聚氨酯叔胺催化劑介紹
廣思遠致力于聚氨酯行業(yè)新應用的開發(fā),始終堅持面對未來,鼓勵發(fā)展立足于持續(xù)創(chuàng)新應用和環(huán)境保護,幫助客戶滿足當前及未來社會的需求。
GSYPU產品系列包括低VOC環(huán)保型胺類催化劑、低霧化硅油、及相適應的交聯劑、甲醛清除劑等聚氨酯添加劑,用于汽車內飾和家私海綿行業(yè)。
什么是叔胺催化劑?
對于聚氨酯泡沫塑料的制備,一般需要面臨三種反應:異氰酸酯-羥基反應、異氰酸酯-水反應,異氰酸酯-異氰酸酯反應。因此需要不同類型,不同功效的催化劑來滿足不同的需求。
聚氨酯催化劑從類別上一般分為叔胺催化劑和金屬催化劑,而叔胺催化劑是最廣泛用于制造聚氨酯泡沫的催化劑,根據結構可分為脂肪族叔胺如:雙(二甲胺基乙基)醚BDMAEE,芳族/脂環(huán)族叔胺如:N-甲基嗎啉NEM和雜環(huán)叔胺如:三乙烯二胺TEDA。
叔胺催化劑具有反應選擇性:促進異氰酸酯與水的反應,通常被認為是發(fā)泡催化劑;促進異氰酸酯與多元醇反應的叔胺通常被認為是凝膠催化劑。但大多數發(fā)泡型叔胺催化劑對凝膠反應也有所貢獻,凝膠型叔胺催化劑同時對發(fā)泡反應有貢獻。
在聚氨酯泡沫體系中,為了平衡凝膠和發(fā)泡反應而使用了各種胺的組合,以便可以適當地控制發(fā)泡過程??梢赃x擇一種或多種類型的叔胺催化劑,通過用量來滿足工藝要求,例如乳白時間,上升曲線,凝膠時間甚至表皮的熟化。
標準叔胺催化劑
凝膠催化劑:三乙烯二胺TEDA
在早期兩步法(預聚體法)生產聚氨酯軟質泡沫,因先要制備異氰酸酯封端的氨基甲酸酯預聚物,再與水進行發(fā)泡反應,過程難以控制。自DABCO 1,4-二氮雜雙環(huán)[2,2,2]辛烷(也稱三乙烯二胺TEDA)發(fā)明問世以來,作為獨特的催化劑配合有機硅表面活性劑,通過一步法代替預聚物工藝。這些原材料的首次出現使聚氨酯泡沫行業(yè)有了長足的發(fā)展。
三乙烯二胺TEDA加快了仲OH基團與NCO基團的反應,在反應的適當平衡下加速鏈增長和二氧化碳的釋放,消除了費時的預聚物制備從而進入一步法時代。
由于初期三乙烯二胺TEDA相對較高的成本,開發(fā)出其他催化劑的組合,如胺錫復合型催化劑。但因技術的進步且已國產化,三乙烯二胺TEDA成為聚氨酯行業(yè)標準凝膠催化劑的標準產品。
發(fā)泡催化劑:雙(二甲胺基乙基)醚BDMAEE
在模塑高回彈和軟質塊狀配方中,通常將雙(二甲基氨基乙基)醚BDMAEE用作發(fā)泡催化劑。由于其化學結構具有高堿性,與水可以絡合,強烈促進異氰酸酯與水的反應,產生大量二氧化碳氣體,可使泡沫密度降低。
雙(二甲基氨基乙基)醚BDMAEE因發(fā)泡催化活性高,可提高聚氨酯發(fā)泡的前期反應時間,改善流動性。雙(二甲基氨基乙基)醚BDMAEE用于控制產生氣體的反應的功效(發(fā)泡反應)約占80%,用于控制凝膠反應的功效(凝膠反應)約占20%。
絕大多數泡沫配方將BDMAEE與眾所周知的凝膠催化劑三亞乙基二胺TEDA結合使用以平衡發(fā)泡反應。
發(fā)展
低氣味的需求:
一些叔胺催化劑會給泡沫留下殘留的氣味,這是由于殘留在泡沫結構中的叔胺催化劑蒸發(fā)并釋放出胺味,這可能會限制它們在汽車內飾、床上用品和軟墊家具等應用中的使用。許多催化劑供應商已經引入了含有異氰酸酯反應性基團的催化劑,以幫助將分子結合到聚合物網絡中,但通常會降低叔胺催化劑的催化效率。
延遲催化劑:
為了追求更好的模內流動性和更快的固化的需求,以及在雙硬度發(fā)泡工藝中平衡泡沫反應性的需求,導致了延遲作用催化劑的開發(fā)。
總結
叔胺催化劑是制備聚氨酯泡沫最廣泛的催化劑,催化活性取決于它的結構和堿性。
叔胺的選擇會影響泡沫性能如物理性能參數、回彈率、開/閉孔,表面固化等。太強的發(fā)泡催化劑/較高的發(fā)泡催化劑用量會導致泡沫塌陷,而太強的凝膠催化劑/較高的凝膠催化劑用量會導致閉孔泡沫,從而導致收縮。凝膠和發(fā)泡反應只有良好的平衡,才能形成開孔,性能良好的泡沫。
產品供應商
東莞市廣思遠聚氨酯材料有限公司
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