新典化學(xué)：聚氨酯凝膠催化劑用于軟質(zhì)高回彈泡沫中應(yīng)用

一、引言

聚氨酯（Polyurethane, PU）軟質(zhì)高回彈泡沫因其優(yōu)異的力學(xué)性能、舒適性和耐久性，已成為汽車座椅、家具、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域的核心材料。其性能的優(yōu)化離不開(kāi)催化劑的作用，尤其是凝膠催化劑在調(diào)節(jié)反應(yīng)速率、改善泡沫結(jié)構(gòu)等方面具有關(guān)鍵作用。新典化學(xué)材料（上海）有限公司作為國(guó)內(nèi)聚氨酯催化劑的領(lǐng)先供應(yīng)商，其產(chǎn)品在軟質(zhì)高回彈泡沫中的應(yīng)用展現(xiàn)了顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。本文將從產(chǎn)品特性、生產(chǎn)工藝、應(yīng)用場(chǎng)景及技術(shù)挑戰(zhàn)等方面展開(kāi)分析，并結(jié)合新典化學(xué)的研發(fā)成果進(jìn)行探討。

二、聚氨酯凝膠催化劑的產(chǎn)品概述

1. 產(chǎn)品定義與核心功能

聚氨酯凝膠催化劑主要用于調(diào)節(jié)異氰酸酯（-NCO）與多元醇（-OH）之間的凝膠反應(yīng)速率，確保泡沫形成穩(wěn)定的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其核心功能包括：

• 平衡發(fā)泡與凝膠反應(yīng)：通過(guò)控制反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，避免泡沫塌陷或過(guò)度收縮。
• 提升泡沫性能：優(yōu)化開(kāi)孔率、硬度及回彈性，延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命。

2. 新典化學(xué)典型產(chǎn)品：FOCAT-D1027

新典化學(xué)開(kāi)發(fā)的FOCAT-D1027是一款高效凝膠催化劑，具有以下特性：

表1：FOCAT-D1027關(guān)鍵參數(shù)

參數(shù)名稱

指標(biāo)范圍/描述

外觀

無(wú)色至微黃透明液體

密度（25℃）

1.080-1.120 g/cm3

粘度（25℃）

30-70 mPa·s

環(huán)保性

不含重金屬、偶氮化合物及鄰苯酸鹽

建議用量

白料重量的0.1%-2%

儲(chǔ)存條件

陰涼干燥環(huán)境，保質(zhì)期12個(gè)月

該催化劑在應(yīng)用中表現(xiàn)出以下優(yōu)勢(shì)：

• 快速后熟化：縮短生產(chǎn)周期，提高效率；
• 高開(kāi)孔率：泡沫細(xì)膩均勻，減少開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)；
• 兼容性強(qiáng)：可與胺類催化劑（如A33）協(xié)同使用，優(yōu)化發(fā)泡倍率。

三、生產(chǎn)工藝與技術(shù)挑戰(zhàn)

1. 軟質(zhì)高回彈泡沫的生產(chǎn)流程

聚氨酯軟質(zhì)高回彈泡沫的生產(chǎn)需精準(zhǔn)控制以下環(huán)節(jié)：

圖1：生產(chǎn)工藝流程圖

原料混合 → 發(fā)泡反應(yīng) → 固化成型 → 后處理

關(guān)鍵步驟解析

• 原料配比：多元醇與異氰酸酯的摩爾比需根據(jù)泡沫性能需求調(diào)整，異氰酸酯指數(shù)（NCO/OH）通常控制在1.02-1.05。
• 催化劑選擇：胺類催化劑（如A33）與金屬鹽催化劑（如辛酸亞錫）的配比影響發(fā)泡速度與凝膠平衡。

表2：不同類型催化劑的性能對(duì)比

催化劑類型

主要作用

適用場(chǎng)景

缺點(diǎn)

胺類催化劑

促進(jìn)發(fā)泡反應(yīng)

普通軟泡、高回彈泡沫

可能加速材料老化

金屬鹽催化劑

促進(jìn)凝膠反應(yīng)

高密度泡沫、彈性體

易導(dǎo)致泡沫變脆

平衡型催化劑

協(xié)調(diào)發(fā)泡與凝膠

復(fù)雜模具成型

成本較高

2. 技術(shù)挑戰(zhàn)與解決方案

挑戰(zhàn)一：反應(yīng)速率控制

• 問(wèn)題：反應(yīng)過(guò)快易導(dǎo)致泡沫結(jié)構(gòu)不均勻，過(guò)慢則影響生產(chǎn)效率。
• 方案：采用智能化監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)調(diào)整催化劑用量，結(jié)合延遲型催化劑延長(zhǎng)乳白時(shí)間。

挑戰(zhàn)二：環(huán)保要求

• 問(wèn)題：傳統(tǒng)催化劑可能釋放VOCs（揮發(fā)性有機(jī)物）。
• 方案：新典化學(xué)開(kāi)發(fā)低VOC催化劑（如有機(jī)鉍化合物），符合歐盟REACH法規(guī)。

四、應(yīng)用案例分析

1. 汽車座椅領(lǐng)域

某車型座椅采用三層復(fù)合結(jié)構(gòu)，其中間層使用高回彈聚氨酯泡沫，配合新典化學(xué)的凝膠催化劑，實(shí)現(xiàn)：

• 支撐性提升：模擬測(cè)試后形變率僅為普通泡沫的1/3；
• 舒適度優(yōu)化：壓力分布均勻性提高。

2. 航空座椅創(chuàng)新

某飛機(jī)經(jīng)濟(jì)艙座椅通過(guò)引入高回彈泡沫，顯著降低乘客疲勞感。新典化學(xué)催化劑在此應(yīng)用中：

• 縮短熟化時(shí)間：生產(chǎn)效率提升；
• 延長(zhǎng)使用壽命：維護(hù)周期延長(zhǎng)。

3. 醫(yī)療與旅行裝備

• 輪椅坐墊：抗菌型HR泡沫減少細(xì)菌滋生，適合長(zhǎng)期使用；
• 旅行枕頭：瑞士品牌TravelRest采用HR泡沫，頸部壓力減輕。

五、新典化學(xué)材料（上海）有限公司

1. 公司概況

新典化學(xué)材料（上海）有限公司成立于2011年，總部位于上海寶山區(qū)，注冊(cè)資本500萬(wàn)元，專注于聚氨酯催化劑、環(huán)氧樹(shù)脂及醫(yī)藥中間體的研發(fā)與銷售。公司與亨斯邁、拜耳等國(guó)際化工巨頭合作，產(chǎn)品覆蓋泡沫、涂料、膠黏劑等十大領(lǐng)域。

2. 核心產(chǎn)品線

• 聚氨酯催化劑系列：包括DBU衍生物（苯酚鹽、辛酸鹽）、有機(jī)錫催化劑及平衡型催化劑；
• 環(huán)保型產(chǎn)品：低VOC催化劑、生物基原料解決方案。

3. 技術(shù)優(yōu)勢(shì)

• 研發(fā)能力：擁有多項(xiàng)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，合作高校及科研機(jī)構(gòu)推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新；
• 質(zhì)量控制：通過(guò)ISO9001/ISO14001認(rèn)證，確保產(chǎn)品穩(wěn)定性和環(huán)保性。

表3：新典化學(xué)部分合作客戶

合作領(lǐng)域

代表企業(yè)

聚氨酯原料

萬(wàn)華化學(xué)、高橋石化

國(guó)際化工

亨斯邁、德國(guó)拜耳

醫(yī)療設(shè)備

國(guó)內(nèi)多家醫(yī)療器械廠商

六、未來(lái)展望

隨著環(huán)保法規(guī)趨嚴(yán)及市場(chǎng)需求升級(jí)，聚氨酯凝膠催化劑將向以下方向發(fā)展：

1. 綠色化：開(kāi)發(fā)生物基催化劑，減少碳足跡；
2. 智能化：結(jié)合AI技術(shù)優(yōu)化配方設(shè)計(jì)；
3. 多功能化：兼具阻燃、抗菌等附加性能。

新典化學(xué)將繼續(xù)依托技術(shù)積累與市場(chǎng)洞察，推動(dòng)聚氨酯行業(yè)向高效、可持續(xù)方向邁進(jìn)。

七、其它產(chǎn)品展示

DABCO8154 酸封閉的TEDA催化劑，延遲反應(yīng)凝膠催化劑，可改善泡沫流動(dòng)性；適用于軟泡和硬泡；

DABCO晶體 強(qiáng)凝膠催化劑，三乙烯二胺（TEDA）；

DABCO33-LV 多用途凝膠催化劑，33%Dabco固體+67%二丙二醇（DPG）；

DABCODC-2 復(fù)合胺，很強(qiáng)活性的延遲凝膠催化劑，用于噴涂硬泡；

DABCOMB20 弱凝膠催化劑，適用于軟質(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；

DABCONMM N-甲基嗎啉，中等強(qiáng)度凝膠催化劑，適用于聚酯型聚氨酯軟塊泡；

DABCONEM N-乙基嗎啉，中等強(qiáng)度凝膠催化劑，適用于聚酯型聚氨酯軟塊泡；

DABCOS-25 凝膠催化劑，25%TEDA+75%BDO；

DABCOT-12 T-12 二月桂酸二丁基錫，凝膠催化劑，適用于涂料或PU樹(shù)脂；

Polycat77 雙（二甲氨丙基）甲胺，凝膠劑發(fā)泡平衡性催化劑，制開(kāi)孔泡沫，增強(qiáng)模塑泡沫回彈性，用于軟泡和硬泡；

PolycatDBU 強(qiáng)凝膠催化劑，低氣味，適用于整皮泡沫、微孔彈性體、硬泡等；

PolycatSA-102 強(qiáng)凝膠催化劑，復(fù)合催化劑，適用于整皮泡沫、微孔彈性體、硬泡等；

JeffcatZR-50 雙（二甲氨基丙基）異丙醇胺，反應(yīng)性凝膠催化劑，低散發(fā)性，適用于聚醚型聚氨酯軟泡催化劑、微孔彈性體、RIM聚氨酯、硬泡等；

JeffcatDMP 二甲基哌嗪，聚氨酯發(fā)泡/凝膠平衡性催化劑，適用于聚氨酯軟泡、硬泡、涂料和膠黏劑等；

PCCAT NP10 N-（二甲氨丙基）而異丙醇胺，反應(yīng)性凝膠催化劑，低散發(fā)性，適用于聚醚型聚氨酯軟泡、微孔彈性體、RIM聚氨酯、硬泡等；