N,N-二甲基環己胺：聚氨酯世界的“催化劑老頑童”

在聚氨酯這個五彩斑斕的化學世界里，各種助劑如同舞臺上的配角，默默支撐著主角的精彩演出。如果說異氰酸酯和多元醇是聚氨酯反應的“男女主角”，那么催化劑就是那個躲在幕后、掌控節奏的“導演”。而在眾多催化劑中，N,N-二甲基環己胺（簡稱DMCHA）就像一位既懂藝術又通人情的老頑童，游走于軟泡、硬泡、CASE（涂料、膠粘劑、密封膠和彈性體）三大應用領域，既不搶戲，又不可或缺。

別看它名字長得像是化學課本里走出來的嚴肅分子，DMCHA其實是個“多面手”，性格隨和，適應力強，無論是在柔軟如云的沙發泡沫里，還是在堅硬如鐵的冰箱保溫層中，甚至在工業膠水和汽車密封條中，它都能輕松找到自己的位置。今天，就讓我們揭開這位“催化劑老頑童”的面紗，看看它是如何在聚氨酯的江湖中，四兩撥千斤，攪動風云的。

一、DMCHA：名字雖長，來頭不小

N,N-二甲基環己胺，英文名N,N-Dimethylcyclohexylamine，分子式C8H17N，分子量127.23，CAS號：98-94-2。它是一種無色至淡黃色的透明液體，帶有淡淡的胺類氣味，微溶于水，但與大多數有機溶劑如醇、醚、酯等相容性良好。它的沸點約為160–162℃，閃點約46℃（閉杯），屬于中等揮發性的叔胺類催化劑。

項目	參數
化學名稱	N,N-二甲基環己胺
英文名	N,N-Dimethylcyclohexylamine
分子式	C8H17N
分子量	127.23 g/mol
CAS號	98-94-2
外觀	無色至淡黃色透明液體
氣味	胺類特征性氣味
沸點	160–162℃
閃點（閉杯）	46℃
溶解性	微溶于水，易溶于、、苯等有機溶劑
pH（1%水溶液）	約10–11
揮發性	中等

從結構上看，DMCHA是一個環己基上連有兩個甲基的叔胺，這種結構賦予了它獨特的催化活性和選擇性。環狀結構帶來了空間位阻，使其對水與異氰酸酯的反應（發泡反應）具有適度的選擇性，而叔胺的堿性則能有效促進異氰酸酯與羥基的反應（凝膠反應）。這種“雙管齊下”的能力，正是它在聚氨酯體系中大顯身手的關鍵。

二、軟泡中的“溫柔推手”

在聚氨酯軟質泡沫（軟泡）的生產中，DMCHA常被用作輔助催化劑，與主催化劑如三亞乙基二胺（A-33）或雙（2-二甲氨基乙基）醚（A-1）協同作用。軟泡的制造過程，本質上是一場“發泡”與“凝膠”的賽跑——發泡反應產生二氧化碳氣體，讓泡沫膨脹；凝膠反應則讓聚合物網絡迅速交聯，防止氣泡破裂。

DMCHA在這場賽跑中扮演的是“節奏大師”的角色。它不像某些強堿性催化劑那樣“急躁”，一上來就猛催凝膠，導致泡沫還沒來得及膨脹就“僵住”了；它也不像某些弱催化劑那樣“慢熱”，眼睜睜看著氣體跑光了，泡沫還軟趴趴的。它的催化活性適中，能在發泡中期適時發力，幫助泡沫穩定上升，同時促進網絡結構的形成，從而獲得均勻細膩的泡孔結構和良好的回彈性。

在高回彈（HR）泡沫中，DMCHA的使用尤為普遍。這類泡沫要求開孔率高、支撐性好、回彈快，而DMCHA恰好能通過調節凝膠/發泡比，提升泡沫的開孔性和力學性能。實驗表明，在配方中加入0.1–0.3 phr（每百份多元醇中的份數）的DMCHA，可顯著改善泡沫的熟化速度和尺寸穩定性，減少塌泡和收縮現象。

三、硬泡里的“冷面軍師”

如果說軟泡講究的是“柔中帶剛”，那么硬泡追求的就是“剛中帶韌”。聚氨酯硬質泡沫廣泛應用于冰箱、冷庫、建筑保溫板、管道保溫等領域，其核心要求是低導熱系數、高強度和尺寸穩定性。這就對催化劑的選擇提出了更高要求：既要反應迅速，又要控制得當，避免局部過熱或泡沫開裂。

在硬泡體系中，DMCHA常與強凝膠催化劑（如辛酸錫）和強發泡催化劑（如四甲基乙二胺TMEDA）配合使用。它的作用有點像“軍師”——不直接沖鋒陷陣，卻能運籌帷幄，協調全局。由于其對異氰酸酯-羥基反應的催化活性高于對水-異氰酸酯反應，DMCHA有助于提升凝膠速率，縮短脫模時間，同時避免因發泡過快導致的泡孔粗大或閉孔率過高。

更妙的是，DMCHA的揮發性適中，在發泡過程中不會像低沸點胺類（如三乙胺）那樣迅速逸出，也不會像高沸點胺類那樣殘留在泡沫中造成氣味問題。這種“進可攻、退可守”的特性，使它在噴涂硬泡和模塑硬泡中都備受青睞。

在冰箱保溫層的生產中，DMCHA的加入還能有效減少“后膨脹”現象——即泡沫在脫模后繼續膨脹導致外殼變形。這是因為DMCHA促進了早期交聯，使泡沫結構更早定型，從而提升了成品的尺寸精度。

四、CASE領域的“隱形操盤手”

CASE——涂料、膠粘劑、密封膠和彈性體，是聚氨酯應用中技術含量高、產品附加值大的領域之一。在這里，反應速度、操作時間、終性能的平衡至關重要，而DMCHA再次展現了其“多面手”的本色。

在聚氨酯涂料中，DMCHA常用于雙組分體系，作為促進羥基與異氰酸酯交聯的催化劑。它的優勢在于：催化效率高，添加量少（通常0.05–0.2 phr即可），且不會顯著縮短適用期。相比之下，一些強催化胺類（如DABCO）容易導致涂料黏度迅速上升，施工窗口過短。而DMCHA則像一位“慢性子的廚師”，慢慢加熱，讓反應均勻進行，終得到致密、光澤好、附著力強的漆膜。

在膠粘劑和密封膠中，DMCHA的作用更為微妙。這類產品往往要求“外干內不干”——表面快速固化以防止灰塵污染，內部緩慢交聯以保證深層粘接強度。DMCHA的中等揮發性和適度催化活性，恰好能滿足這一需求。它能在表層迅速發揮作用，促進表面凝膠，同時保留足夠的活性讓內部繼續反應，從而實現“由表及里”的完美固化。

值得一提的是，在某些濕固化聚氨酯彈性體中，DMCHA還能與水分反應生成活性中間體，間接促進異氰酸酯的水解和后續脲鍵形成，起到“間接催化”的作用。這種“曲線救國”的催化方式，雖然不如直接催化來得猛烈，卻更加溫和可控，特別適合對反應放熱敏感的應用場景。

五、DMCHA的“朋友圈”與“對手戲”

在聚氨酯催化劑的“江湖”中，DMCHA并非孤軍奮戰。它常與以下幾類催化劑“組隊出戰”：

在聚氨酯催化劑的“江湖”中，DMCHA并非孤軍奮戰。它常與以下幾類催化劑“組隊出戰”：

催化劑類型	代表品種	與DMCHA的協同作用
強凝膠催化劑	辛酸錫、二月桂酸二丁基錫	DMCHA增強凝膠，錫類提供主催化，協同縮短脫模時間
強發泡催化劑	A-1、TMEDA、DABCO	DMCHA調節發泡節奏，避免泡沫過快膨脹
延遲型催化劑	叔胺螯合物、封閉型催化劑	DMCHA提供早期活性，延遲催化劑保障后期固化
水解穩定劑	磷酸酯類	DMCHA催化交聯，磷酸酯抑制水解，延長使用壽命

當然，DMCHA也有它的“對手”。比如五甲基二亞乙基三胺（PMDETA），催化活性更強，但氣味大、揮發性高；再如雙（二甲氨基乙基）醚（A-1），發泡能力強，但凝膠不足。相比之下，DMCHA走的是“中庸之道”——不偏不倚，恰到好處，正所謂“大巧若拙，大智若愚”。

六、安全與環保：老頑童的“養生之道”

盡管DMCHA性能優異，但作為胺類化合物，它仍具有一定的刺激性和堿性。操作時應避免吸入蒸氣、接觸皮膚和眼睛。建議在通風良好的環境中使用，佩戴防護手套和護目鏡。其LD50（大鼠經口）約為1000 mg/kg，屬于中等毒性，遠低于某些強堿性胺類。

從環保角度看，DMCHA不含VOC限制物質（如苯、氯代烴），且在固化后大部分參與反應，殘留量低，符合RoHS、REACH等國際環保法規要求。近年來，隨著綠色化學的發展，一些企業已開發出基于DMCHA的低氣味、低揮發性配方，進一步拓寬了其在室內應用中的前景。

七、結語：一位值得信賴的“老搭檔”

N,N-二甲基環己胺，這位聚氨酯界的“催化劑老頑童”，沒有驚天動地的爆發力，也沒有花里胡哨的噱頭，但它用幾十年的穩定表現，贏得了配方工程師的尊重與信賴。它像一位經驗豐富的老司機，知道何時踩油門，何時踩剎車，在軟泡中溫柔推手，在硬泡中冷靜布局，在CASE領域默默操盤。它不爭不搶，卻無處不在；它不高調張揚，卻不可或缺。

如果你正在為聚氨酯配方的反應平衡而頭疼，不妨試試這位“老頑童”。它或許不會讓你的泡沫一夜之間飛上天，但一定能讓你的產品更加穩定、可靠、經得起時間的考驗。

正如一位資深聚氨酯工程師曾說的：“好催化劑不一定是快的，但一定是讓你省心的。”DMCHA，正是這樣的存在。

參考文獻：

1. Saunders, K. J., & Frisch, K. C. (1962). Polyurethanes: Chemistry and Technology. Wiley Interscience.
   （經典聚氨酯教科書，系統闡述了催化劑在聚氨酯反應中的作用機制）

2. Ulrich, H. (1996). Chemistry and Technology of Isocyanates. John Wiley & Sons.
   （詳細介紹了異氰酸酯反應動力學及各類催化劑的性能對比）

3. 張興華, 李國良. (2010). 《聚氨酯泡沫塑料》. 化學工業出版社.
   （國內權威專著，涵蓋DMCHA在軟硬泡中的應用實例）

4. Kricheldorf, H. R. (2004). Polyurethanes: A Classic Polymer for New Times. Angewandte Chemie International Edition, 43(28), 3562–3565.
   （綜述性文章，討論了聚氨酯催化劑的發展趨勢）

5. 劉益民, 王志剛. (2015). DMCHA在聚氨酯硬泡中的應用研究. 《聚氨酯工業》, 30(4), 23–26.
   （實驗研究論文，分析了DMCHA對硬泡性能的影響）

6. Wicks, Z. W., Jr., Jones, F. N., & Pappas, S. P. (1999). Organic Coatings: Science and Technology. Wiley.
   （詳細介紹了聚氨酯涂料中催化劑的選擇與作用）

7. 陳建福. (2018). 聚氨酯CASE體系催化劑選型指南. 《粘接》, 39(7), 45–49.
   （實用技術文章，結合案例分析DMCHA在膠粘劑中的應用）

8. Bogan, B. W., & Lee, D. H. (2002). Catalysts for Polyurethane Foam Production. Journal of Cellular Plastics, 38(5), 485–502.
   （系統比較了各類胺類催化劑的催化選擇性與效率）

9. 李志強, 等. (2021). 低氣味聚氨酯催化劑的研究進展. 《化工進展》, 40(3), 1320–1328.
   （綜述了包括DMCHA在內的環保型催化劑發展方向）

10. Oertel, G. (1985). Polyurethane Handbook. Hanser Publishers.
    （聚氨酯領域的“圣經”，包含大量催化劑應用數據與配方建議）

這些文獻從不同角度印證了DMCHA在聚氨酯工業中的重要地位，也為進一步研究和應用提供了堅實的理論基礎。

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公司其它產品展示:

• NT CAT T-12 適用于室溫固化有機硅體系，快速固化。

• NT CAT UL1 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，活性略低于T-12。

• NT CAT UL22 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性比T-12高，優異的耐水解性能。

• NT CAT UL28 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，該系列催化劑中活性高，常用于替代T-12。

• NT CAT UL30 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。

• NT CAT UL50 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。

• NT CAT UL54 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，耐水解性良好。

• NT CAT SI220 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，特別推薦用于MS膠，活性比T-12高。

• NT CAT MB20 適用有機鉍類催化劑，可用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性較低，滿足各類環保法規要求。

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