聚氨酯工業(yè)使用的催化劑,其使用原則不僅要根據(jù)催化劑的催化活性大小,同時還要考慮使用狀態(tài)、化學(xué)品毒性、與其他原料組分的互溶能力、使用濃度和成本價(jià)格,在反應(yīng)原料體系中的貯存運(yùn)輸中的化學(xué)穩(wěn)定性,催化劑殘留在制品中對聚合物性能是否有損害性影響等因素。
聚氨酯軟質(zhì)塊狀泡沫體
通常使用的叔胺類催化劑有三亞乙基二胺、二甲基乙醇胺、雙醚等,推薦用量為0.1~0.3份(指1oo質(zhì)量份多元醇為基礎(chǔ),下同),可單獨(dú)使用,但多種催化劑混合使用,催化效果更佳。通常使用的有機(jī)錫類催化劑有辛酸亞錫和二丁基錫二月桂酸酯。他們必須溶于一些增塑劑(如鄰苯二甲酸二辛酯)后使用。它們可以有效地加速泡沫體的凝膠,但其用量應(yīng)控制在下限為宜,否則會因凝膠過快,產(chǎn)生收縮、開裂等現(xiàn)象。
使用Maxfoam工藝裝備生產(chǎn)聚氨酯軟泡,特別是采用二氯甲烷發(fā)泡體系是,推薦使用Polycat-72胺類催化劑,它可以較好地改善物料的流動性,降低對側(cè)壁的摩擦力,使泡沫體表面凸起部分更趨平緩,降低廢邊率,同時,對泡沫體的壓縮變形性能有所改善。
對于聚酯型聚氨酯軟質(zhì)泡沫體的生產(chǎn),常使N-乙基嗎啉、N,N-二甲基十六烷基胺、N-椰子嗎啉等,推薦用量分別為0.1%~0.3%和0.5%~1.2%。
牌號為WT的延遲性催化劑,在軟泡生產(chǎn)中使用,也表現(xiàn)出較好的加工性能。
高回彈模塑泡沫體
高回彈模塑泡沫制品具有在模具中冷熟化成型和高回彈等特點(diǎn),故要求其原料必須具有較高的反應(yīng)活性,混合漿料在模腔中具有良好的流動性,即發(fā)泡乳白時間要長,熟化凝膠時間要短,對催化劑的選擇也必須滿足該特定工藝的需要。為此,推薦選擇使用延遲性催化劑為宜
。 目前,在這類泡沫體的生產(chǎn)中經(jīng)常選用的催化劑有三亞乙二胺、雙醚、N,N'-二甲基哌嗪、二嗎啉乙基醚等。二嗎啉乙基醚在高溫下活性很高,且具有一定的延遲催化作用,能較好地改善混合物料在模腔中的流動性。
為提高泡沫制品生產(chǎn)的模具利用率,可使用0.01~0.03份二烷基錫硫醇鹽催化劑。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催化劑。
在取代氯氟烴發(fā)泡劑的過渡期中,可使用全水發(fā)泡配方體系生產(chǎn)低密度泡沫體,在配方中推薦使用叔胺催化劑,叔胺催化劑用以取代傳統(tǒng)聚酯型聚氨酯泡沫配方中的N-乙基嗎啉,這類叔胺催化劑臭味小,揮發(fā)性低,同時,在泡沫澆注加工性和制品耐熱性能等方面都有所改進(jìn)和提高。
聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料
常用的催化劑有N,N-二甲基環(huán)己胺、二甲基乙二醇胺、三亞乙基二胺等,可單獨(dú)使用,也可與其他催化劑配合使用,推薦用量0.1~1.0份。對冰箱、保溫車灌注聚氨酯硬泡保溫層配方作業(yè)中,推薦使用牌號為NiaxA-136的叔胺催化劑,據(jù)稱混合漿料有很好的流動性。
對于聚氨酯硬泡的噴涂施工,尤其是在氣溫較低的冬季戶外、基材表面溫度較低的罐體、管道等實(shí)施保溫層噴涂施工中,除適當(dāng)加大常用催化劑用量或適當(dāng)提高原料溫度外,還可以選擇二丁基錫二月桂酸酯,催化劑用量可適當(dāng)加大到0.1~0.3份。
包裝用聚氨酯泡沫體
包裝用聚氨酯泡沫多為密度在8kg/m3以下的低密度泡沫體,常用的催化劑為含有一個羧基基團(tuán)的催化劑,如二甲基乙醇胺等,用量為0.3~0.5份,該類催化劑的羧基能和異氰酸酯發(fā)生反應(yīng)進(jìn)入聚氨酯分子結(jié)構(gòu)中,可以有效地降低催化劑殘留的臭味。DMAMP-80為а-甲胺基丙醇胺的醇胺類催化劑,它含有20%的誰,通常用作生產(chǎn)包裝泡沫的催化劑,尤其是在配方中不使用有機(jī)錫催化劑時,它含有一定的水分,能起到輔助發(fā)泡劑的作用。
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,它與普通聚氨酯泡沫在結(jié)構(gòu)、性能和制備上有較大區(qū)別,當(dāng)然,對催化劑選擇也不比較特殊。一般情況下,可使用胺類、有機(jī)金屬鹽、羧酸季銨鹽等二聚化催化劑,常用的有2,4,6-三苯酚、1,3,5-三(2-羥乙基)-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,通常都用聚醇進(jìn)行改性,其中氨基甲酸酯和異氰尿酸酯的反應(yīng)速率有較大差異,使用普通聚氨酯催化劑平衡它們的反應(yīng)速率困難,因此,在制備異氰尿酸酯泡沫體時,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,牌號TMR是高效的三聚化催化劑,生成的泡沫體具有較好的物理性質(zhì)。
RIM微孔彈性泡沫體
反應(yīng)注射模制泡沫是適應(yīng)汽車復(fù)雜配件而快速發(fā)展起來的、高生產(chǎn)效率的聚氨酯制品生產(chǎn)工藝技術(shù),反應(yīng)物以高壓混合后注入密閉的大型、復(fù)雜的模具模腔中,快速成型并脫模。該工藝要求混合物料必須具備優(yōu)良的流動性且以極快的速度固化。因此,正確選擇催化劑的品種和用量將是順利實(shí)施該工藝的關(guān)鍵。歐洲普遍使用的是有機(jī)錫-叔胺復(fù)合催化體系,如三亞乙基二胺和二丁基錫二月桂酸酯等,一般用量為0.1~0.5份和0.015~0.05份。有機(jī)錫催化劑還常使用二烷基稀硫酸鹽,因?yàn)樗哂泻芎玫难舆t催化作用,有利于混合物料在復(fù)雜模腔中的流動。