二甲基乙醇胺对于聚氨酯硬质泡沫的催化剂作用

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扬子石化巴斯夫
在聚氨酯泡沫塑料中,二甲基乙醇胺是一种辅助催化剂,也是一种反应性催化剂,可用于聚氨酯软泡和聚氨酯硬泡配方。在它的分子中有一羟基,能与异氰酸酯基反应,因此它可以结合在聚合物分子上,不致像三乙胺那样易挥发。
虽然二甲基乙醇胺的催化活性很低,对泡沫上升和凝胶反应影响很小,但它的碱性较强,可以有效地中和发泡组分中的微量酸,特别是异氰酸酯中的酸分,因而就保住了体系中的其他胺。它的这种低活性和高中和能力好比缓冲剂,在和三亚乙基二胺配合使用时特别有利,这样用低浓度的三亚乙基二胺就可以达到所需的反应速度。可以采用高DMEA比例的混合催化剂体系,如80%二甲基乙醇胺和20%三亚乙基二胺的混合物(即Dabco 8020),具有经济性。但是它对后期反应的催化剂用很小,因此只适于硬质泡沫塑料的生产。
二甲基乙醇胺作为中等活性的叔胺催化剂,曾大用量用于软块泡生产,目前已逐渐被三亚乙基二胺取代。几个专业生产聚氨酯催化剂公司都有几种含DMEA二甲基乙醇胺成分的复配型催化剂。
催化剂的选择影响着整个发泡体系的反应活性及对上面所叙述的一些个别反应的选择性。发泡体系的反应活性通过系统的活化时间、固化过程、脱模或固化时间来表述。反应选择性的变化作为催化剂选择变化的函数,影响所发生的反应的平衡、形成的聚合物链的类型和次序及发泡系统的流动性,由此,影响到最终泡沫的加工和物理性能。
聚氨酯发泡最常用的催化剂是叔胺、季胺、胺盐和金属核酸盐(通常为SnⅡ、SnIV或K+)。叔胺用于促进胶凝。发泡和交联反应。肢盐和热敏胺类,如重氮二环十一碳烷,用于提供延迟作用。金属造酸盐强烈地影响胶凝反应。亚锡化合物(SnⅡ)成本低,但是易水解,不稳定。其典型用途是用于能够计量单独的物流的场合,例如软质块料。锡化合物(SnⅣ)不易水解,并可被掺入系统,例如软质模压和硬质发泡。例如季胺、核酸钾、三(二甲胺基甲基)苯酚和2,4,6一三[3-(二甲胺基)正丙基]六氢化均三障等一类特定的化合物对三聚作用具有很强的选择性。
硬质泡沫
硬质泡沫宽广的用途(包括器具。层压和喷涂泡沫、原位浇注、包装泡沫等)和化学组成(聚氨酯和聚异氰脲酸酯)。
聚氨酯硬质泡沫由二甲基环己胺。二甲基乙醇胺、三乙撑二胺、五甲基二乙撑三胺和五甲基二丙撑三胺等催化而成。这些催化剂可单独使用或掺混使用。
聚异氰脲酸酯硬质泡沫常用三聚催化剂的混合物制取,例如用辛酸钾、乙酸钾或含有三(二甲氨钾基)苯酚的一种三聚胺催化剂作催化剂。
近期的发展趋势是在硬质泡沫中废除使用CFC,因此人们逐渐将注意力集中在使用HCFC上。在发泡工艺中,HCFC-141b分解可导致大量生成HCFC-1131a,而HCFC-113la的毒性现在还不为人所知。已发现,使用季按催化剂比用辛酸钾三聚催化剂能更有效地减少HCFC-1131a的含量。
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