延遲強凝膠型催化劑的性能對比與適用場景分析

在化工行業，尤其是聚氨酯材料制造中，催化劑的選擇往往決定著產品的成敗。而在眾多類型的催化劑中，延遲強凝膠型催化劑因其“慢啟動、快收尾”的特性，近年來備受青睞。這類催化劑能夠在反應初期保持相對惰性，避免過早交聯帶來的工藝難題，隨后又迅速促進凝膠化反應，實現快速成型。本文將圍繞幾大主流品牌的延遲強凝膠型催化劑展開比較，探討它們的性能差異以及在不同應用場景中的表現。

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一、什么是延遲強凝膠型催化劑？

顧名思義，“延遲”指的是催化劑在體系中不會立刻引發反應，而是需要一定時間或溫度條件才會激活；“強凝膠”則意味著一旦反應開始，它能迅速推動系統完成凝膠化，形成穩定的三維網絡結構。這類催化劑通常用于發泡材料（如軟質泡沫、硬質泡沫）、彈性體、膠黏劑等領域，尤其適用于對操作時間要求較高、但又希望盡快固化成型的場合。

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二、市面上主流品牌及其產品介紹

目前市場上較為常見的延遲強凝膠型催化劑品牌包括：

• Air Products（美國空氣化工）
• Evonik（贏創工業）
• BASF（巴斯夫）
• Tosoh（東曹株式會社）
• Lanxess（朗盛）
• 國內代表企業：萬華化學、藍星東大等

我們選取其中幾個代表性產品進行橫向比較，重點分析其催化活性、延遲時間、適用溫度范圍、推薦用量及典型應用領域。

品牌	產品型號	化學類型	延遲時間（25℃）	凝膠時間縮短率	推薦用量（pphp）	典型應用
Air Products	Polycat? 46	季銨鹽類	約10分鐘	提高30%以上	0.3~1.0	高回彈軟泡、微孔彈性體
Evonik	Dabco? NE1070	胺類/金屬復合物	約8分鐘	提高25~30%	0.5~1.5	自結皮泡沫、噴涂發泡
BASF	Lupragen? N107	氮雜環季銨鹽	約12分鐘	提高35%	0.2~0.8	冷熟化泡沫、汽車座墊
Tosoh	Tegoamine? K-K15	弱堿性胺類	約6分鐘	提高20~25%	0.5~2.0	軟泡、塊泡
Lanxess	Baystabil? C10	叔胺類/金屬協同體系	約9分鐘	提高28%	0.3~1.2	防火泡沫、阻燃材料
萬華化學	WHCAT-88	改性叔胺	約10分鐘	提高30%	0.5~1.5	家具海綿、包裝泡沫
藍星東大	BXD-102	多元胺類	約7分鐘	提高22%	0.8~2.0	自結皮、仿木材料

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三、性能對比分析

1. 延遲能力

從表格可以看出，BASF的Lupragen? N107在延遲時間上表現為突出，達到約12分鐘，適合需要較長操作時間的工藝流程。而Tosoh的Tegoamine? K-K15延遲時間較短，僅為6分鐘左右，更適合對流動性要求不高的快速反應體系。

延遲時間的長短主要取決于催化劑的分子結構和溶劑化程度。一般來說，空間位阻較大的季銨鹽類化合物具有更強的延遲效果，而伯胺或仲胺類則反應更為活躍。

2. 凝膠加速能力

在這方面，Air Products的Polycat? 46表現佳，凝膠時間縮短率達30%以上，適用于需要快速定型的高效率生產場景。而藍星東大的BXD-102雖然也能有效縮短凝膠時間，但整體提升幅度略低，約為22%，更適用于對操作窗口有一定需求的產品。

3. 穩定性與兼容性

多數延遲催化劑在長期儲存過程中都會面臨分解或失活的問題，尤其是在高溫或潮濕環境中。Evonik的Dabco? NE1070采用了特殊的封裝技術，使其在常溫下保存期可達18個月以上，且不易與其他組分發生副反應，表現出良好的穩定性。

相比之下，Tosoh的K-K15由于為弱堿性體系，在酸性配方中可能產生不良影響，需注意配方pH值控制。

4. 環保與安全性

隨著環保法規日益嚴格，催化劑的VOC（揮發性有機化合物）排放成為重要考量因素。萬華化學的WHCAT-88采用低氣味設計，符合歐盟REACH標準，適合室內家具用泡沫制品。而Lanxess的Baystabil? C10則通過添加阻燃元素，兼具催化與阻燃功能，適用于防火等級較高的建筑保溫材料。

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四、適用場景分析

不同的工藝需求決定了催化劑的選用方向。下面我們將結合實際應用場景，看看這些催化劑如何各顯神通。

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四、適用場景分析

不同的工藝需求決定了催化劑的選用方向。下面我們將結合實際應用場景，看看這些催化劑如何各顯神通。

1. 高回彈軟泡（如沙發墊、床墊）

這類產品要求泡沫具備良好的支撐性和回彈性，同時生產線速度較快，因此需要催化劑既能提供足夠的操作時間，又能快速完成凝膠化。Air Products的Polycat? 46和BASF的Lupragen? N107是這一領域的優選，前者強調高效凝膠，后者注重延遲平衡。

2. 自結皮泡沫（如方向盤、扶手）

自結皮工藝對表層致密性和內部均勻性都有較高要求，催化劑需在表面優先起效，同時不影響芯部結構。Evonik的Dabco? NE1070和藍星東大的BXD-102在這方面表現優異，尤其適合模具復雜、脫模時間緊湊的工況。

3. 噴涂發泡（如冷庫保溫）

噴涂發泡講究的是瞬間反應和快速固化，否則容易造成流掛或密度不均。此時，Tosoh的Tegoamine? K-K15以其較快的反應速率脫穎而出，但使用時需控制環境溫度，以防止提前凝膠。

4. 阻燃型泡沫（如建筑隔熱材料）

阻燃材料不僅要滿足燃燒等級要求，還需兼顧物理性能和加工效率。Lanxess的Baystabil? C10將催化與阻燃功能合二為一，大大簡化了配方設計，提高了生產效率。

5. 國內本土化替代趨勢明顯

近年來，隨著國產聚氨酯產業的快速發展，萬華化學和藍星東大等企業在延遲催化劑的研發方面也取得了長足進步。其產品不僅價格更具競爭力，還能根據國內客戶的特殊需求進行定制化調整，逐漸在國內市場占據一席之地。

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五、未來發展趨勢與挑戰

盡管延遲強凝膠型催化劑已廣泛應用于各類聚氨酯制品中，但其發展仍面臨一些挑戰：

• 環保壓力持續上升：越來越多的國家和地區限制胺類催化劑的使用，推動企業開發新型無胺催化劑。
• 多功能化需求增強：客戶希望催化劑不僅能調節反應速度，還能賦予材料其他性能，如抗菌、防霉、導電等。
• 成本控制與供應鏈穩定：國際局勢動蕩導致原材料價格波動，促使企業尋找更經濟、可持續的替代方案。

未來，催化劑的發展方向將更加注重綠色合成路徑、生物基原料的應用以及智能化釋放機制的研究。

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六、結語：選對催化劑，事半功倍

催化劑雖小，卻能牽一發動全身。選擇一款合適的延遲強凝膠型催化劑，不僅關系到產品質量，更直接影響到生產效率與成本控制。本文所列的品牌與型號只是冰山一角，真正的好壞還需結合具體工藝來判斷。

后，附上國內外部分權威文獻供讀者進一步查閱：

國內參考文獻：

1. 李志剛, 王紅梅. 聚氨酯催化劑研究進展[J]. 化工進展, 2021, 40(1): 25-32.
2. 張立群, 劉振宇. 新型延遲催化劑在聚氨酯泡沫中的應用[J]. 合成樹脂及塑料, 2020, 37(3): 45-50.

國外參考文獻：

1. Mihailovic, D., et al. "Delayed-action catalysts for polyurethane systems: A review." Journal of Cellular Plastics, 2019, 55(4): 411-432.
2. Reck, G., and Schmitz, O. "Recent developments in gelation control for rigid foams." Polymer Engineering & Science, 2020, 60(8): 1890-1898.

無論你是從事研發的技術人員，還是負責生產的管理人員，抑或是采購部門的決策者，了解催化劑的本質與性能，都是通往成功的第一步。愿你在今后的工作中，不再“催而不靈”，而是“催得其所”。

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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，是一種環保型金屬復合催化劑，不含RoHS所限制的多溴聯、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類有機錫化合物，適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。

• NT CAT C-14 廣泛應用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機硅體系；

• 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，組合料儲存時間長；

• 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，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，具有很強的延遲效果，與水的穩定性較強；

• 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，可用于替代軟質塊狀泡沫、高密度軟質泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質泡沫體系中的錫金屬催化劑，活性比有機錫相對較低；

• 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構泡沫，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 有機錫類強凝膠催化劑，與其他的二丁基錫催化劑相比，T-125催化劑對氨基甲酸酯反應具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩定性，適用于硬質聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應用中。