今天我們介紹幾種常見(jiàn)的聚氨酯用金屬催化劑,分別為二月桂酸二丁基錫、異辛酸亞錫、異辛酸鋅及異辛酸鉍。鉛汞類由于環(huán)境友好問(wèn)題目前較少采用,汞類價(jià)格也高。
二月桂酸二丁基錫簡(jiǎn)稱T12,美國(guó)空氣較早推出,該催化劑粘度適宜,毒性據(jù)說(shuō)有點(diǎn)大,其不僅對(duì)凝膠催化而且對(duì)發(fā)泡也有不少的催化作用,金屬性較強(qiáng)。
在聚氨酯CASE方面及發(fā)泡材料中都有所應(yīng)用,是比較常見(jiàn)的品種之一,不同廠家所采用的溶劑或助劑有所不同,其主含量基本都是二月桂酸二丁基錫,體系不匹配的話催化劑后續(xù)容易析出,表面可能出現(xiàn)白色粉末。
另外一種常見(jiàn)的錫金屬催化劑為異辛酸亞錫,簡(jiǎn)稱T9,粘度要比T12稍大,由于亞錫的原因及有機(jī)酸碳鏈相對(duì)較短,它比T12的催化效率更高,顏色上都為帶有黃色的液體,在發(fā)泡應(yīng)用上也經(jīng)常會(huì)配合其他胺類催化劑一起使用,如A33之類。由于其粘度本身比較大,這也意味著要比T12需要更多的稀釋才能符合下游使用習(xí)慣。
異辛酸鋅也是最近比較常見(jiàn)的催化劑之一,由于有機(jī)鉛及汞的環(huán)保原因,使得鋅鉍類催化劑使用量大大提高,屬于環(huán)保型催化劑。純度高的異辛酸鋅也是粘度比較大,客戶直接使用不是很方便,也需要稀釋或加入溶劑及增塑劑等來(lái)調(diào)節(jié)粘度,其對(duì)羥基的催化是主要的,對(duì)水分的敏感程度明顯低于上面說(shuō)提到的錫類,在反應(yīng)后期由于溫度的升高及羥基濃度的減少,其對(duì)水的催化也是比較明顯的,相關(guān)數(shù)據(jù)如下
最后要介紹的也就是有機(jī)鉍了,通常為異辛酸鉍的溶液,算是目前比較合適的有機(jī)汞的替代者。也同樣對(duì)羥基選擇好,對(duì)水分不敏感,粘度在常溫下也合適,價(jià)格雖然高了點(diǎn)也勉強(qiáng)可以接受。
通常來(lái)說(shuō),金屬類催化劑主要用作凝膠反應(yīng),而叔胺類則為發(fā)泡反應(yīng),這兩者都是呈堿性的,也因此都可以促進(jìn)聚氨酯的加成聚合,而有的朋友通過(guò)往某些原材料加入酸來(lái)減慢泡沫上升時(shí)間或提高操作時(shí)間來(lái)降低聚氨酯的反應(yīng)速度,這兩者其實(shí)互為表里,前者提高體系的電子富集程度來(lái)加速聚合后者通過(guò)提高體系的極性也就是增加同NCO的競(jìng)爭(zhēng)來(lái)降低聚合速度。至于金屬則由于其分子軌道的高能或更容易失去電子而更容易先與NCO形成配位從而促進(jìn)羥基氫質(zhì)子的轉(zhuǎn)移,而叔胺則由于結(jié)構(gòu)的相似更容易使得反應(yīng)朝著芳胺類結(jié)構(gòu)方向進(jìn)行,進(jìn)而重排形成二氧化碳并產(chǎn)生泡沫。