DMDEE对硬泡闭孔率及尺寸稳定性的影响分析

DMDEE对硬泡闭孔率及尺寸稳定性的影响分析

在聚氨酯硬泡的生产过程中，催化剂的选择至关重要。作为调节发泡反应速率和控制泡孔结构的关键组分之一，催化剂不仅影响泡沫的物理性能，还直接关系到终产品的应用效果。今天我们要聊的这位“幕后英雄”，就是——DMDEE。

DMDEE，全称N,N-二甲基环己胺（Dimethylcyclohexylamine），是一种常见的叔胺类催化剂，广泛应用于聚氨酯硬泡体系中。它以“快起泡、慢凝胶”的特点著称，在促进发泡反应的同时，又不会过早引发凝胶化，从而有助于形成均匀细腻的泡孔结构。听起来是不是有点像一个“节奏掌控大师”？别急，接下来我们就要深入探讨：DMDEE到底如何影响硬泡的闭孔率和尺寸稳定性？

一、从头说起：什么是闭孔率与尺寸稳定性？

在谈DMDEE之前，先来补个课，说清楚两个关键词：

1. 闭孔率

闭孔率是指泡沫材料中封闭气孔所占的比例，通常用百分比表示。闭孔越多，意味着气体不易逃逸，保温性能越好，吸水性越低。对于冰箱、冷库、建筑保温等应用场景来说，高闭孔率是必须追求的目标。

2. 尺寸稳定性

尺寸稳定性指的是泡沫材料在不同温湿度条件下保持原有形状和体积的能力。如果泡沫容易收缩或膨胀，那可就麻烦了——轻则影响密封效果，重则导致结构变形甚至失效。

这两项指标可以说是硬泡材料的“门面担当”，而它们的表现，往往与催化剂的选择密切相关。

二、DMDEE的角色定位：一位“节奏感十足”的催化剂

在聚氨酯发泡体系中，DMDEE属于一种延迟型催化剂。它不像三亚乙基二胺（A-33）那样“急性子”，而是更擅长调控发泡与凝胶反应之间的平衡。这种“不抢戏但关键”的角色，让它在硬泡体系中如鱼得水。

为了让大家更直观地理解，我整理了一个小表格，对比一下几种常见催化剂的特点：

可以看到，DMDEE在发泡方面表现积极，但在凝胶阶段却相对“克制”。这正是它能够提升闭孔率的关键所在。

三、DMDEE如何影响闭孔率？

闭孔率的高低，主要取决于发泡过程中的气泡稳定性和固化速度。如果发泡太快，气泡容易破裂；如果固化太慢，气泡又可能合并变大。这时候，就需要DMDEE这样的“节奏把控者”。

1. 提升气泡稳定性

DMDEE通过延缓凝胶反应，让发泡过程更加平稳。这样一来，生成的气泡不容易破裂，也更容易形成封闭结构。换句话说，它给气泡“穿上了一层保护衣”，防止它们“跑路”。

2. 控制泡孔大小与分布

由于DMDEE的催化作用比较温和，泡孔生长过程较为均匀，减少了泡孔之间相互吞噬的现象。这样形成的泡孔结构更细密，闭孔率自然也就提高了。

2. 控制泡孔大小与分布

由于DMDEE的催化作用比较温和，泡孔生长过程较为均匀，减少了泡孔之间相互吞噬的现象。这样形成的泡孔结构更细密，闭孔率自然也就提高了。

3. 实验数据说话

下面是一个模拟实验的结果对比表，展示在相同配方下，添加不同浓度DMDEE对闭孔率的影响：

可以看出，DMDEE的佳使用范围大约在0.5~0.7 pphp之间。用量太少达不到理想效果，太多反而会适得其反。

四、DMDEE对尺寸稳定性的影响机制

如果说闭孔率决定了泡沫的“内在美”，那么尺寸稳定性就是它的“外在稳重”。DMDEE在这方面的贡献也不容小觑。

1. 高闭孔率带来更好的尺寸稳定性

前面已经提到，闭孔率越高，内部气体越不容易逃逸，外界水分也不容易渗入。这就相当于给泡沫穿上了“防缩水防膨胀”的防护服。因此，DMDEE通过提高闭孔率，间接提升了尺寸稳定性。

2. 改善泡沫内部交联密度

DMDEE虽然不是强力的凝胶催化剂，但它能在后期缓慢参与反应，使得聚合物网络更加致密。这种“慢火炖煮”的方式，有助于形成更均匀的交联结构，减少内应力，从而降低泡沫在温度变化下的形变风险。

3. 实际测试结果对比

下面是某实验室在不同催化剂体系下测得的尺寸稳定性数据（23℃/50% RH下放置7天）：

显然，使用DMDEE的样品在尺寸变化上表现为稳定，几乎接近“无风自动”的境界。

五、DMDEE的适用场景与注意事项

既然DMDEE这么好，是不是所有硬泡都该用它呢？当然不是。任何催化剂都有其“舒适区”，DMDEE也不例外。

适用场景：

• 冷库板、冰箱保温层等对保温性能要求高的产品；
• 对外观质量要求较高的制品，比如汽车内饰件；
• 需要长时间保持尺寸稳定的工程材料。

使用建议：

• 推荐用量：0.3~0.7 pphp；
• 搭配建议：可与A-33配合使用，前者负责“控节奏”，后者负责“提速度”；
• 注意点：DMDEE挥发性较强，储存时应避免高温环境，操作时注意通风。

六、结语：DMDEE不只是催化剂，更是工艺的艺术品

写到这里，我想我们可以为DMDEE下一个结论：它不仅仅是一个化学添加剂，更像是聚氨酯发泡工艺中的一位“指挥家”。它懂得何时该加速，何时该放缓，用自己独特的方式，帮助泡沫完成一场完美的“成长仪式”。

无论是闭孔率的提升，还是尺寸稳定性的改善，DMDEE都在背后默默发力。它不喧哗，却不可忽视；它不张扬，却不可或缺。

后，附上一些国内外相关研究文献供有兴趣的朋友进一步查阅：

国内参考文献：

1. 张晓明, 李红霞. 聚氨酯硬泡闭孔率影响因素的研究[J]. 化学推进剂与高分子材料, 2018, 16(3): 45-50.
2. 王建国, 刘洋. 催化剂对聚氨酯硬泡尺寸稳定性的影响[J]. 工程塑料应用, 2020, 48(6): 112-116.

国外参考文献：

1. Oertel G. Polyurethane Handbook. Hanser Gardner Publications, 1994.
2. Frisch K.C., Kuang J., Kim S. Recent Advances in Polyurethane Foams: Chemistry and Applications. Journal of Cellular Plastics, 2016, 52(4): 321–338.
3. Safronova T.V., et al. Influence of Catalysts on the Structure and Properties of Rigid Polyurethane Foams. Polymer Science Series A, 2019, 61(2): 123–130.

愿我们在未来的研发路上，都能找到属于自己的“DMDEE时刻”——那个恰到好处的节奏，成就一段完美的发泡人生。

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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。