂料、铺装材料等配方中，二月桂酸二丁基锡等有机金属催化剂最为常用，它对促进异氰酸酯与羟基反应很有效，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，所以在塑胶跑道配方中可采用有机铅等特殊催化剂。三亚乙基二胺等强凝胶性（促进异氰酸酯基与羟基反应为主）叔胺也可以用于某些弹性体聚氨酯配方。

模塑高回弹泡沫常用催化剂：

在软质模塑高回弹泡沫的生产中主要使用的传统添加型催化剂有：双（二甲氨基乙基）醚、三亚乙基二胺、三乙醇胺、二乙醇胺、二甲基乙醇胺等。为了更好的生产工艺以及更快的生产效率，衍生出了非常多的功能性延迟型催化剂，在延迟前期乳白时间的同时，可以缩短脱模时间，提高生产效率。如：延迟催化剂8154、A300、A400、C-225、MP602、1027、1028、

聚氨酯常用的反应型胺类催化剂：

反应型胺类催化剂是一种分子结构中含有OH羟基官能团的催化剂，可与异氰酸酯基NCO反应最终变成聚氨酯的一部分。这些常用的反应型胺类催化剂主要有：2-(2-(2-二甲基胺基乙氧基)-乙基甲基胺基)-乙醇、N,N,N;-三甲基-N-羟乙基-二氨基乙醚、二甲胺基乙氧基乙醇、双（二甲氨基丙基）脲、四甲基二丙烯三胺、1,3-双[3-(二甲胺基)丙基]脲、三甲基羟丙基乙二胺、DPA、NP15、3,3'-亚胺基双(N,N-二甲基丙胺)、N,N-二甲基-N',N'-双(2-羟基丙基)-1,3-丙二胺、N-(3-二甲氨基丙基)-N,N,二异丙醇胺、双(3-二甲氨基丙基)胺基异丙醇、双-（3-二甲基丙氨基）胺、N,N-二甲基-1,3-丙二胺、N,N-二甲基乙醇胺等。这些低气味反应型胺类催化剂的使用，大大降低了聚氨酯泡沫产品的气味和VOC挥发，属于环境友好型聚氨酯催化剂。目前主要应用于汽车内饰产品中，如汽车座椅、头枕、NVH隔音垫以及汽车顶棚等。

总结：

选择适用于聚氨酯及其原料的催化剂，不仅要考虑催化剂的催化活性和选择性，还要考虑物理状态、操作方便性、与其它组份的互溶能力、在混合原料体系中的稳定性、毒性、价格、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。