一、發(fā)泡催化劑

聚氨酯催化劑（泡沫）可以提供各種各樣結構的聚合物，因此解決了廣泛的商業(yè)需求。催化劑種類(lèi)的選擇深刻影響著(zhù)泡沫的凝膠和發(fā)泡反應。催化劑的選擇影響泡沫

系統的整體反應，和對特定反應的選擇性。泡沫體系的反應選擇性是由體系的儲存時(shí)間，制品的形狀，和脫模（固化）時(shí)間來(lái)衡量。催化劑的選擇性影響反應平衡、

類(lèi)型和不同鏈接方式聚合物的形成順序，以及泡沫體系的流動(dòng)性。催化劑也影響最終所得泡沫的物理性質(zhì)。

胺催化劑主要影響水和異氰酸酯之間的反應。他們通常被稱(chēng)為發(fā)泡催化劑。然而，他們有不同程度的活性，促進(jìn)多元醇和異氰酸酯之間的反應。胺催化劑的這一特性

對于具有很高固有反應活性的多元醇是很特別的。在一些配方中，只用胺類(lèi)催化劑。也有一些超濃無(wú)胺催化劑，如一些銻化合物，可作為發(fā)泡催化劑。

聚氨酯泡沫最常用的催化劑有叔胺、季胺，胺鹽類(lèi)和金屬羧酸鹽（如Sn2+，Sn4+，或K+）。叔胺對發(fā)泡反應顯示出高選擇性，同時(shí)也影響凝膠和交聯(lián)反應。胺鹽

類(lèi)和熱敏胺，如三乙烯二胺的鹽，主要是用來(lái)提供延遲反應。

錫類(lèi)化合物是一類(lèi)用來(lái)促進(jìn)多元醇與異氰酸酯反應的催化劑。因此，它們被稱(chēng)為作為凝膠催化劑。和胺催化劑一樣，有的配方中只使用有機錫催化劑。金屬羧酸鹽對

于凝膠反應有強烈性。二價(jià)錫（Sn2+）化合物成本低，但它們水解不穩定。它們通常用在一個(gè)可以提供單獨催化劑組份的工藝應用中，如軟質(zhì)大塊泡。錫化合物

（Sn4+）有更大的耐水解，可以加入組合料中，如軟質(zhì)模塑泡沫。

三（二甲基氨基甲基）苯酚、2,4,6-三[ 3 -（二甲基氨基）丙基]六氫三嗪、季銨鹽類(lèi)和一些鉀類(lèi)化合物對三聚反應有強烈的選擇性。

平衡催化劑

在沒(méi)有催化劑存在條件下，異氰酸酯和羥基基團之間的實(shí)際反應速率太慢。無(wú)催化劑時(shí)，聚氨酯泡沫也可發(fā)泡，但是泡沫體可能不會(huì )完全固化，也得不到優(yōu)良的物理

性能。氨基甲酸酯的反應主要由堿性材料來(lái)催化的。例如：1,3-丙二胺、四甲基丁烷二胺、二乙醇胺和三乙胺等叔胺都得到了廣泛的應用。

在聚氨酯硬泡發(fā)泡系統中使用的CO2由水-異氰酸酯反應形成，氨基脲酸酯反應和氨基甲酸酯反應之間的相對速率的平衡是必要的。如果氨基甲酸酯反應速度不夠快

，氣體不會(huì )被泡孔包圍，也不會(huì )形成泡沫。相反的，如果氨基甲酸酯反應太快，在氣體形成之前，聚合物已經(jīng)形成，則會(huì )導致泡沫體的密度過(guò)高。凝膠反應比氨基甲

酸酯反應更難通過(guò)催化劑的手段去控制。

叔胺可單獨作為催化劑使用，但對于噴涂等一些應用，需要更快的凝膠速度。金屬鹽類(lèi)，特別是錫鹽類(lèi)，可以單獨使用或與叔胺催化劑的組合使用，用于加速泡沫凝

膠反應。辛酸亞錫和二月桂酸二丁基錫對硬質(zhì)聚氨酯更具重要性。辛酸亞錫在堿性催化劑存在下將水解，會(huì )失去活性。室溫下辛酸亞錫和水共存時(shí)，只有幾個(gè)小時(shí)的

穩定期。

二月桂酸二丁基錫在主樹(shù)脂體系中可穩定存在數月時(shí)間。因此，對于一些需要一定儲存期的包裝泡沫體系，優(yōu)選考慮使用二月桂酸二丁基錫催化劑。

延遲催化劑也已廣泛應用。還有一些緩沖胺催化劑，即在酸性物質(zhì)存在的條件下，胺催化劑的活性被抑制。酸性物質(zhì)可以用來(lái)延緩氨基甲酸酯的反應。氯化氫和苯甲

酰氯已用于與胺類(lèi)催化劑組合來(lái)控制反應速率。少量的酸就可以使得發(fā)泡時(shí)間從2.2分鐘增加至6分鐘。

溫度也可以用來(lái)控制聚氨酯發(fā)泡反應，溫度越高，發(fā)泡速度越快。有些需要延遲的硬質(zhì)聚氨酯發(fā)泡系統，其所有原料的混合將在特別低的溫度（約?300°F）下進(jìn)行

。當這些系統被加熱時(shí)，系統就會(huì )發(fā)泡。

對于CO2發(fā)泡體系，可只用叔胺作催化劑。然而，對于物理發(fā)泡劑體系，由于物理發(fā)泡劑的冷卻效果，需要一個(gè)更高活性的催化劑。錫催化劑和叔胺之間存在協(xié)同作

用。聚醚或聚酯一次成型體系和預聚體體系的硬質(zhì)泡沫，因為他們交聯(lián)度足夠大，凝膠速度足夠快，只用叔胺催化劑就能滿(mǎn)足發(fā)泡要求。叔胺的結構對其催化效率影

響很大，因此對泡沫生產(chǎn)也有較大的影響。聚氨酯催化劑的催化活性隨著(zhù)胺的堿性增加而增加，并且隨著(zhù)氨基氮的空間位阻的降低而增加。