1.引言

催化劑是一種可以改變化學(xué)反應(yīng)速率的化學(xué)物質(zhì)，在聚氨酯合成過程中使用的催化劑大體可以分為叔胺類催化劑、有機(jī)錫化合物、非錫的有機(jī)金屬化合物、其它新型催化劑。

2.各類催化劑的特性

胺類催化劑是NCO和水反應(yīng)的良催化劑；有機(jī)錫、有機(jī)汞對NCO和OH反應(yīng)具有高效選擇性，且對水和NCO反應(yīng)不敏感；一些新型的催化劑比如溫敏催化劑，不同溫度具有不同的催化效率，廣泛用于一些雙組份聚氨酯制品中。

3.使用催化劑目的

通常我們使用催化劑的目的主要有兩個目的：1、讓反應(yīng)向著我們預(yù)期的方向進(jìn)行；2、調(diào)節(jié)反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時間，提高生產(chǎn)效率。

4.不同聚氨酯產(chǎn)品催化劑選擇原則

聚氨酯制品大體可以分為泡沫、彈性體、聚氨酯樹脂。下面我們分別對這三種類型的產(chǎn)品所用催化劑選擇進(jìn)行淺析。

4.1聚氨酯泡沫催化劑選擇

聚氨酯泡沫制品主要由聚醚、異氰酸酯、發(fā)泡劑、催化劑等合成。泡沫形成的主要過程一般認(rèn)為如下：1、通過物理方法和化學(xué)方法在聚氨酯反應(yīng)體系中產(chǎn)生泡沫，并讓泡沫均勻的分散在反應(yīng)體系中，其中主要發(fā)泡方法是利用水和異氰酸酯生產(chǎn)二氧化碳來起泡。2、泡沫的產(chǎn)生過程要求反應(yīng)體系的粘度隨著增大以便穩(wěn)定泡沫不被逸出。3、泡沫形成達(dá)到所需數(shù)目和大小時，需要反應(yīng)體系粘度持續(xù)增大甚至形成交聯(lián)體系穩(wěn)定泡沫并定型成產(chǎn)品。

在這種情況下，我們就需要至少兩種催化劑來調(diào)節(jié)反應(yīng)的進(jìn)行，一種催化劑是促進(jìn)異氰酸酯和水的反應(yīng)，也就是促進(jìn)發(fā)泡反應(yīng)，通常情況下選擇胺類催化劑；另一種是需要促進(jìn)異氰酸酯和聚醚或醇的反應(yīng)，也就是聚氨酯分子鏈增長和交聯(lián)的反應(yīng)，一般選用金屬類催化劑。所以在聚氨酯泡沫合成過程中我們一般選用胺類催化劑和有機(jī)金屬催化劑來配合使用，以便產(chǎn)生協(xié)同作用來完成佳效果。具體胺類催化劑和有機(jī)金屬催化劑的種類和比例需要實(shí)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)根據(jù)不同制品來調(diào)節(jié)選取，這里就不做過多陳述。

4.2聚氨酯彈性體催化劑選擇

聚氨酯彈性體對NCO和水的反應(yīng)要嚴(yán)格避免，所以這時一般選用金屬類催化劑，比如，有機(jī)錫、有機(jī)鉍、甚至被淘汰的有機(jī)汞等。

4.3聚氨酯樹脂催化劑選擇

聚氨酯樹脂合成過程中也要盡量避免NCO和水的反應(yīng)，所以一般選用有機(jī)鉍、有機(jī)錫較多。

5.分類

在聚氨酯及其原料合成中常用的催化劑主要有叔胺催化劑和有機(jī)金屬化合物兩大類。叔胺和有機(jī)金屬化合物品種非常多，考慮到各種因素，在聚氨酯生產(chǎn)中常用的僅二十多種。

胺類催化劑

胺類催化劑一般使用在聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)中，主要分為以下幾類：

脂肪族胺類催化劑有N,N-二甲基環(huán)己胺、雙(2-二甲氨基乙基)醚、N,N,N’,N’-四甲基亞烷基二胺、三乙胺、N,N-二甲基芐胺等。

脂環(huán)族胺類催化劑有固胺、N-乙基嗎啉、N-甲基嗎啉、N,N‘-二乙基哌嗪等。

醇類化合物催化劑有三胺、DMEA等。

芳香族胺類有吡啶，N,N’-二甲基吡啶等。

有機(jī)金屬催化劑

在聚氨酯彈性體以及膠黏劑、涂料、密封膠、防水涂料、鋪裝材料等配方中，二丁基錫二月桂酸酯（DY-12）等有機(jī)金屬催化劑為常用，它對促進(jìn)異氰酸酯基與羥基反映很有效，但在有水分的配方中對水與異氰酸酯的反應(yīng)也有一定的加速作用；在塑膠跑道等配方中可采用有機(jī)鉛等特殊催化劑。

有機(jī)金屬化合物包括羧酸鹽、金屬烷基化合物等，所含的金屬元素主要有錫、鉀、鉛、汞、鋅等，常用的是有機(jī)錫化合物。