反應(yīng)型胺類催化劑簡介

聚氨酯行業(yè)在近數(shù)十年飛速發(fā)展，越來越多的聚氨酯產(chǎn)品應(yīng)用到日常生活的各個領(lǐng)域，

包括汽車領(lǐng)域，家私等消費品。但人們隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，對于環(huán)境的訴求日益嚴(yán)苛。對于聚氨酯行業(yè)來說，環(huán)境的問題包括生產(chǎn)環(huán)節(jié)和使用環(huán)節(jié)，如早期使用 TDI 逐步向富含 MDI 體系的泡沫轉(zhuǎn)變，改善了生產(chǎn)工人的生產(chǎn)環(huán)境。而在消費者使用的環(huán)節(jié)，聚醚多元醇、胺類催化劑、有機硅表面活性劑、阻燃劑、抗氧化劑等原材料都決定了終產(chǎn)品的性能，其中包括 VOC 排放，如醛類，類等物質(zhì)。低 VOC 散發(fā)（Low Emission）、低霧化（Low Fog ging）、低氣味（Low odor）的聚氨酯產(chǎn)品已經(jīng)越來越多的被要求使用到汽車內(nèi)飾行業(yè)中去。普通胺類催化劑目前是焦點問題，而新一代的胺催化劑可平衡凝膠和發(fā)泡的反應(yīng)，具有很寬的加工工藝，它們在聚氨酯行業(yè)中能夠滿足低的胺排放、低霧化和減少氣味，包括所有的 MDI、TDI/ MDI 和 TDI 基配方的要求。

很多年來，叔胺類催化劑是典型聚氨酯泡沫配方中的重要組成部分，一部分催化劑偏向于水和異氰酸酯的反應(yīng)（發(fā)泡反應(yīng)），然而其他一些催化劑則會偏向于多元醇與異氰酸酯的反應(yīng)（凝膠反應(yīng)），這取決于催化劑本身的分子結(jié)構(gòu)以及其空間位阻、電子效應(yīng)等，都會影響其作用。

在高回彈軟泡中，雙(2-二甲基氨乙基)醚) BDMAEE 作為傳統(tǒng)的發(fā)泡催化劑使用，由于

其特有的化學(xué)結(jié)構(gòu)，這是一種典型的很強的高效的叔胺催化劑，促進(jìn)水與異氰酸酯的反應(yīng)，亦稱發(fā)泡反應(yīng)或前期反應(yīng)。絕大多數(shù)的泡沫配方中是 BDMAEE 與三乙烯二胺 TEDA 配合使用。TEDA 是一種常用的凝膠催化劑，目前商業(yè)上有很多催化劑為了平衡效果和工藝速率而采取催化劑混合復(fù)配的使用方法。

如果不考慮泡沫中揮發(fā)出的 VOC 的散發(fā)、PVC 表皮的變色、霧化及氣味，這類普通胺類催化劑的使用還會繼續(xù)。這些問題已經(jīng)在硅油、聚醚多元醇、阻燃劑、抗氧劑有了很大的提高。尤其是在家具、汽車內(nèi)飾等領(lǐng)域，是這一項技術(shù)改進(jìn)的關(guān)鍵推動者。普通的叔胺催化劑 TEDA、BDMAEE 在泡沫產(chǎn)品中明顯有 VOC 物質(zhì)放出。近幾年來，已有幾種方法去減少胺的釋放。

大分子量的叔胺催化劑在使用中有三個明顯的優(yōu)勢：，催化劑的分子在組合聚醚中

受到一定限制從而不能自已地擴(kuò)散，從而改善氣味，PVC 表皮變色和霧化值；第二，由于大的分子量催化劑在特定溫度下，低蒸汽壓下降了揮發(fā)性；第三個優(yōu)點，這種催化劑的替代末端不僅影響了催化劑的沸點或蒸汽壓，還降低了其自身毒性。但反應(yīng)活性與反應(yīng)型催化劑相比，效率差，用量多，工藝寬容度窄，對成本影響巨大，目前已不是主流選擇。

使用反應(yīng)型催化劑的結(jié)果就是減少來自泡沫生產(chǎn)及使用中的催化劑的 VOC 發(fā)散。由于有極少的低毒的自由胺基，在泡沫制造過程中，工人的裸露、操作環(huán)境、霧化、氣味等問題在生產(chǎn)和裝配工廠都得到改善。本文討論的是這種無散發(fā)性的催化劑能降低 VOC 揮發(fā)物和氣味，還能減少催化劑從泡沫中的散發(fā)。由于 PU 化學(xué)的復(fù)雜性，在理想的催化劑中幾個因素要考慮，如蒸汽壓、胺值、分子量、起發(fā)凝膠速率、封端成分等，對不同的泡沫及泡沫等級有不同的要求。