前言：

 對(duì)于聚氨酯泡沫塑料的制備，一般需要面臨三種反應(yīng)：異氰酸酯-羥基反應(yīng)、異氰酸酯-水反應(yīng)，異氰酸酯-異氰酸酯反應(yīng)。因此需要不同類(lèi)型，不同功效的催化劑來(lái)滿(mǎn)足不同的需求。

 聚氨酯催化劑從類(lèi)別上一般分為叔胺催化劑和金屬催化劑，而叔胺催化劑是最廣泛用于制造聚氨酯泡沫的催化劑，根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為脂肪族叔胺如：雙(二甲胺基乙基)醚BDMAEE，芳族/脂環(huán)族叔胺如N-甲基嗎啉NEM和雜環(huán)叔胺三乙烯二胺TEDA

 作用：

 叔胺催化劑具有反應(yīng)選擇性：促進(jìn)異氰酸酯與水的反應(yīng)，通常被認(rèn)為是發(fā)泡催化劑；促進(jìn)異氰酸酯與多元醇反應(yīng)的叔胺通常被認(rèn)為是凝膠催化劑。但大多數(shù)發(fā)泡型叔胺催化劑對(duì)凝膠反應(yīng)也有所貢獻(xiàn)，凝膠型叔胺催化劑同時(shí)對(duì)發(fā)泡反應(yīng)也有貢獻(xiàn)。 

 可以選擇一種或多種類(lèi)型的叔胺催化劑，通過(guò)用量來(lái)滿(mǎn)足工藝要求，例如乳白時(shí)間，上升曲線(xiàn)，凝膠時(shí)間甚至表皮的熟化。在聚氨酯泡沫體系中，為了平衡凝膠和發(fā)泡反應(yīng)而使用了各種胺的組合，以便可以適當(dāng)?shù)乜刂瓢l(fā)泡過(guò)程。

 介紹：

 凝膠催化劑：三乙烯二胺TEDA

 在早期兩步法（預(yù)聚體法）生產(chǎn)聚氨酯軟質(zhì)泡沫，因先要制備異氰酸酯封端的氨基甲酸酯預(yù)聚物，再與水進(jìn)行發(fā)泡反應(yīng)，過(guò)程難以控制。自DABCO 1，4-二氮雜雙環(huán)[2,2,2]辛烷（也稱(chēng)三乙烯二胺TEDA）發(fā)明問(wèn)世以來(lái)，作為獨(dú)特的催化劑配合有機(jī)硅表面活性劑，通過(guò)一步法代替預(yù)聚物工藝。這些原材料的首次出現(xiàn)使聚氨酯泡沫行業(yè)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。詳見(jiàn)文章：《科普第一課-聚氨酯是什么材料》。

 三乙烯二胺TEDA加快了仲OH基團(tuán)與NCO基團(tuán)的反應(yīng)，在反應(yīng)的適當(dāng)平衡下加速鏈增長(zhǎng)和二氧化碳的釋放，消除了費(fèi)時(shí)的預(yù)聚物制備從而進(jìn)入一步法時(shí)代。 

 由于初期三乙烯二胺TEDA相對(duì)較高的成本，開(kāi)發(fā)出其他催化劑的組合，如胺錫復(fù)合型催化劑。但因技術(shù)的進(jìn)步且已國(guó)產(chǎn)化，三乙烯二胺TEDA成為聚氨酯行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)凝膠催化劑的標(biāo)桿。 

 發(fā)泡催化劑：雙(二甲胺基乙基)醚BDMAEE 

 在模塑高回彈和軟質(zhì)塊狀配方中，通常將雙（二甲基氨基乙基）醚BDMAEE用作發(fā)泡催化劑。由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)具有高堿性，與水可以絡(luò)合，強(qiáng)烈促進(jìn)異氰酸酯與水的反應(yīng)，產(chǎn)生大量二氧化碳?xì)怏w，可使泡沫密度降低。 

 雙（二甲基氨基乙基）醚BDMAEE因發(fā)泡催化活性高，可提高聚氨酯發(fā)泡的前期反應(yīng)時(shí)間，改善流動(dòng)性。雙（二甲基氨基乙基）醚BDMAEE用于控制產(chǎn)生氣體的反應(yīng)的功效（發(fā)泡反應(yīng)）約占80%，用于控制凝膠反應(yīng)的功效（凝膠反應(yīng)）約占20%。絕大多數(shù)泡沫配方將BDMAEE與眾所周知的凝膠催化劑三亞乙基二胺TEDA結(jié)合使用以平衡發(fā)泡反應(yīng)。 

 發(fā)展： 

 低氣味的需求：

 一些叔胺催化劑會(huì)給泡沫留下殘留的氣味，這是由于殘留在泡沫結(jié)構(gòu)中的叔胺催化劑蒸發(fā)并釋放出胺味，這可能會(huì)限制它們?cè)谄?chē)內(nèi)飾、床上用品和軟墊家具等應(yīng)用中的使用。許多催化劑供應(yīng)商已經(jīng)引入了含有異氰酸酯反應(yīng)性基團(tuán)的催化劑，以幫助將分子結(jié)合到聚合物網(wǎng)絡(luò)中，但通常會(huì)降低叔胺催化劑的催化效率。

 延遲催化劑： 

 為了追求更好的模內(nèi)流動(dòng)性和更快的固化的需求，以及在雙硬度發(fā)泡工藝中平衡泡沫反應(yīng)性的需求，導(dǎo)致了延遲作用催化劑的開(kāi)發(fā)。

 總結(jié)： 

 叔胺催化劑是制備聚氨酯泡沫最廣泛的催化劑，催化活性取決于它的結(jié)構(gòu)和堿性。 

 叔胺的選擇會(huì)影響泡沫性能如物理性能參數(shù)、回彈率、開(kāi)/閉孔，表面固化等。太強(qiáng)的發(fā)泡催化劑/較高的發(fā)泡催化劑用量會(huì)導(dǎo)致泡沫塌陷，而太強(qiáng)的凝膠催化劑/較高的凝膠催化劑用量會(huì)導(dǎo)致閉孔泡沫，從而導(dǎo)致收縮。

凝膠和發(fā)泡反應(yīng)只有良好的平衡，才能形成開(kāi)孔，性能良好的泡沫。