異氰酸酯催化劑原理

天元航材是一家生產(chǎn)銷售端羥基聚丁二烯、四氫呋喃共聚醚等化工原材料廠家，端羥基聚丁二烯，是一種液體遙爪聚合物，具有透明度好、低溫性能、加工性能好、粘度低、耐老化等的特性，可廣泛應(yīng)用于建筑材料、鞋業(yè)材料、橡膠制品、保溫材料、涂料、膠粘劑、橡膠等多個領(lǐng)域。通過端羥基聚丁二烯與不同類型的二異氰酸酯反應(yīng)所得液體遙爪聚合物，端異氰酸酯基聚丁二烯，是端羥基聚丁二烯的衍生物，那么，什么是異氰酸酯？以及異氰酸酯催化反應(yīng)機(jī)理是怎么樣的？

異氰酸酯

異氰酸酯是異氰酸的各種酯的總稱，用于家電、汽車、建筑、鞋業(yè)、家具、膠粘劑等行業(yè)。若以異氰酸酯基團(tuán)的數(shù)量分類，可分為單異氰酸酯和二異氰酸酯及多異氰酸酯等。單體的異氰酸酯易揮發(fā)且有毒性，因此多將其制備為多聚體使用。由于脂肪族二異氰酸酯的聚異氰脲酸酯具有很好的熱穩(wěn)定性、耐候性以及耐介質(zhì)性，其自聚反應(yīng)被廣泛的研究。二異氰酸酯類聚合物在各種聚氨酯類涂料和膠粘劑中有著其獨特的優(yōu)勢而被廣泛地使用。

異氰酸酯反應(yīng)的催化機(jī)理

異氰酸酯與經(jīng)基化合物反應(yīng)的催化機(jī)理，異氰酸酯或經(jīng)基化合物先與催化劑生成不穩(wěn)定的絡(luò)合物，然后發(fā)生反應(yīng)，生成聚氨酯。但這種絡(luò)合催化反應(yīng)理論，目前也有幾種說法，具體如下：

1、第一種：基于異氰酸酯受親核的催化劑進(jìn)攻，生成中間絡(luò)合物，再與羥基化合物反應(yīng)。

2、第二種：金屬有機(jī)化合物的催化機(jī)理與叔胺類不同，是形成一種三元活化絡(luò)合物。

3、第三種：羥基化合物與催化劑形成四節(jié)環(huán)活化絡(luò)合物，再與異氰酸酯反應(yīng)生成氨基甲酸酯。

在制備異氰酸酯類聚合物過程中的難點在于選擇適合的催化劑的選擇，目前使用的催化劑類型繁多，包括：季銨堿、季銨鹽、金屬鹽、氫化物、氧化物等等。

催化劑對異氰酸酯反應(yīng)活性的影響

催化劑能使其反應(yīng)活性降低，反應(yīng)速率加快，縮短反應(yīng)時間，控制副反應(yīng)。一般異氰酸酯對催化劑有催化活性高、選擇性強(qiáng)的要求。常用的催化劑為有機(jī)叔胺類和有機(jī)金屬化合物兩大類，但經(jīng)常使用的是有機(jī)叔胺類催化劑。一般，叔胺類催化劑對異氰酸酯與水的反應(yīng)的催化效率大于對異氧酸酯與羥基反應(yīng)的催化效率，而有機(jī)金屬類催化劑對凝膠反應(yīng)的催化效率更顯著。

不同催化劑對異氰酸酯基團(tuán)的活性不同，催化活性還與不同的反應(yīng)物濃度、反應(yīng)溫度等條件有關(guān)，不同的催化劑對二異氰酸酯與聚醛多元醇反應(yīng)化學(xué)差異較大。研究發(fā)現(xiàn)，催化劑的濃度增加，則反應(yīng)速度加快；兩種不同的催化劑復(fù)合起來，催化活性比單一催化劑的活性強(qiáng)得多。

采用催化劑合成的水性固化劑主要有如下特點：

1、靶向催化特定活性氫官能團(tuán)與異氰酸酯反應(yīng)，不產(chǎn)生其他副反應(yīng)，解決固化劑儲存期粘度不穩(wěn)定、色澤逐漸發(fā)黃問題。

2、良好水分散性，基于異氰酸酯單體與親水性單體接枝率更高原因。

3、漆膜通透性高，基于上述靶向催化的固化劑分子結(jié)構(gòu)支鏈化原因。

4、顯著提高漆膜光澤度、豐滿度、耐刮擦、耐水、耐化學(xué)品性?；诎邢虼呋匦?，賦予水性固化劑更多硬段基團(tuán)和更高官能度。

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