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N,N-二甲基环己胺 DMCHA在聚氨酯软泡、硬泡和CASE应用中的通用催化作用

日期：2025-07-25      分类：产品新闻

在聚氨酯的世界里，如果说发泡剂是“燃料”，多元醇和异氰酸酯是“骨架”，那催化剂，就是那个在幕后悄悄掌控节奏、调节火候的“交响乐指挥家”。而今天我们要聊的这位“指挥家”——N,N-二甲基环己胺（简称DMCHA），正是在聚氨酯软泡、硬泡以及CASE（涂料、胶粘剂、密封剂、弹性体）应用中大放异彩的明星角色。

它不像某些催化剂那样张扬，也不像某些助剂那样喧宾夺主，但它就像一位低调却不可或缺的“老江湖”，无论在哪个领域，总能稳稳地把反应节奏拿捏得恰到好处。今天，咱们就来好好唠唠这位“化学界的节奏大师”——DMCHA。

一、DMCHA是谁？——从名字说起

N,N-二甲基环己俩胺，名字听起来像是化学课本里走出来的冷酷学霸，其实它是个性格温和、适应力强的“多面手”。它的分子式是 C₈H₁₇N，分子量约为127.23，结构上是一个环己胺上的两个氢原子被甲基取代，形成了一个叔胺结构。这个结构，正是它催化活性的“秘密武器”。

DMCHA 属于脂肪族叔胺类催化剂，和我们常见的三乙烯二胺（DABCO）、双（二甲氨基乙基）醚（BDMAEE）等属于“同门师兄弟”，但它自有其独特之处——挥发性适中、气味相对温和、催化选择性好，尤其擅长在发泡与凝胶反应之间“走钢丝”，不偏不倚。

二、软泡中的“节奏掌控者”

聚氨酯软泡，说白了就是我们每天睡的床垫、坐的沙发、办公室的椅子垫芯。要让这些泡沫柔软、有弹性、不塌陷，发泡过程中的“气泡生成”和“骨架固化”必须高度协调。早了，泡沫还没长起来就硬了；晚了，泡沫塌了，成了“煎饼”。

这时候，DMCHA 就派上用场了。

它不像某些强凝胶催化剂（比如DABCO 33-LV）那样急吼吼地催着泡沫快速交联，也不像某些强发泡催化剂（比如A-1）那样只顾着吹气球，不管骨架强度。DMCHA 的催化活性恰到好处，对水与异氰酸酯的反应（发泡反应）和多元醇与异氰酸酯的反应（凝胶反应）都有适度促进，尤其偏爱后者一点点。

这就意味着：泡沫能充分膨胀，同时骨架也在稳步构建，终得到开孔良好、回弹优异、手感柔软的成品。

在高回弹软泡配方中，DMCHA 常与辛酸亚锡等金属催化剂协同使用，形成“叔胺+金属”的经典组合。DMCHA 负责调节反应平衡，锡催化剂则主攻凝胶，两者配合，堪称“黄金搭档”。

以下是几种常见软泡体系中 DMCHA 的典型用量与效果对比：

泡沫类型 DMCHA 用量（pphp） 主要作用 配方搭配建议
高回弹软泡 0.3–0.8 平衡发泡与凝胶，提升开孔性 搭配辛酸亚锡（0.1–0.3 pphp）
慢回弹记忆棉 0.2–0.5 控制反应速度，延长流动时间 配合A-1或BDMAEE使用
冷熟化泡沫 0.4–1.0 提高反应效率，缩短熟化周期 可替代部分DABCO，减少气味
模塑泡沫 0.5–1.2 改善流动性，减少闭孔缺陷 与DABCO 33-LV复配效果更佳

值得一提的是，DMCHA 在冷熟化泡沫中的表现尤为出色。由于其挥发性低于DABCO，减少了模具污染和操作环境中的刺激性气味，工人师傅们纷纷表示：“这味儿，能忍。”

三、硬泡里的“效率提升器”

如果说软泡讲究“柔中带刚”，那硬泡就是“刚中带密”——冰箱、冷库、建筑保温板，靠的就是硬泡那密实的闭孔结构和优异的隔热性能。

硬泡的挑战在于：反应必须快，但不能太快；发泡要充分，凝胶要跟上。否则，要么泡沫还没填满模具就凝固了（俗称“短泡”），要么泡沫长得老高却内部空虚（“空心泡”）。

DMCHA 在硬泡中的角色，更像是一位“效率顾问”。它不像五甲基二亚乙基三胺（PMDETA）那样激进，也不像N-乙基吗啉那样温和。它能在保持良好流动性的同时，适度加快凝胶速度，确保泡沫在闭模过程中完成充分填充与定型。

尤其是在聚酯型硬泡或低密度喷涂泡沫中，DMCHA 的加入能显著改善泡沫的尺寸稳定性和压缩强度。有实验数据显示，添加0.3 pphp DMCHA 的硬泡，其压缩强度可提升15%以上，闭孔率提高8%左右。

此外，DMCHA 对水发泡体系的适应性良好，即使在低氟发泡剂（如环戊烷）体系中，也能维持稳定的反应平衡，避免因发泡过快导致的泡孔粗大问题。

以下是硬泡应用中 DMCHA 的典型表现：

应用场景 DMCHA 用量（pphp） 效果描述 注意事项
冰箱保温层 0.2–0.6 提高流动性，减少顶部空洞 避免与强发泡催化剂过量复配
喷涂聚氨酯硬泡 0.3–0.8 增强初期粘接力，改善层间结合 需控制环境湿度
连续板材 0.4–1.0 提升闭孔率，降低导热系数 可与PC-5等催化剂协同使用
聚酯型硬泡 0.5–1.2 改善与基材附着力，减少收缩 注意储存稳定性

值得一提的是，DMCHA 在硬泡中的气味控制也是一大亮点。相比传统叔胺催化剂，它的挥发性较低，残留气味小，特别适合对环保要求较高的家电和建筑领域。

应用场景 DMCHA 用量（pphp） 效果描述 注意事项
冰箱保温层 0.2–0.6 提高流动性，减少顶部空洞 避免与强发泡催化剂过量复配
喷涂聚氨酯硬泡 0.3–0.8 增强初期粘接力，改善层间结合 需控制环境湿度
连续板材 0.4–1.0 提升闭孔率，降低导热系数 可与PC-5等催化剂协同使用
聚酯型硬泡 0.5–1.2 改善与基材附着力，减少收缩 注意储存稳定性

值得一提的是，DMCHA 在硬泡中的气味控制也是一大亮点。相比传统叔胺催化剂，它的挥发性较低，残留气味小，特别适合对环保要求较高的家电和建筑领域。

四、CASE领域的“隐形高手”

如果说在泡沫领域 DMCHA 是“台前明星”，那在CASE（涂料、胶粘剂、密封剂、弹性体）中，它更像是一位“幕后推手”。

在这些应用中，聚氨酯材料往往不需要发泡，而是追求快速固化、高交联密度和优异的机械性能。此时，DMCHA 的叔胺结构能有效催化异氰酸酯与羟基的反应，加速凝胶过程，缩短表干和实干时间。

特别是在双组分聚氨酯涂料和密封胶中，DMCHA 常作为辅助催化剂使用。它不像有机锡那样高效，但胜在环保、低毒、耐黄变性好。对于需要长期户外使用的密封胶，DMCHA 的加入能显著提升初期强度，同时不牺牲终性能。

在胶粘剂领域，DMCHA 还能改善胶膜的柔韧性。这是因为它的环己基结构具有一定空间位阻，不会让交联过于密集，从而避免胶层变脆。这一点在汽车内饰胶、地板胶等应用中尤为重要。

以下是 DMCHA 在CASE应用中的典型参数与效果：

应用类型 DMCHA 用量（wt%） 主要作用 优势对比
双组分涂料 0.1–0.5 加速固化，改善流平 比DABCO气味小，比锡类更环保
聚氨酯密封胶 0.2–0.8 提高初期粘接强度，延长操作时间 减少气泡，改善挤出性能
弹性体浇注 0.3–1.0 调节凝胶速度，改善脱模 与T-12复配可实现“快而不脆”
胶粘剂 0.1–0.6 提升初粘力，改善耐热性 适合对气味敏感的室内应用

值得一提的是，DMCHA 在水性聚氨酯体系中也有不错的表现。虽然水性体系对催化剂的水溶性和稳定性要求更高，但DMCHA凭借其适度的亲油性，仍能在乳液聚合后期发挥催化作用，帮助交联完成。

五、DMCHA的“性格档案”——产品参数一览

为了让大家更直观地了解这位“化学侠客”，我们整理了一份DMCHA的“个人档案”：

项目 参数/描述
化学名称 N,N-二甲基环己胺
英文名称 N,N-Dimethylcyclohexylamine (DMCHA)
分子式 C₈H₁₇N
分子量 127.23
外观 无色至淡黄色透明液体
气味 胺类特征性气味，但较温和
沸点 约160–162°C
密度（25°C） 0.84–0.86 g/cm³
闪点 约52°C（闭杯）
溶解性 可溶于醇、醚、苯等有机溶剂，微溶于水
pH（1%水溶液） 10–11
挥发性 中等，低于DABCO，高于三胺
储存稳定性 常温密封避光保存，保质期12个月
典型催化活性 凝胶 > 发泡（在多数体系中）
推荐储存条件 干燥、通风、远离氧化剂和酸类

从这份档案可以看出，DMCHA 是一位“性格稳定、作风踏实”的催化剂。它不追求极致的催化速度，而是讲究“恰到好处”的平衡。这种特质，正是它能在多种体系中“通吃”的根本原因。

六、DMCHA的“朋友圈”——常见复配组合

在实际应用中，DMCHA 很少单打独斗。它更擅长“组队作战”，与各类催化剂协同发挥“1+1>2”的效果。

  • 与DABCO复配：DABCO主攻发泡，DMCHA主控凝胶，两者搭配可实现反应平衡，广泛用于高回弹泡沫。
  • 与BDMAEE联用：BDMAEE发泡能力强，DMCHA提供凝胶支持，适合慢回弹泡沫和模塑制品。
  • 与有机锡（如T-12）协同：锡类催化剂凝胶极强，但易导致脆性，DMCHA可适度缓和反应，提升韧性。
  • 与A-1（五甲基二亚乙基三胺）搭配：A-1发泡迅猛，DMCHA“压阵脚”，防止泡沫塌陷。

这种“组合拳”策略，让配方师们在面对复杂工艺需求时，有了更多腾挪空间。

七、环保与安全：DMCHA的“社会责任感”

随着环保法规日益严格，催化剂的挥发性有机物（VOC）排放、毒性、生物降解性等问题备受关注。DMCHA 在这方面表现中规中矩——它不属于高毒性物质（LD50 > 1000 mg/kg），也不属于PBT（持久性、生物累积性、毒性）物质。

虽然它仍属于胺类化合物，有一定刺激性，但相比早期的三乙胺、二甲基胺等，其气味更温和，工作环境中的暴露限值（TLV）也相对宽松。许多企业已将其列为“可接受替代品”，用于替代高挥发性或高气味催化剂。

当然，使用时仍需注意通风、佩戴防护装备，毕竟“化学江湖”里，再温和的试剂也不能掉以轻心。

八、结语：一位值得信赖的“老搭档”

回望DMCHA的职业生涯，它没有惊天动地的突破，也没有炫目的光环，但它始终如一地在聚氨酯的各个角落默默耕耘。从软绵绵的床垫到冰冷的冰箱保温层，从高楼外墙的密封胶到汽车内饰的粘接点，它的身影无处不在。

它不像某些催化剂那样“一招鲜”，但它胜在“样样通”。它不抢风头，却总能在关键时刻稳住局面。它或许不是耀眼的那一个，但一定是配方师愿意长期合作的“老搭档”。

如果你正在为发泡反应不平衡、凝胶过快或气味太大而头疼，不妨试试这位低调务实的“节奏大师”——DMCHA。也许，它就是你一直在找的那味“恰到好处”的催化剂。

参考文献

  1. Ulrich, H. (1996). Chemistry and Technology of Isocyanates. John Wiley & Sons.
  2. K. T. Gillen, R. Bernstein, and D. Clough. (2002). "Aging mechanisms of polyurethane foams." Polymer Degradation and Stability, 77(3), 465–474.
  3. 张兴华, 李志刚. (2018). 《聚氨酯泡沫塑料配方设计与工艺优化》. 化学工业出版社.
  4. B. Metzger, et al. (2005). "Catalyst selection for flexible polyurethane foam production." Journal of Cellular Plastics, 41(4), 301–320.
  5. 王建国, 刘伟. (2020). “DMCHA在硬质聚氨酯泡沫中的应用研究.” 《聚氨酯工业》, 35(2), 23–27.
  6. R. W. Layer. (1995). "Catalysis in polyurethane foam formation." Applied Catalysis A: General, 133(1), 1–26.
  7. 陈明, 赵丽娟. (2019). “环保型叔胺催化剂在CASE领域的应用进展.” 《涂料技术》, 42(6), 12–16.
  8. G. Oertel. (1985). Polyurethane Handbook. Hanser Publishers.
  9. 李强, 周晓东. (2021). “低气味催化剂在软泡中的应用对比.” 《塑料工业》, 49(3), 88–92.
  10. S. H. Lazarus. (2003). "Catalysts for polyurethanes: A review." Progress in Organic Coatings, 47(2), 137–144.

（全文约3100字）

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公司其它产品展示:

  • NT CAT T-12 适用于室温固化有机硅体系，快速固化。

  • NT CAT UL1 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性，活性略低于T-12。

  • NT CAT UL22 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，活性比T-12高，优异的耐水解性能。

  • NT CAT UL28 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，该系列催化剂中活性高，常用于替代T-12。

  • NT CAT UL30 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性。

  • NT CAT UL50 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性。

  • NT CAT UL54 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，中等催化活性，耐水解性良好。

  • NT CAT SI220 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，特别推荐用于MS胶，活性比T-12高。

  • NT CAT MB20 适用有机铋类催化剂，可用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系，活性较低，满足各类环保法规要求。

  • NT CAT DBU 适用有机胺类催化剂，可用于室温硫化硅橡胶，满足各类环保法规要求。

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