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、POLYCAT41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:
聚氨酯常用的反应型胺类催化剂:
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。