1.引言

催化劑是一種可以改變化學(xué)反應(yīng)速率的化學(xué)物質(zhì)，在聚氨酯合成過程中使用的催化劑大體可以分為叔胺類催化劑、有機錫化合物、非錫的有機金屬化合物、其它新型催化劑。

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2.各類催化劑的特性

胺類催化劑是NCO和水反應(yīng)的良催化劑；有機錫、有機汞對NCO和OH反應(yīng)具有高效選擇性，且對水和NCO反應(yīng)不敏感；一些新型的催化劑比如溫敏催化劑，不同溫度具有不同的催化效率，廣泛用于一些雙組份聚氨酯制品中。

3.使用催化劑目的

通常我們使用催化劑的目的主要有兩個目的：1、讓反應(yīng)向著我們預(yù)期的方向進行；2、調(diào)節(jié)反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時間，提高生產(chǎn)效率。

4.不同聚氨酯產(chǎn)品催化劑選擇原則

聚氨酯制品大體可以分為泡沫、彈性體、聚氨酯樹脂。下面我們分別對這三種類型的產(chǎn)品所用催化劑選擇進行淺析。

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4.1聚氨酯泡沫催化劑選擇

聚氨酯泡沫制品主要由聚醚、異氰酸酯、發(fā)泡劑、催化劑等合成。泡沫形成的主要過程一般認為如下：1、通過物理方法和化學(xué)方法在聚氨酯反應(yīng)體系中產(chǎn)生泡沫，并讓泡沫均勻的分散在反應(yīng)體系中，其中主要發(fā)泡方法是利用水和異氰酸酯生產(chǎn)二氧化碳來起泡。2、泡沫的產(chǎn)生過程要求反應(yīng)體系的粘度隨著增大以便穩(wěn)定泡沫不被逸出。3、泡沫形成達到所需數(shù)目和大小時，需要反應(yīng)體系粘度持續(xù)增大甚至形成交聯(lián)體系穩(wěn)定泡沫并定型成產(chǎn)品。

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在這種情況下，我們就需要至少兩種催化劑來調(diào)節(jié)反應(yīng)的進行，一種催化劑是促進異氰酸酯和水的反應(yīng)，也就是促進發(fā)泡反應(yīng)，通常情況下選擇胺類催化劑；另一種是需要促進異氰酸酯和聚醚或醇的反應(yīng)，也就是聚氨酯分子鏈增長和交聯(lián)的反應(yīng)，一般選用金屬類催化劑。所以在聚氨酯泡沫合成過程中我們一般選用胺類催化劑和有機金屬催化劑來配合使用，以便產(chǎn)生協(xié)同作用來完成佳效果。具體胺類催化劑和有機金屬催化劑的種類和比例需要實驗或經(jīng)驗根據(jù)不同制品來調(diào)節(jié)選取，這里就不做過多陳述。

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4.2聚氨酯彈性體催化劑選擇

聚氨酯彈性體對NCO和水的反應(yīng)要嚴(yán)格避免，所以這時一般選用金屬類催化劑，比如，有機錫、有機鉍、甚至被淘汰的有機汞等。

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4.3聚氨酯樹脂催化劑選擇

聚氨酯樹脂合成過程中也要盡量避免NCO和水的反應(yīng)，所以一般選用有機鉍、有機錫較多。

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5.分類

在聚氨酯及其原料合成中常用的催化劑主要有叔胺催化劑和有機金屬化合物兩大類。叔胺和有機金屬化合物品種非常多，考慮到各種因素，在聚氨酯生產(chǎn)中常用的僅二十多種。

胺類催化劑

胺類催化劑一般使用在聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)中，主要分為以下幾類：

脂肪族胺類催化劑有N,N-二甲基環(huán)己胺、雙(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N’,N’-四甲基亞烷基二胺、三乙胺、N,N-二甲基芐胺等。

脂環(huán)族胺類催化劑有固胺、N-乙基嗎啉、N-甲基嗎啉、N,N‘-二乙基哌嗪等。

醇類化合物催化劑有三胺、DMEA等。

芳香族胺類有吡啶，N,N’-二甲基吡啶等。

有機金屬催化劑

在聚氨酯彈性體以及膠黏劑、涂料、密封膠、防水涂料、鋪裝材料等配方中，二丁基錫二月桂酸酯（DY-12）等有機金屬催化劑為常用，它對促進異氰酸酯基與羥基反映很有效，但在有水分的配方中對水與異氰酸酯的反應(yīng)也有一定的加速作用；在塑膠跑道等配方中可采用有機鉛等特殊催化劑。

有機金屬化合物包括羧酸鹽、金屬烷基化合物等，所含的金屬元素主要有錫、鉀、鉛、汞、鋅等，常用的是有機錫化合物。