基于二[2-(N,N-二甲氨基乙基)]醚的环保型水发泡聚氨酯体系研究

各位亲爱的朋友们，大家好！我是今天的主讲人，一名在化工领域摸爬滚打多年的老兵。今天，我将带领大家走进一个既熟悉又新奇的世界——水发泡聚氨酯体系，并聚焦于一种被誉为“绿色使者”的催化剂：基于二[2-(N,N-二甲氨基乙基)]醚（以下简称BDMAEE）的环保型水发泡聚氨酯体系。

提起聚氨酯，相信大家都不陌生。它就像一位“千面郎君”，在我们的生活中无处不在：从舒适的沙发床垫，到保暖的冰箱隔热层；从轻盈的运动鞋底，到坚固的汽车内饰，都有它的身影。但传统的聚氨酯发泡过程中，常常需要借助一些“不太友好”的发泡剂，比如氟利昂，它们虽然发泡效果好，却会对大气臭氧层造成巨大的破坏，简直就是地球的“隐形杀手”。

随着环保意识的日益增强，寻找更加环保、可持续的聚氨酯发泡技术成为了时代的必然选择。于是，水发泡技术应运而生，它巧妙地利用水与异氰酸酯反应产生的二氧化碳作为发泡剂，可谓是“取之自然，用之自然”，大大降低了对环境的负面影响。然而，水发泡反应速度较慢，泡沫稳定性也较差，这就需要借助催化剂来“加速”和“稳定”这个过程。

而我们今天的主角BDMAEE，正是这样一位出色的“绿色催化剂”。它就像一位“魔法师”，能够精准地控制水与异氰酸酯的反应，使二氧化碳气体均匀地分散在聚氨酯体系中，形成细腻、均匀、稳定的泡沫结构。与传统的胺类催化剂相比，BDMAEE具有低气味、低VOC（挥发性有机化合物）释放等优点，堪称环保聚氨酯的“得力助手”。

那么，BDMAEE是如何发挥它的“魔法”的呢？让我们先来了解一下水发泡聚氨酯体系的反应原理。

水发泡聚氨酯的形成，其实是一个“你中有我，我中有你”的复杂过程，主要包含两个核心反应：

1. 凝胶反应（Gelling Reaction）：多元醇（Polyol）与异氰酸酯（Isocyanate）发生反应，生成聚氨酯链段，使体系粘度增加，逐渐固化。就像水泥慢慢凝固一样，形成聚氨酯的“骨架”。

2. 发泡反应（Blowing Reaction）：水与异氰酸酯反应，生成二氧化碳气体和脲。二氧化碳气体膨胀，形成泡沫，使聚氨酯体积增大。这个过程就像吹气球一样，使聚氨酯“膨胀”。

BDMAEE的作用，就像一位“调度员”，它能同时催化凝胶反应和发泡反应，并巧妙地平衡二者的速率，使泡沫既能充分膨胀，又能保持足够的强度和稳定性。如果没有它，或者催化剂选择不当，就可能出现泡沫塌陷、收缩、开裂等问题，导致聚氨酯产品性能下降。

为了更直观地了解BDMAEE的魅力，我们不妨将其与其他常见的胺类催化剂进行一番对比：

催化剂	主要优点	主要缺点	应用领域
BDMAEE	低气味，低VOC，平衡凝胶和发泡反应，泡沫稳定性好	价格相对较高	软质泡沫，半硬质泡沫，模塑泡沫
三乙胺（TEA）	催化活性高，价格便宜	气味刺激，VOC释放量大，易导致泡沫塌陷	硬质泡沫，喷涂泡沫
二胺（DEOA）	延迟催化效果，提高泡沫流动性	气味较重，易泛黄	弹性体，CASE材料
N,N-二甲基环己胺 (DMCHA)	催化活性高，硬质泡沫效果好	气味刺激，VOC释放量大，易导致泡沫开裂	硬质泡沫，喷涂泡沫

从上表可以看出，BDMAEE在环保性和综合性能方面具有明显的优势，尤其是在对气味和VOC有较高要求的应用领域，更是不可或缺的“绿色伙伴”。

当然，选择BDMAEE并非“一劳永逸”，要充分发挥其优势，还需要综合考虑配方、工艺等因素。就像一位厨师，即使拥有再好的食材，也需要精湛的烹饪技巧才能做出美味佳肴。

以下是一些关于BDMAEE在水发泡聚氨酯体系中应用的“小贴士”：

1. 用量控制：BDMAEE的用量一般为多元醇重量的0.1%-1%，具体用量需要根据配方和工艺进行调整。用量过少可能导致发泡不充分，用量过多则可能导致泡沫过早凝固，影响流动性。

2. 与其他催化剂的配合：为了更好地平衡凝胶反应和发泡反应，通常会将BDMAEE与其他类型的催化剂（如锡类催化剂）配合使用，以达到佳的发泡效果。

3. 配方优化：多元醇的种类、异氰酸酯的指数、表面活性剂的选择等都会影响水发泡聚氨酯的性能。因此，需要根据终产品的要求，对配方进行精心的优化。

   

4. 配方优化：多元醇的种类、异氰酸酯的指数、表面活性剂的选择等都会影响水发泡聚氨酯的性能。因此，需要根据终产品的要求，对配方进行精心的优化。

5. 工艺控制：搅拌速度、温度、压力等工艺参数也会对发泡过程产生影响。因此，需要严格控制工艺参数，确保发泡过程的稳定进行。

为了方便大家更好地了解基于BDMAEE的环保型水发泡聚氨酯体系，我们再来看一个简化的配方示例：

原料	用量（wt%）
聚醚多元醇	50
聚酯多元醇	20
水	3-5
异氰酸酯（TDI/MDI）	根据NCO指数计算
表面活性剂	1-2
BDMAEE	0.2-0.5
其他助剂（阻燃剂、填料等）	适量

产品参数举例（终产品性能与具体配方相关）：

指标	数值范围	测试方法
密度	15-50 kg/m³	GB/T 6343
拉伸强度	50-200 kPa	GB/T 6344
撕裂强度	2-10 N/cm	GB/T 6345
压缩永久变形	<10% (50%压缩)	GB/T 6342
回弹性	40-70%	GB/T 6670

上述配方和参数仅供参考，实际应用中需要根据具体的需求进行调整。就像定制服装一样，只有量身定做，才能达到佳的效果。

随着科技的不断发展，基于BDMAEE的环保型水发泡聚氨酯体系也在不断地创新和进步。例如，一些研究人员正在探索将BDMAEE与生物基多元醇结合使用，进一步提高聚氨酯的可持续性；另一些研究人员则致力于开发新型的BDMAEE衍生物，以提高其催化活性和选择性。

总而言之，基于BDMAEE的环保型水发泡聚氨酯体系，是聚氨酯工业绿色发展的重要方向。它不仅能够降低对环境的负面影响，还能提供性能优异的聚氨酯产品，满足人们日益增长的需求。我相信，在未来的日子里，它将在更多领域大放异彩，为我们的生活带来更多的惊喜和美好。

后，希望今天的讲解能够帮助大家对基于BDMAEE的环保型水发泡聚氨酯体系有一个更深入的了解。谢谢大家！

问答环节（可根据实际情况灵活补充）：

提问： BDMAEE的价格相对较高，有没有替代方案？

回答： 这是一个非常实际的问题。虽然BDMAEE在环保性和性能方面具有优势，但价格确实是需要考虑的因素。目前，有一些公司也在开发一些新型的胺类催化剂，它们在性能上可以与BDMAEE媲美，但价格更具竞争力。此外，通过优化配方和工艺，也可以在一定程度上降低BDMAEE的用量，从而降低成本。当然，从长远来看，随着BDMAEE生产规模的扩大和技术的进步，其价格也会逐渐下降。

提问： BDMAEE在硬质泡沫中的应用前景如何？

回答： BDMAEE主要应用于软质和半硬质泡沫，但在硬质泡沫中也有一定的应用潜力。通过与其他催化剂的复配，以及对配方的优化，BDMAEE可以有效地改善硬质泡沫的流动性，降低VOC释放，提高产品的环保性能。当然，硬质泡沫对尺寸稳定性、阻燃性等要求更高，因此需要进行更深入的研究和开发。

提问： 水发泡聚氨酯的耐久性如何？

回答： 水发泡聚氨酯的耐久性与配方、工艺以及应用环境密切相关。一般来说，与传统的聚氨酯相比，水发泡聚氨酯的耐湿热性能可能会略有下降，这是由于脲键的吸水性较强。但通过添加一些特殊的助剂，如稳定剂、抗水解剂等，可以有效地提高其耐久性。此外，选择合适的多元醇和异氰酸酯，优化发泡工艺，也能显著改善其耐久性。总而言之，只要配方和工艺合理，水发泡聚氨酯的耐久性是可以满足大多数应用需求的。

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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。