怎樣選用聚氨酯膠用的催化劑

聚氨酯膠粘劑的催化劑是加速聚氨酯反應(yīng)的助劑。在聚氨酯及其原料的合成中，常用的催化劑有兩種，即叔胺催化劑和有機(jī)金屬化合物。叔胺和有機(jī)金屬化合物有很多種?？紤]到聚氨酯實(shí)際生產(chǎn)過程中的各種因素，目前工廠常用的催化劑只有20多種。

聚氨酯催化劑種類繁多，具有不同的催化活性和功能。在聚氨酯產(chǎn)品的生產(chǎn)中，必須根據(jù)原料和生產(chǎn)方法的不同以及用途和性能要求，合理選擇催化劑。以下是作者為大家做的簡要總結(jié)，僅供參考。在聚氨酯的實(shí)際生產(chǎn)過程中，需要根據(jù)其不同的加工條件和性能要求反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論做出合適的催化劑選擇。

一、聚氨酯軟質(zhì)塊狀泡沫體

三亞乙基二胺、二甲基乙醇胺和雙（二甲氨基乙基）醚通常用于生產(chǎn)聚氨酯軟塊狀泡沫。推薦用量為0.1-0.3（基于100質(zhì)量份多元醇，下同），每種催化劑可以獨(dú)立使用。但作者經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)得出以下結(jié)論：如果將兩種或兩種以上的催化劑混合使用，催化效果會(huì)更好。

通常用于生產(chǎn)聚氨酯軟質(zhì)塊狀泡沫的有機(jī)錫催化劑包括辛酸亞錫和二硅酸二丁基錫。這種催化劑須溶解在一些增塑劑（如鄰苯二甲酸二辛酯等）中才能使用。它們能有效加速泡沫的凝膠，這類催化劑的用量應(yīng)控制在下限，否則會(huì)因泡沫快速凝膠而出現(xiàn)收縮、開裂的現(xiàn)象。

對(duì)于聚酯型聚氨酯軟質(zhì)泡沫體的生產(chǎn)，通常使用的催化劑有N-乙基嗎啡啉、N，N’-二甲基哌嗪、N-甲氧基嗎啉及其混合物，推薦用量范圍為1%~2%。有時(shí)也使用N，N-二甲基十六烷基胺以及N-椰子嗎啉等，推薦用量分別為0.1%~0.3%和0.5%~1.2%。

二、高回彈模塑泡沫體

高回彈模塑泡沫制品具有冷固化和模內(nèi)高回彈的特點(diǎn)，因此要求原料具有較高的反應(yīng)性，同時(shí)混合漿料在模腔內(nèi)要有良好的流動(dòng)性，即泡沫的發(fā)泡和乳白色時(shí)間要長，凝膠固化時(shí)間要短。催化劑的選擇也必須滿足具體工藝的需要。為此，作者推薦使用延遲性催化劑。

目前，在這類高回彈模塑泡沫體的生產(chǎn)中經(jīng)常選用的催化劑有三亞乙基二胺、雙（二甲基氨基乙基）醚、N，N’-二甲基哌嗪以及二嗎啉乙基醚等。其中，二嗎啉乙基醚在高溫下具有很高的活性，并且具有一定的延遲催化作用，能較好的改善混合物料在模腔中的流動(dòng)性。

為提高高回彈模塑泡沫制品生產(chǎn)的模具利用率，可使用0.01~0.03的二烷基錫硫醇鹽作為催化劑。在塊狀高回彈泡沫體的生產(chǎn)中，也可以使用二丁基錫二月桂酸酯作為催化劑。

三、聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料

生產(chǎn)聚氨酯硬泡所用的反應(yīng)原料一般粘度較高，流動(dòng)性較差，不利于大夾芯板、冰箱外殼保溫層等產(chǎn)品的灌注。因此，正確選擇催化劑的種類和用量尤為重要。常用的催化劑有N，N-二甲基環(huán)己胺、二甲基乙二醇胺、三乙烯二胺等。每種催化劑可以單獨(dú)使用，也可以與其他催化劑聯(lián)合使用，推薦用量為0.1~1.0。

對(duì)于聚氨酯硬泡的噴涂施工，特別是冬季在室外、管道、基底表面溫度較低的環(huán)境進(jìn)行保溫層的噴涂施工，除了適當(dāng)增加常用催化劑用量或適當(dāng)提高原料溫度等措施外，還可以選擇二丁基錫二月桂酸酯作為催化劑，催化劑用量可以適當(dāng)增加到0.1~0.3左右。

四、包裝用聚氨酯泡沫體

用于包裝的聚氨酯泡沫多為密度低于8kg/m3的低密度泡沫，常用的催化劑為含羥基的催化劑，如二甲基乙醇胺等。用量為0.3~0.5。這類催化劑的羥基可與異氰酸酯反應(yīng)，進(jìn)入聚氨酯的分子結(jié)構(gòu)，可有效降低催化劑的殘留氣味。

五、異氰尿酸酯泡沫體

異氰尿酸酯泡沫體是充分利用異氰酸酯本身產(chǎn)生三聚化反應(yīng)而生成的泡沫體。因此，異氰尿酸酯泡沫體與普通聚氨酯泡沫在結(jié)構(gòu)、性能和設(shè)備上均有較大的區(qū)別，當(dāng)然，其對(duì)催化劑的選擇也比較特殊。在一般情況下，可使用胺類、有機(jī)金屬鹽以及羧酸季銨鹽等三聚化催化劑，常用的三聚化催化劑有2,4,6,-三（N，N-二甲基甲氨基）苯酚以及1,3,5,-三（N，N-二甲基-3-氨基丙基）對(duì)稱六氫三嗪等。由于純粹的異氰尿酸酯泡沫體較脆，實(shí)用性差，故通常都用聚醇對(duì)其進(jìn)行改性，其中氨基甲酸酯和異氰尿酸酯的反應(yīng)速度有較大差異，若使用普通聚氨酯催化劑來平衡它們的反應(yīng)速度則相對(duì)較難，因此，在制備異氰尿酸酯泡沫體時(shí)，通常多選用有機(jī)金屬羧酸鹽和胺類催化劑予以調(diào)節(jié)，常用的有機(jī)金屬羧酸鹽有辛酸鉀、醋酸鉀等；羧酸季銨鹽除具備三聚化催化作用外，還具有一定的延遲催化功效。

六、RIM微孔彈性泡沫體

反應(yīng)注射模制（RIM）泡沫是一種快速發(fā)展的聚氨酯產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)，生產(chǎn)效率高，適應(yīng)復(fù)雜的汽車零部件。反應(yīng)物高壓下混合，然后注入封閉的大型復(fù)雜模具中，然后快速成型和脫模。這一過程要求混合材料須具有優(yōu)異的流動(dòng)性，并能以很快速的固化。因此，成功實(shí)施該生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵是正確選擇催化劑的類型和用量。根據(jù)該生產(chǎn)工藝的要求，有機(jī)錫-叔胺復(fù)合催化體系在歐洲得到廣泛應(yīng)用，如三亞乙基二胺和二月桂酸二丁基錫的復(fù)合催化體系等。該復(fù)合催化體系的一般用量為0.1~0.5和0.015~0.05。烷基硫酸錫常被用作有機(jī)錫催化劑，因?yàn)樗哂辛己玫难舆t催化效果，有利于混合物料在復(fù)雜型腔中的流動(dòng)。

聚氨酯膠粘劑催化劑的選擇到此就結(jié)束了。在工廠的實(shí)際生產(chǎn)過程中，須根據(jù)不同的加工條件和用戶要求提前進(jìn)行小批量生產(chǎn)，對(duì)生產(chǎn)結(jié)果進(jìn)行合理分析后，才能選擇合適的催化劑投入批量生產(chǎn)。