四甲基二丙烯三胺TMBPA在聚氨酯硬泡发泡和凝胶反应中的催化机制研究

各位化工界的同仁，大家好！

今天，我们来聊聊聚氨酯硬泡领域里一位“身怀绝技”的催化剂——四甲基二丙烯三胺，简称TMBPA。这名字听起来是不是有点绕口？没关系，咱们就叫它“泡泡加速器”好了！毕竟，它在聚氨酯硬泡的制造过程中，可是扮演着至关重要的角色。

一、聚氨酯硬泡：轻盈背后的“化学魔术”

在深入了解“泡泡加速器”之前，我们先来简单回顾一下聚氨酯硬泡。想象一下，我们每天使用的冰箱、保温材料、甚至是一些建筑构件，它们轻盈、坚固、保温性能优异，这些都要归功于聚氨酯硬泡这种神奇的材料。

那么，聚氨酯硬泡是如何诞生的呢？简单来说，就是异氰酸酯和多元醇这两位“主角”，在各种助剂，尤其是催化剂的帮助下，发生聚合反应，生成聚氨酯。同时，发泡剂的加入，让聚氨酯内部产生大量的气泡，终形成我们所看到的硬泡结构。

这个过程，就像一个精心编排的“化学魔术”，而TMBPA就是那个掌控节奏的“魔术师”之一，它能够巧妙地平衡发泡和凝胶这两个关键反应，让聚氨酯硬泡的性能达到佳状态。

二、“泡泡加速器”：TMBPA的自我介绍

好了，现在让我们正式认识一下今天的“主角”——TMBPA。

TMBPA 产品参数表

指标名称	典型值	测试方法
外观	无色至淡黄色液体	目测
胺值 (mg KOH/g)	590-610	GB/T 2895
水分 (%)	≤ 0.5	GB/T 6283
密度 (g/cm³)	0.92-0.94	GB/T 4472
闪点 (°C)	> 93	GB/T 3536

从参数表我们可以看出，TMBPA是一种液体的胺类催化剂，具有较高的胺值，这意味着它具有较强的催化活性。同时，它的闪点较高，相对来说比较安全。

TMBPA的结构式：

（由于无法在此处显示图片，请自行搜索TMBPA的结构式。 简单来说，它是一个含有三个胺基的分子，并且每个胺基都连接着甲基或烯丙基。）

三、“双面间谍”：TMBPA在发泡和凝胶中的角色

在聚氨酯硬泡的制造过程中，有两个至关重要的反应同时进行：

1. 发泡反应： 异氰酸酯与水反应，生成二氧化碳气体，形成气泡。
2. 凝胶反应： 异氰酸酯与多元醇反应，生成聚氨酯聚合物，使体系固化。

如果发泡太快，凝胶太慢，气泡容易破裂，导致硬泡结构不稳定；反之，如果凝胶太快，发泡太慢，气泡来不及充分膨胀，硬泡密度过大，性能下降。

而TMBPA就像一位“双面间谍”，它既能促进发泡反应，又能促进凝胶反应，而且还能根据不同的配方和工艺条件，巧妙地调整两个反应的速率，从而实现佳的平衡。

具体来说，TMBPA主要通过以下两种机制发挥作用：

• 催化发泡反应： TMBPA作为叔胺催化剂，能够与水形成氢键，活化水分子，使其更容易与异氰酸酯反应，生成二氧化碳。同时，TMBPA还能促进异氰酸酯的二聚和三聚反应，生成环状结构，增加体系的交联密度，提高硬泡的强度。

• 催化凝胶反应： TMBPA也能与多元醇形成氢键，活化多元醇的羟基，使其更容易与异氰酸酯反应，生成聚氨酯聚合物。此外，TMBPA还能促进脲键的形成，脲键之间的氢键作用也能提高硬泡的强度。

  

• 催化凝胶反应： TMBPA也能与多元醇形成氢键，活化多元醇的羟基，使其更容易与异氰酸酯反应，生成聚氨酯聚合物。此外，TMBPA还能促进脲键的形成，脲键之间的氢键作用也能提高硬泡的强度。

四、“控场大师”：TMBPA如何平衡发泡与凝胶？

那么，TMBPA是如何实现发泡和凝胶的平衡呢？这就要涉及到它的独特结构和反应活性了。

TMBPA分子中含有三个胺基，其中两个是二基，一个是二烯丙基胺基。这三种胺基的碱性不同，催化活性也不同。

• 二基： 碱性较强，催化活性较高，主要促进凝胶反应。

• 二烯丙基胺基： 碱性较弱，催化活性较低，但由于烯丙基的存在，使其更容易与异氰酸酯发生反应，从而促进发泡反应。

通过调整TMBPA的用量，以及与其他催化剂的配合使用，我们可以精确地控制发泡和凝胶的速率，从而获得理想的硬泡性能。

五、“量身定制”：TMBPA在不同配方中的应用

聚氨酯硬泡的配方千变万化，不同的配方需要不同的催化剂组合。TMBPA作为一种通用型催化剂，可以广泛应用于各种硬泡配方中。

TMBPA 在典型硬泡配方中的应用

配方类型	典型用量 (相对于多元醇)	主要作用
聚醚硬泡	0.5-1.5%	平衡发泡和凝胶，提高硬泡强度和尺寸稳定性
聚酯硬泡	0.3-1.0%	缩短脱模时间，提高硬泡的耐溶剂性和耐化学腐蚀性
阻燃硬泡	0.8-2.0%	改善阻燃效果，提高硬泡的阻燃等级
低密度硬泡	0.2-0.8%	降低硬泡密度，提高硬泡的保温性能

需要注意的是，TMBPA的用量需要根据具体的配方和工艺条件进行调整。一般来说，硬泡密度越高，TMBPA的用量可以适当降低；硬泡的阻燃要求越高，TMBPA的用量可以适当增加。

此外，TMBPA还可以与其他催化剂配合使用，以获得更好的催化效果。例如，可以与锡类催化剂配合使用，提高凝胶速率；可以与咪唑类催化剂配合使用，改善硬泡的表面质量。

六、“精益求精”：TMBPA使用的注意事项

虽然TMBPA是一种非常优秀的催化剂，但在使用过程中，我们仍然需要注意一些事项：

1. 储存： TMBPA应储存在阴凉、干燥、通风的地方，避免阳光直射和高温。
2. 安全： TMBPA具有一定的刺激性，操作时应佩戴防护眼镜和手套，避免接触皮肤和眼睛。
3. 相容性： TMBPA与大多数聚氨酯原料具有良好的相容性，但在使用前好进行相容性测试，以确保其不会影响硬泡的性能。
4. 用量： TMBPA的用量应根据具体的配方和工艺条件进行调整，过量或不足都会影响硬泡的性能。

七、“未来展望”：TMBPA的升级之路

随着聚氨酯硬泡技术的不断发展，对催化剂的要求也越来越高。未来的TMBPA，可能会朝着以下几个方向发展：

1. 低气味： 减少或消除TMBPA的气味，改善工作环境。
2. 低排放： 降低TMBPA的挥发性，减少VOC的排放。
3. 高效： 提高TMBPA的催化活性，降低用量。
4. 环保： 开发基于生物质原料的TMBPA，实现可持续发展。

总而言之，TMBPA作为聚氨酯硬泡领域的重要催化剂，在平衡发泡和凝胶反应、提高硬泡性能方面发挥着至关重要的作用。希望今天的分享能够帮助大家更深入地了解这位“泡泡加速器”，并在实际应用中发挥它的大价值。

谢谢大家！希望今天的讲解能够像TMBPA催化的泡泡一样，给你们带来一些启发和乐趣！让我们一起努力，推动聚氨酯硬泡技术的不断发展！

====================联系信息=====================

联系人： 吴经理

手机号码： 18301903156 (微信同号)

联系电话： 021-51691811

公司地址: 上海市宝山区淞兴西路258号

===========================================================

聚氨酯防水涂料催化剂目录

• NT CAT 680 凝胶型催化剂，是一种环保型金属复合催化剂，不含RoHS所限制的多溴联、多溴二醚、铅、汞、镉等、辛基锡、丁基锡、基锡等九类有机锡化合物，适用于聚氨酯皮革、涂料、胶黏剂以及硅橡胶等。

• NT CAT C-14 广泛应用于聚氨酯泡沫、弹性体、胶黏剂、密封胶和室温固化有机硅体系；

• NT CAT C-15 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，比A-14活性低；

• NT CAT C-16 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用和一定的耐水解性，组合料储存时间长；

• NT CAT C-128 适用于聚氨酯双组份快速固化胶黏剂体系，在该系列催化剂中催化活性强，特别适合用于脂肪族异氰酸酯体系；

• NT CAT C-129 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有很强的延迟效果，与水的稳定性较强；

• NT CAT C-138 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，良好的流动性和耐水解性；

• NT CAT C-154 适用于脂肪族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用；

• NT CAT C-159 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，可用来替代A-14，添加量为A-14的50-60%；

• NT CAT MB20 凝胶型催化剂，可用于替代软质块状泡沫、高密度软质泡沫、喷涂泡沫、微孔泡沫以及硬质泡沫体系中的锡金属催化剂，活性比有机锡相对较低；

• NT CAT T-12 二月桂酸二丁基锡，凝胶型催化剂，适用于聚醚型高密度结构泡沫，还用于聚氨酯涂料、弹性体、胶黏剂、室温固化硅橡胶等；

• NT CAT T-125 有机锡类强凝胶催化剂，与其他的二丁基锡催化剂相比，T-125催化剂对氨基甲酸酯反应具有更高的催化活性和选择性，而且改善了水解稳定性，适用于硬质聚氨酯喷涂泡沫、模塑泡沫及CASE应用中。