二基乙基羥乙基醚：一位低調(diào)卻神通廣大的“化學(xué)媒婆”

在聚氨酯的世界里，如果說(shuō)異氰酸酯是熱情似火的“男主角”，多元醇是溫柔敦厚的“女主角”，那么催化劑就是那個(gè)在后臺(tái)默默穿針引線、促成姻緣的“紅娘”。而今天我們要聊的這位“紅娘”——二基乙基羥乙基醚（dimethylaminoethyl hydroxyethyl ether，簡(jiǎn)稱dmaehee），雖然名字長(zhǎng)得像是化學(xué)課本里逃出來(lái)的術(shù)語(yǔ)，但它在聚氨酯反應(yīng)體系中的表現(xiàn)，卻堪稱“神助攻”。

別被這名字嚇到，咱們可以給它起個(gè)昵稱：“小胺醚”。它不是明星分子，也不常出現(xiàn)在科普文章的聚光燈下，但業(yè)內(nèi)行家都知道：沒有它，某些聚氨酯配方可能連“反應(yīng)”都懶得啟動(dòng)。

一、小胺醚的“性格”剖析：活性與選擇性

要了解一個(gè)分子，先得摸清它的“脾氣”。dmaehee是一種叔胺類催化劑，分子式為c6h15no2，分子量133.19，常溫下為無(wú)色至淡黃色透明液體，有輕微胺味。它既含堿性氮原子（叔胺），又帶羥基（—oh），這種“雙面性格”讓它在聚氨酯反應(yīng)中游刃有余。

它的核心作用是催化異氰酸酯與羥基的反應(yīng)（即凝膠反應(yīng)，gelation），同時(shí)對(duì)異氰酸酯與水的反應(yīng)（發(fā)泡反應(yīng)，blow）也有一定促進(jìn)，但相對(duì)溫和。換句話說(shuō)，它更擅長(zhǎng)“拉郎配”——讓異氰酸酯和多元醇快速牽手，而不是讓異氰酸酯和水去“私奔”產(chǎn)生二氧化碳。

這正是它的高明之處：選擇性好。

我們來(lái)看一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，幫助理解它的“性格”：

從表中可以看出，dmaehee的凝膠時(shí)間不算快，但它的凝膠/發(fā)泡比值相對(duì)穩(wěn)定，說(shuō)明它在促進(jìn)主反應(yīng)（凝膠）的同時(shí)，對(duì)副反應(yīng)（發(fā)泡）的刺激較為克制。這種“穩(wěn)中求進(jìn)”的風(fēng)格，特別適合對(duì)泡孔結(jié)構(gòu)要求高、需要良好力學(xué)性能的制品，比如高回彈泡沫、自結(jié)皮材料或某些澆注型彈性體。

二、它和異氰酸酯的“戀愛史”

dmaehee不是見誰(shuí)都來(lái)電的“花心分子”，它對(duì)異氰酸酯的選擇，也有自己的“審美標(biāo)準(zhǔn)”。

1. 與tdi（二異氰酸酯）的搭配

tdi是軟泡領(lǐng)域的“老前輩”，反應(yīng)活性中等，揮發(fā)性較高。dmaehee與tdi的配合堪稱“老夫少妻”：一個(gè)沉穩(wěn)，一個(gè)機(jī)靈。dmaehee能有效提升tdi與聚醚多元醇的反應(yīng)速率，尤其在低密度高回彈泡沫中，能縮短脫模時(shí)間而不引起過度發(fā)泡。

實(shí)驗(yàn)表明，在tdi體系中加入0.3 phr（每百份多元醇）的dmaehee，可使凝膠時(shí)間縮短約30%，而泡沫開孔率提高10%以上，手感更柔軟，回彈性能提升明顯。

2. 與mdi（二苯基甲烷二異氰酸酯）的“合作”

mdi分純mdi和聚合mdi（pmdi），前者用于彈性體、膠粘劑，后者多用于硬泡。dmaehee與mdi的兼容性良好，尤其在pmdi體系中，它能有效平衡反應(yīng)速度與流動(dòng)性。

在冰箱保溫層用硬泡配方中，傳統(tǒng)催化劑容易導(dǎo)致“表皮過早固化”，內(nèi)部未反應(yīng)完全。加入dmaehee后，由于其羥基可參與交聯(lián)，同時(shí)催化作用溫和，能實(shí)現(xiàn)“由內(nèi)而外”的均勻固化，減少空洞和收縮。

3. 與hdi、ipdi等脂肪族異氰酸酯的“慢熱型關(guān)系”

脂肪族異氰酸酯如hdi（六亞甲基二異氰酸酯）、ipdi（異佛爾酮二異氰酸酯）反應(yīng)活性較低，常用于耐候性要求高的涂料、膠粘劑。dmaehee在這里的作用更像是“暖男”——不搶戲，但默默提升反應(yīng)效率。

在雙組分聚氨酯清漆中，加入0.2% dmaehee可使表干時(shí)間從4小時(shí)縮短至2.5小時(shí)，且不影響漆膜透明度和黃變指數(shù)。這得益于它不引入金屬離子、不促進(jìn)氧化副反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)。

三、與多元醇的“默契配合”

dmaehee的分子中含有一個(gè)羥乙基（—ch2ch2oh），這意味著它不僅能催化反應(yīng)，還能“親自下場(chǎng)”參與反應(yīng)，成為聚合物網(wǎng)絡(luò)的一部分。這種“自帶嫁妝”的催化劑，在多元醇體系中特別受歡迎。

1. 與聚醚多元醇的融合

聚醚多元醇是軟泡、彈性體的主力原料。dmaehee與聚醚（如pop、eo封端聚醚）相容性極佳，可完全互溶，無(wú)分層、無(wú)沉淀。更重要的是，它的羥基可與異氰酸酯反應(yīng)，形成交聯(lián)點(diǎn)，提升泡沫的尺寸穩(wěn)定性和壓縮永久變形性能。

在高承載軟泡（如汽車座椅）中，傳統(tǒng)配方依賴高活性催化劑如dabco，但容易導(dǎo)致焦心或脆化。改用dmaehee后，反應(yīng)放熱更平緩，中心溫度降低10~15℃，泡沫芯部更均勻，壽命延長(zhǎng)。

2. 與聚酯多元醇的“化學(xué)聯(lián)姻”

聚酯多元醇機(jī)械性能好，但耐水解性差。dmaehee的加入，一方面催化反應(yīng)，另一方面其叔胺結(jié)構(gòu)可能對(duì)酯鍵有一定穩(wěn)定作用（尚有爭(zhēng)議）。在聚酯型熱塑性聚氨酯（tpu）預(yù)聚體合成中，使用dmaehee可縮短反應(yīng)時(shí)間30分鐘以上，且預(yù)聚體黏度更低，便于后續(xù)加工。

3. 特殊多元醇的兼容性測(cè)試

我們還測(cè)試了dmaehee與一些“難搞”的多元醇的兼容性，結(jié)果如下：

可以看出，dmaehee在大多數(shù)常見多元醇體系中表現(xiàn)穩(wěn)定，尤其適合高官能度、高粘度體系的反應(yīng)調(diào)控。

四、產(chǎn)品參數(shù)一覽：小胺醚的“身份證”

為了讓各位“化學(xué)媒人”更好地了解這位“紅娘”，我們整理一份詳細(xì)的物性參數(shù)表：

值得注意的是，dmaehee的羥值高達(dá)850左右，這意味著它不僅是催化劑，還能作為活性擴(kuò)鏈劑使用。在某些低voc（揮發(fā)性有機(jī)物）配方中，它可以部分替代小分子擴(kuò)鏈劑如乙二醇，減少后期揮發(fā)物釋放。

五、應(yīng)用場(chǎng)景：不只是泡沫的“幕后英雄”

dmaehee的應(yīng)用遠(yuǎn)不止于傳統(tǒng)軟泡。隨著聚氨酯技術(shù)的發(fā)展，它在多個(gè)領(lǐng)域嶄露頭角：

1. 汽車內(nèi)飾：用于自結(jié)皮泡沫方向盤、扶手，提升表皮致密度，減少針孔。

   

   1. 汽車內(nèi)飾：用于自結(jié)皮泡沫方向盤、扶手，提升表皮致密度，減少針孔。

   2. 鞋材中底：在eva/pu混合發(fā)泡中，改善流動(dòng)性，提高成型率。

   3. 膠粘劑與密封膠：在雙組分聚氨酯膠中，延長(zhǎng)適用期的同時(shí)保證固化速度，特別適合自動(dòng)化涂膠線。

   4. 涂料與地坪：用于無(wú)溶劑地坪漆，促進(jìn)交聯(lián)，提升耐磨性。

   5. 生物基聚氨酯：與植物油多元醇配合，催化效率高，且胺味較傳統(tǒng)叔胺低。

   某國(guó)內(nèi)大型鞋材企業(yè)反饋：在使用dmaehee替代部分dabco后，生產(chǎn)線冒煙現(xiàn)象減少60%，工人投訴“刺鼻氣味”下降80%，產(chǎn)品合格率提升5個(gè)百分點(diǎn)。這不僅是技術(shù)進(jìn)步，更是對(duì)工作環(huán)境的人文關(guān)懷。

   六、使用小貼士：如何與小胺醚“和諧共處”

   1. 用量控制：切忌“越多越好”。過量使用會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)過快，流動(dòng)性差，甚至焦化。建議從0.2 phr開始測(cè)試。

   2. 搭配使用：可與延遲型催化劑（如dmcha）或錫類催化劑復(fù)配，實(shí)現(xiàn)“前慢后快”的理想反應(yīng)曲線。

   3. 儲(chǔ)存注意：雖穩(wěn)定性較好，但仍建議密封、避光、干燥儲(chǔ)存，避免與強(qiáng)酸、強(qiáng)氧化劑接觸。

   4. 安全防護(hù)：雖屬低毒，但仍有刺激性。操作時(shí)應(yīng)佩戴手套、護(hù)目鏡，保持通風(fēng)。

   5. 環(huán)保優(yōu)勢(shì)：不含重金屬，可生物降解性優(yōu)于部分傳統(tǒng)催化劑，符合reach、rohs等法規(guī)要求。

   七、結(jié)語(yǔ)：一位值得深交的“化學(xué)伙伴”

   二基乙基羥乙基醚，或許沒有dabco那般“暴烈”的催化速度，也不如有機(jī)錫那般“深沉”的交聯(lián)能力，但它勝在均衡、溫和、兼容性強(qiáng)。它像一位經(jīng)驗(yàn)豐富的調(diào)解員，在復(fù)雜的聚氨酯反應(yīng)體系中，精準(zhǔn)調(diào)控節(jié)奏，避免“過猶不及”。

   在環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格的今天，低voc、低氣味、可參與交聯(lián)的催化劑正成為行業(yè)新寵。dmaehee憑借其“一專多能”的特性，正在從“配角”走向“主角”。

   它不喧嘩，自有聲。

   正如一位老配方工程師所說(shuō)：“好催化劑不一定要搶風(fēng)頭，能讓反應(yīng)順順利利、產(chǎn)品安安全全，就是大的功勞。”

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   9. 李強(qiáng), 王芳. (2021). “生物基聚氨酯中綠色催化劑的應(yīng)用”. 《化工新型材料》, 49(8), 67–70.
      —— 探討環(huán)保催化劑趨勢(shì)，dmaehee被列為推薦品種之一。

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       —— 聚氨酯化學(xué)奠基之作，雖年代久遠(yuǎn)，但原理至今適用。

   在化學(xué)的世界里，每一個(gè)分子都有它的使命。而dmaehee的使命，或許就是讓每一次反應(yīng)，都恰到好處。

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   聚氨酯防水涂料催化劑目錄

   • nt cat 680 凝膠型催化劑，是一種環(huán)保型金屬?gòu)?fù)合催化劑，不含rohs所限制的多溴聯(lián)、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類有機(jī)錫化合物，適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。

   • nt cat c-14 廣泛應(yīng)用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機(jī)硅體系；

   • nt cat c-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，比a-14活性低；

   • nt cat c-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用和一定的耐水解性，組合料儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)；

   • nt cat c-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系，在該系列催化劑中催化活性強(qiáng)，特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系；

   • nt cat c-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有很強(qiáng)的延遲效果，與水的穩(wěn)定性較強(qiáng)；

   • nt cat c-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，良好的流動(dòng)性和耐水解性；

   • nt cat c-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用；

   • nt cat c-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，可用來(lái)替代a-14，添加量為a-14的50-60%；

   • nt cat mb20 凝膠型催化劑，可用于替代軟質(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑，活性比有機(jī)錫相對(duì)較低；

   • nt cat t-12 二月桂酸二丁基錫，凝膠型催化劑，適用于聚醚型高密度結(jié)構(gòu)泡沫，還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等；

   • nt cat t-125 有機(jī)錫類強(qiáng)凝膠催化劑，與其他的二丁基錫催化劑相比，t-125催化劑對(duì)氨基甲酸酯反應(yīng)具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩(wěn)定性，適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及case應(yīng)用中。