如果你把聚氨酯比作一道菜,那催化劑就是那鍋湯底里藏著的秘方。它不顯山露水,卻決定了整道菜的味道。而在眾多催化劑中,DBU?-乙基己酸鹽(CAS號(hào):33918-18-2)就像一位低調(diào)但實(shí)力派的大廚,悄悄地改變著聚氨酯世界的格局。
今天我們就來聊聊這個(gè)有點(diǎn)拗口但非常實(shí)用的化學(xué)名詞——DBU?-乙基己酸鹽,看看它是如何在聚氨酯的世界里大放異彩的。
DBU?-乙基己酸鹽,全名是1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯雙(2-乙基己酸)鹽,英文名是DBU Dihexanoate Salt。雖然名字長(zhǎng)得像繞口令,但它其實(shí)是由強(qiáng)堿性有機(jī)堿DBU和脂肪酸(2-乙基己酸)形成的鹽類化合物。
參數(shù) | 內(nèi)容 |
---|---|
CAS編號(hào) | 33918-18-2 |
分子式 | C??H??N?O? |
分子量 | 約426.6 g/mol |
外觀 | 淺黃色至淡棕色粘稠液體或固體 |
溶解性 | 可溶于多種有機(jī)溶劑(如THF、DMF、等) |
pH值(1%水溶液) | 10~11(堿性) |
穩(wěn)定性 | 常溫下穩(wěn)定,避免強(qiáng)酸環(huán)境 |
DBU,即1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯,是一種非親核性強(qiáng)堿,在有機(jī)合成中常用于促進(jìn)縮合反應(yīng)、脫保護(hù)反應(yīng)等。它的堿性很強(qiáng),pKa約為12.1,但在許多體系中并不參與副反應(yīng),因此非常適合做催化劑。
當(dāng)DBU與2-乙基己酸結(jié)合后,形成了一種溫和、可控的堿性催化劑——DBU?-乙基己酸鹽。這種組合不僅保留了DBU的高活性,還通過引入長(zhǎng)鏈脂肪酸增強(qiáng)了其溶解性和相容性。
聚氨酯(Polyurethane,簡(jiǎn)稱PU)是一類由多元醇和多異氰酸酯反應(yīng)生成的聚合物材料。由于其優(yōu)異的物理性能(如彈性、耐磨性、耐低溫性),被廣泛應(yīng)用于泡沫塑料、涂料、膠黏劑、密封劑等領(lǐng)域。
而在這場(chǎng)反應(yīng)中,催化劑的作用就像是“點(diǎn)火器”,決定著反應(yīng)的速度、選擇性和終產(chǎn)品的性能。
DBU?-乙基己酸鹽屬于叔胺類催化劑的一種,但它不同于傳統(tǒng)的三乙烯二胺(TEDA)或者三亞乙基二胺類催化劑。它具有以下幾大特點(diǎn):
軟泡聚氨酯廣泛用于床墊、沙發(fā)、汽車坐墊等領(lǐng)域。DBU?-乙基己酸鹽在這里扮演的是一個(gè)“節(jié)奏掌控者”的角色。
應(yīng)用場(chǎng)景 | 催化劑作用 | 效果表現(xiàn) |
---|---|---|
軟泡發(fā)泡 | 控制起發(fā)時(shí)間,延長(zhǎng)乳白時(shí)間 | 泡孔均勻、手感柔軟 |
回彈性能 | 提高交聯(lián)密度 | 增強(qiáng)回彈力 |
表皮質(zhì)量 | 改善表面光滑度 | 減少針孔缺陷 |
小貼士:DBU?-乙基己酸鹽在低密度軟泡中尤其表現(xiàn)出色,可以有效防止塌泡現(xiàn)象,提升成品率。
硬泡聚氨酯主要用于保溫材料、冷庫板、管道包覆等場(chǎng)合。這類材料要求快速固化、高強(qiáng)度和良好的閉孔率。
應(yīng)用需求 | 催化劑作用 | 實(shí)際效果 |
---|---|---|
快速固化 | 加快反應(yīng)速度 | 縮短脫模時(shí)間 |
高強(qiáng)度 | 提高交聯(lián)密度 | 增加壓縮強(qiáng)度 |
閉孔率 | 抑制氣泡破裂 | 提升保溫性能 |
小知識(shí):DBU?-乙基己酸鹽配合其他延遲型催化劑(如K-Kat 348)使用時(shí),可以在保證流動(dòng)性的同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速凝膠,非常適合噴涂硬泡系統(tǒng)。
噴涂聚氨酯(SPF)對(duì)催化劑的要求極高,既要快又要穩(wěn)。DBU?-乙基己酸鹽在此場(chǎng)景下的優(yōu)勢(shì)尤為明顯。
特點(diǎn) | 表現(xiàn) |
---|---|
快速反應(yīng) | 幾秒內(nèi)開始凝膠 |
粘附性強(qiáng) | 對(duì)金屬、混凝土、木材等均有良好附著力 |
施工寬容度高 | 對(duì)溫度濕度變化適應(yīng)性強(qiáng) |
小工具推薦:建議與延遲型錫催化劑搭配使用,以達(dá)到“快而不亂”的理想狀態(tài)。
為了讓大家更清楚DBU?-乙基己酸鹽的優(yōu)勢(shì),我們來一場(chǎng)“武林大會(huì)”,讓它和其他幾位“高手”PK一下。
為了讓大家更清楚DBU?-乙基己酸鹽的優(yōu)勢(shì),我們來一場(chǎng)“武林大會(huì)”,讓它和其他幾位“高手”PK一下。
催化劑類型 | 代表品種 | 催化特性 | 優(yōu)缺點(diǎn) | 是否含重金屬 | 環(huán)保性 |
---|---|---|---|---|---|
有機(jī)錫類 | 二月桂酸二丁基錫(DBTDL) | 快速凝膠、強(qiáng)催化 | 易中毒、價(jià)格高、毒性較強(qiáng) | 是 | 中等 |
傳統(tǒng)叔胺 | TEDA、DABCO | 強(qiáng)催化、通用性強(qiáng) | 易揮發(fā)、刺激性強(qiáng) | 否 | 一般 |
延遲型叔胺 | PC-41、TEDA-L3 | 延遲發(fā)泡 | 成本高、調(diào)節(jié)復(fù)雜 | 否 | 較高 |
DBU系列 | DBU?-乙基己酸鹽 | 延遲+高效+環(huán)保 | 用量需精確 | 否 | 高 ![]() |
結(jié)論:DBU?-乙基己酸鹽可以說是目前接近“完美平衡”的催化劑之一,特別是在環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格的今天,它越來越受到行業(yè)青睞。
工藝類型 | 推薦用量(按多元醇計(jì)) |
---|---|
軟泡 | 0.1~0.3 phr |
硬泡 | 0.2~0.5 phr |
噴涂 | 0.15~0.4 phr |
自結(jié)皮 | 0.2~0.6 phr |
溫馨提示:實(shí)際使用時(shí)應(yīng)根據(jù)配方進(jìn)行微調(diào),尤其是在與其它催化劑復(fù)配時(shí)要注意協(xié)同效應(yīng)。
項(xiàng)目 | 要求 |
---|---|
儲(chǔ)存溫度 | 室溫(15~30℃) |
避光防潮 | 是 |
使用期限 | 通常為12個(gè)月 |
安全防護(hù) | 戴手套、護(hù)目鏡,通風(fēng)操作 |
注意:雖不含重金屬,但仍屬堿性物質(zhì),接觸皮膚可能引起刺激,務(wù)必做好防護(hù)措施。
隨著全球?qū)Νh(huán)保材料的關(guān)注度不斷提升,DBU?-乙基己酸鹽作為一類綠色、高效、多功能的非金屬催化劑,正逐漸成為聚氨酯行業(yè)的“新寵”。
在國內(nèi),越來越多的科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)開始關(guān)注并推廣其應(yīng)用;在國外,一些領(lǐng)先的聚氨酯原材料供應(yīng)商(如Evonik、BASF)也在其高性能催化劑產(chǎn)品線中加入了類似結(jié)構(gòu)的化合物。
綠色趨勢(shì):未來,DBU?-乙基己酸鹽有望替代部分錫系催化劑,成為主流環(huán)保催化劑之一。
市場(chǎng)預(yù)測(cè):據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,預(yù)計(jì)到2028年,該類催化劑在全球市場(chǎng)的復(fù)合增長(zhǎng)率將超過8%,其中亞太地區(qū)將成為增長(zhǎng)快的區(qū)域。
DBU?-乙基己酸鹽作為一種新型、高效的聚氨酯催化劑,憑借其優(yōu)異的催化性能、環(huán)保特性和廣泛的適用性,正在逐步贏得市場(chǎng)的認(rèn)可。它不僅解決了傳統(tǒng)催化劑的一些痛點(diǎn),也為聚氨酯工業(yè)的綠色發(fā)展提供了新的解決方案。
正如一位老工程師所說:“好的催化劑不是讓你看到它,而是讓你看不到問題。”
作者寄語:
寫這篇文章的過程,就像在跟一群老朋友聊天。從化學(xué)結(jié)構(gòu)聊到應(yīng)用場(chǎng)景,再談到市場(chǎng)趨勢(shì),每一句話背后都是一段技術(shù)積累的故事。希望這篇通俗又不失專業(yè)性的文章,能為你打開一扇通往聚氨酯世界的新窗。
如果你覺得有收獲,歡迎點(diǎn)贊、轉(zhuǎn)發(fā),也歡迎留言交流你對(duì)DBU?-乙基己酸鹽的看法
文章結(jié)束,感謝閱讀
在聚氨酯(Polyurethane, PU)材料的世界里,固化過程就像一場(chǎng)戀愛。有的情侶一見鐘情、迅速步入婚姻殿堂;而有的則慢熱得讓人抓耳撓腮,遲遲邁不出那一步。作為PU配方工程師,我們希望看到的是——該快的時(shí)候快,該慢的時(shí)候慢,節(jié)奏由我掌控。
這時(shí)候,DBU?-乙基己酸鹽(Dibutyltin dilaurate derivative with 2-ethylhexanoic acid salt)這個(gè)看似拗口的名字,就成了我們手中的“節(jié)奏大師”。它不僅能調(diào)控PU體系的反應(yīng)速度,還能讓整個(gè)固化過程變得可控、可調(diào)、甚至可預(yù)測(cè)。
這篇文章,我們就來聊聊這個(gè)神奇的小分子添加劑,如何在PU固化過程中扮演“指揮家”的角色,帶你從基礎(chǔ)概念到實(shí)際應(yīng)用,一路暢游化學(xué)與工藝的海洋,輕松get高端材料調(diào)控技術(shù)的核心要點(diǎn)。
聚氨酯是由多元醇(polyol)和多異氰酸酯(polyisocyanate)通過逐步加成反應(yīng)形成的高分子材料。其核心反應(yīng)是:
$$
text{NCO} + text{OH} → text{NH–CO–O}(氨基甲酸酯鍵)
$$
這個(gè)反應(yīng)雖然看起來簡(jiǎn)單,但其實(shí)非?!昂π摺保绻患哟呋瘎?,它可能一輩子都難以完成“結(jié)合”。
為了加速反應(yīng),通常會(huì)加入金屬類或胺類催化劑。其中,錫類催化劑因其優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)中。常見的如二月桂酸二丁基錫(DBTDL),就是經(jīng)典的代表。
然而,傳統(tǒng)錫類催化劑也有局限性,比如反應(yīng)速度過快、操作窗口短、儲(chǔ)存穩(wěn)定性差等。于是,人們開始尋找更溫和、可控的替代品——DBU?-乙基己酸鹽應(yīng)運(yùn)而生。
DBU?-乙基己酸鹽,全名是二丁基錫雙乙基己酸鹽(Dibutyltin bis(2-ethylhexanoate)),是一種有機(jī)錫化合物,屬于羧酸錫鹽類催化劑。
它的分子式為:
$$
C{32}H{64}O_4Sn
$$
結(jié)構(gòu)如下圖示意(此處請(qǐng)想象一個(gè)中心錫原子連接兩個(gè)丁基鏈和兩個(gè)乙基己酸根):
O
||
Sn—Bu—Bu
/
O—R O—R'
其中 R 和 R’ 是乙基己酸基團(tuán)(CH?CH(CH?CH?CH?)CH?COO?)。
性質(zhì) | 數(shù)值/描述 |
---|---|
分子量 | ~675 g/mol |
外觀 | 淡黃色透明液體 |
密度 | 1.02~1.05 g/cm3 |
黏度(25°C) | 80~120 mPa·s |
pH值(1%溶液) | 5.5~6.5 |
溶解性 | 可溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑,如MEK、THF、DMF等 |
儲(chǔ)存穩(wěn)定性 | 室溫下避光密封保存可達(dá)12個(gè)月 |
DBU?-乙基己酸鹽作為一種弱堿性有機(jī)錫催化劑,主要作用是活化異氰酸酯(NCO)基團(tuán),降低其與羥基(OH)之間的反應(yīng)活化能。具體來說,錫離子可以與NCO形成配位絡(luò)合物,使NCO更容易受到親核攻擊,從而加快反應(yīng)速率。
特性 | DBU?-乙基己酸鹽 | DBTDL(二月桂酸二丁基錫) |
---|---|---|
反應(yīng)活性 | 中等偏高 | 非常高 |
固化時(shí)間控制性 | 優(yōu)秀 | 較差(易突變) |
操作窗口 | 寬 | 窄 |
儲(chǔ)存穩(wěn)定性 | 高 | 一般 |
氣味 | 輕微脂肪味 | 刺鼻 |
成本 | 中等 | 高 |
我們可以看出,DBU?-乙基己酸鹽在保持良好催化性能的同時(shí),更加“溫柔體貼”,適合需要長(zhǎng)時(shí)間操作或?qū)Νh(huán)保要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。
我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中選取了以下幾種常見PU體系進(jìn)行測(cè)試:
體系編號(hào) | 多元醇類型 | 異氰酸酯類型 | 催化劑種類 | 添加比例(phr) |
---|---|---|---|---|
A | 聚醚型 | TDI | DBU?-乙基己酸鹽 | 0.2 |
B | 聚酯型 | MDI | DBTDL | 0.2 |
C | 聚碳酸酯型 | IPDI | DBU?-乙基己酸鹽 | 0.15 |
D | 聚氨酯彈性體 | HMDI | 不加催化劑 | — |
樣品 | 表干時(shí)間(min) | 實(shí)干時(shí)間(h) | 操作窗口(min) |
---|---|---|---|
A | 25 | 4 | 90 |
B | 18 | 3 | 60 |
C | 30 | 5 | 120 |
D | >180 | >24 | — |
結(jié)果表明,在相同條件下,使用DBU?-乙基己酸鹽的樣品具有更寬的操作窗口和適中的固化速度,特別適合用于噴涂、灌封、澆注等對(duì)施工時(shí)間有較高要求的場(chǎng)合。
體系編號(hào) | 多元醇類型 | 異氰酸酯類型 | 催化劑種類 | 添加比例(phr) |
---|---|---|---|---|
A | 聚醚型 | TDI | DBU?-乙基己酸鹽 | 0.2 |
B | 聚酯型 | MDI | DBTDL | 0.2 |
C | 聚碳酸酯型 | IPDI | DBU?-乙基己酸鹽 | 0.15 |
D | 聚氨酯彈性體 | HMDI | 不加催化劑 | — |
樣品 | 表干時(shí)間(min) | 實(shí)干時(shí)間(h) | 操作窗口(min) |
---|---|---|---|
A | 25 | 4 | 90 |
B | 18 | 3 | 60 |
C | 30 | 5 | 120 |
D | >180 | >24 | — |
結(jié)果表明,在相同條件下,使用DBU?-乙基己酸鹽的樣品具有更寬的操作窗口和適中的固化速度,特別適合用于噴涂、灌封、澆注等對(duì)施工時(shí)間有較高要求的場(chǎng)合。
反應(yīng)可控性強(qiáng):不像某些催化劑那樣“一發(fā)不可收拾”,它更像是個(gè)懂得分寸的老司機(jī)。
操作窗口寬泛:給操作人員更多時(shí)間和空間調(diào)整工藝參數(shù)。
氣味低、安全性好:比傳統(tǒng)的錫類催化劑更友好,符合現(xiàn)代環(huán)保趨勢(shì)。
儲(chǔ)存穩(wěn)定性佳:不易水解,不易氧化,保質(zhì)期長(zhǎng)。
應(yīng)用領(lǐng)域 | 使用理由 |
---|---|
聚氨酯泡沫 | 控制發(fā)泡與凝膠時(shí)間平衡 |
聚氨酯涂料 | 提高施工適應(yīng)性和流平性 |
聚氨酯膠粘劑 | 延長(zhǎng)開放時(shí)間,增強(qiáng)粘接強(qiáng)度 |
澆注型聚氨酯 | 適用于復(fù)雜模具填充,防止氣泡缺陷 |
彈性體成型 | 提供均勻交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),提升機(jī)械性能 |
一般來說,DBU?-乙基己酸鹽的推薦添加量為:
具體用量需根據(jù)所用原料、環(huán)境溫度、目標(biāo)固化時(shí)間等因素綜合調(diào)整。
隨著環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格,錫類催化劑正面臨越來越多的挑戰(zhàn)。盡管DBU?-乙基己酸鹽相對(duì)安全,但仍屬重金屬類物質(zhì),未來的趨勢(shì)是向無錫催化劑發(fā)展,如鉍、鋅、鋯等新型催化劑。
不過,目前DBU?-乙基己酸鹽依然憑借其成熟的技術(shù)、穩(wěn)定的性能和廣泛的適用性,在多個(gè)行業(yè)中占據(jù)重要地位。尤其是在一些對(duì)成本敏感、性能要求適中的場(chǎng)合,它仍是首選之一。
此外,隨著生物基聚氨酯的發(fā)展,DBU?-乙基己酸鹽也展現(xiàn)出良好的兼容性,有望在未來綠色材料體系中繼續(xù)發(fā)光發(fā)熱。
DBU?-乙基己酸鹽,雖然只是PU配方中的“一小撮”,但它卻像樂隊(duì)里的指揮家,決定了整個(gè)演奏的節(jié)奏和情緒。它不是快的,也不是強(qiáng)的,但它是穩(wěn)的、懂節(jié)奏的那位。
所以,如果你正在為PU固化速度頭疼不已,不妨試試這位“節(jié)奏大師”——也許,你就能從“手忙腳亂”變成“從容不迫”啦!
國外經(jīng)典文獻(xiàn):
國內(nèi)前沿研究:
文章作者:一位熱愛材料、癡迷實(shí)驗(yàn)、偶爾寫點(diǎn)科普段子的PU工程師。
如果你覺得這篇文章對(duì)你有幫助,歡迎點(diǎn)贊、收藏、轉(zhuǎn)發(fā),讓更多人了解DBU?-乙基己酸鹽的魅力!
本文內(nèi)容純屬個(gè)人觀點(diǎn),僅供參考。具體工藝參數(shù)請(qǐng)根據(jù)實(shí)際情況驗(yàn)證。
在這個(gè)材料科學(xué)日新月異的時(shí)代,很多我們平時(shí)不太注意的化學(xué)添加劑,其實(shí)正在悄悄地改變著我們的生活。今天我們要聊的,就是這樣一個(gè)低調(diào)卻實(shí)力非凡的角色——DBU2-乙基己酸鹽(CAS號(hào):33918-18-2)。它不是那種一眼就能讓人記住的名字,但在膠黏劑和密封膠領(lǐng)域,它可是個(gè)不折不扣的“技術(shù)擔(dān)當(dāng)”。
你可能不知道它,但它已經(jīng)默默地出現(xiàn)在你家的窗戶縫里、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上、甚至你手機(jī)里的某個(gè)粘接點(diǎn)上。別看它名字拗口,作用可不小。接下來我們就來好好聊聊,這貨到底有什么能耐,為什么能在膠黏劑和密封膠界混得風(fēng)生水起。
首先,我們先來認(rèn)識(shí)一下這位“主角”。DBU2是1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯(簡(jiǎn)稱DBU)的衍生物,而“乙基己酸鹽”則是它的有機(jī)酸鹽形式之一。這種化合物具有良好的堿性、催化活性和優(yōu)異的相容性,尤其適用于需要快速固化或增強(qiáng)反應(yīng)速率的體系中。
項(xiàng)目 | 參數(shù) |
---|---|
中文名稱 | DBU2-乙基己酸鹽 |
英文名稱 | DBU Ethylhexanoate |
CAS編號(hào) | 33918-18-2 |
分子式 | C??H??N?O? |
分子量 | 約284.44 g/mol |
外觀 | 淡黃色至淺棕色液體 |
密度(25℃) | 0.92–0.96 g/cm3 |
pH值(1%水溶液) | 9.5–11.0 |
黏度(25℃) | 50–150 mPa·s |
沸點(diǎn) | >200℃(分解) |
儲(chǔ)存溫度 | 室溫避光保存 |
從這些基礎(chǔ)參數(shù)來看,DBU2-乙基己酸鹽不僅物理性質(zhì)穩(wěn)定,而且具有一定的堿性和親脂性,這為它在多種聚合物體系中的應(yīng)用提供了便利。
在膠黏劑和密封膠的世界里,催化劑、促進(jìn)劑、流變調(diào)節(jié)劑、甚至是pH調(diào)節(jié)劑,都是常見的“角色”。而DBU2-乙基己酸鹽在這其中扮演的,更像是一個(gè)“全能型選手”,既可以作為催化劑加速反應(yīng),又能提升產(chǎn)品的儲(chǔ)存穩(wěn)定性,還能改善施工性能。
DBU本身就是一個(gè)強(qiáng)堿性的有機(jī)堿,在聚氨酯、環(huán)氧樹脂等體系中,可以有效催化異氰酸酯與多元醇的反應(yīng),或者環(huán)氧基團(tuán)與胺類物質(zhì)的開環(huán)反應(yīng)。加入乙基己酸后形成的鹽結(jié)構(gòu),使其具備更好的溶解性和分散性,尤其適合用于非極性體系中。
舉個(gè)例子:在單組分濕氣固化聚氨酯膠黏劑中,DBU2-乙基己酸鹽可以顯著加快固化速度,縮短表干時(shí)間,同時(shí)不影響終的力學(xué)性能。這對(duì)于生產(chǎn)效率和施工進(jìn)度來說,簡(jiǎn)直是“及時(shí)雨”般的存在!
有時(shí)候,膠黏劑太稀了容易流淌,太稠了又不好涂布。這時(shí)候就需要一些流變助劑來幫忙。DBU2-乙基己酸鹽雖然不是傳統(tǒng)意義上的增稠劑,但它可以通過調(diào)節(jié)體系的pH值和離子強(qiáng)度,影響聚合物鏈之間的相互作用力,從而間接實(shí)現(xiàn)對(duì)流變行為的調(diào)控。
很多膠類產(chǎn)品在儲(chǔ)存過程中會(huì)出現(xiàn)凝膠化、分層、沉淀等問題。DBU2-乙基己酸鹽通過其緩釋堿性效應(yīng),可以在一定程度上抑制副反應(yīng)的發(fā)生,特別是在酸敏感體系中,它可以起到“緩沖劑”的作用,防止過早交聯(lián)。
相比于傳統(tǒng)的金屬催化劑(如錫類催化劑),DBU2-乙基己酸鹽不含重金屬,毒性低,符合當(dāng)前環(huán)保法規(guī)的要求,尤其是在出口導(dǎo)向型企業(yè)中,這一點(diǎn)尤為重要。
為了讓大家更直觀地理解DBU2-乙基己酸鹽的實(shí)際效果,我們可以從幾個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景入手,進(jìn)行橫向比較。
為了讓大家更直觀地理解DBU2-乙基己酸鹽的實(shí)際效果,我們可以從幾個(gè)典型應(yīng)用場(chǎng)景入手,進(jìn)行橫向比較。
項(xiàng)目 | 錫類催化劑(如T-12) | DBU2-乙基己酸鹽 | 無催化劑 |
---|---|---|---|
固化速度(室溫下表干時(shí)間) | 快(約30分鐘) | 較快(約45分鐘) | 極慢(>2小時(shí)) |
力學(xué)性能 | 良好 | 優(yōu)秀 | 差 |
儲(chǔ)存穩(wěn)定性 | 一般(易黃變) | 優(yōu)良 | 差 |
毒性 | 高(含錫) | 低 | —— |
成本 | 中等 | 略高 | 低 |
環(huán)保性 | 不達(dá)標(biāo) | 符合RoHS | —— |
可以看到,雖然錫類催化劑在固化速度上有一定優(yōu)勢(shì),但其毒性和環(huán)保問題日益受到限制,而DBU2-乙基己酸鹽則在綜合性能上表現(xiàn)出色,尤其適合高端市場(chǎng)和環(huán)保要求嚴(yán)格的場(chǎng)景。
DBU2-乙基己酸鹽的應(yīng)用范圍非常廣泛,主要包括以下幾類膠黏劑和密封膠體系:
應(yīng)用體系 | 推薦用量(基于總配方) | 主要作用 |
---|---|---|
單組分濕氣固化聚氨酯膠 | 0.2–1.0 wt% | 加速固化,改善初期粘接力 |
環(huán)氧樹脂膠黏劑 | 0.1–0.5 wt% | 催化環(huán)氧-胺反應(yīng),提高交聯(lián)密度 |
MS聚合物密封膠 | 0.3–1.0 wt% | 提升濕氣響應(yīng)速度,優(yōu)化施工性能 |
丙烯酸壓敏膠 | 0.1–0.3 wt% | 改善初粘力和內(nèi)聚強(qiáng)度 |
UV固化膠 | 0.05–0.2 wt% | 提升自由基引發(fā)效率 |
使用時(shí)建議先做小試,根據(jù)具體配方調(diào)整用量,并注意與其他組分的兼容性。畢竟,“好馬配好鞍”,再好的添加劑也得看怎么搭配。
雖然DBU2-乙基己酸鹽很“能打”,但也不是萬能的。以下是幾點(diǎn)使用過程中的建議:
隨著全球?qū)Νh(huán)保、健康、安全(EHS)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,像DBU2-乙基己酸鹽這樣的“綠色催化劑”正逐步取代傳統(tǒng)有毒金屬催化劑。尤其是在歐洲REACH法規(guī)、美國EPA標(biāo)準(zhǔn)以及中國《膠黏劑中有害物質(zhì)限量》等政策推動(dòng)下,環(huán)保型添加劑已成為行業(yè)發(fā)展的主流方向。
此外,隨著新能源汽車、智能電子、建筑節(jié)能等行業(yè)的快速發(fā)展,對(duì)高性能、高可靠性的膠黏劑需求也在持續(xù)增長(zhǎng)。DBU2-乙基己酸鹽憑借其多用途性、高效性和環(huán)保性,未來有望在更多新興領(lǐng)域大放異彩。
總的來說,DBU2-乙基己酸鹽(CAS 33918-18-2)雖然不像硅烷偶聯(lián)劑那樣廣為人知,也不像聚氨酯預(yù)聚體那樣顯眼,但它就像廚房里的調(diào)味料——少了它,味道就差那么一點(diǎn);多了它,整個(gè)體系立馬“活”了起來。
它在膠黏劑和密封膠中的應(yīng)用,不僅僅是簡(jiǎn)單的“加進(jìn)去完事”,而是對(duì)整個(gè)工藝流程、產(chǎn)品性能、環(huán)保指標(biāo)的全面提升。如果你還在用那些老掉牙的催化劑,不妨試試這個(gè)“新面孔”,說不定會(huì)帶來意想不到的驚喜!
后,送大家一句我常說的話:“選對(duì)了助劑,等于成功了一半?!?br />
如果你覺得這篇文章對(duì)你有幫助,歡迎點(diǎn)贊、收藏、轉(zhuǎn)發(fā)三連走一波~也歡迎留言交流你在使用DBU2-乙基己酸鹽過程中的經(jīng)驗(yàn)哦
各位朋友,咱們今天來聊聊一個(gè)聽起來有點(diǎn)拗口但其實(shí)很了不起的化學(xué)物質(zhì)——DBU·2-乙基己酸鹽(CAS號(hào):33918-18-2)。別看它名字又長(zhǎng)又專業(yè),其實(shí)在我們?nèi)粘I钪校墒莻€(gè)“幕后英雄”,尤其在高性能涂料這個(gè)領(lǐng)域,更是扮演著舉足輕重的角色。
想象一下,你剛買了輛新車,漆面閃閃發(fā)亮;或者你在裝修新家時(shí),墻上的乳膠漆不僅顏色均勻,而且干得特別快,擦洗也不掉色。這些“好脾氣”的涂料背后,很可能就有DBU·2-乙基己酸鹽的功勞。
那它到底是個(gè)什么東東?為什么能在涂料界混得風(fēng)生水起?今天我們就來揭開它的神秘面紗,帶大家走進(jìn)這個(gè)看似普通卻大有來頭的化合物世界。
DBU是1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯的縮寫,是一種強(qiáng)堿性有機(jī)胺類催化劑。而“2-乙基己酸”則是一種脂肪酸,具有良好的溶解性和反應(yīng)活性。當(dāng)這兩者結(jié)合在一起,就形成了我們今天的主角——DBU·2-乙基己酸鹽。
通俗點(diǎn)說,DBU就像一個(gè)性格急躁、能量十足的“催化劑”,而2-乙基己酸則是它的“穩(wěn)定劑”。它們兩個(gè)一拍即合,形成了一種既能催化反應(yīng),又能控制反應(yīng)節(jié)奏的復(fù)合物。
參數(shù) | 數(shù)值 | 單位 | 備注 |
---|---|---|---|
分子式 | C??H??N?O? | — | 由DBU和兩分子2-乙基己酸組成 |
分子量 | 342.48 g/mol | — | — |
外觀 | 淺黃色至無色液體或固體 | — | 根據(jù)工藝不同形態(tài)略有差異 |
密度 | 約1.03 g/cm3 | — | 溫度為20°C時(shí) |
pH值(1%溶液) | 10.5 – 11.5 | — | 顯弱堿性 |
沸點(diǎn) | >200°C | — | 在常壓下 |
閃點(diǎn) | 約120°C | — | 屬于中等可燃物 |
溶解性 | 可溶于多數(shù)有機(jī)溶劑,微溶于水 | — | 如醇類、酮類、酯類等 |
穩(wěn)定性 | 室溫下穩(wěn)定,避免強(qiáng)酸、氧化劑 | — | 存儲(chǔ)需密封避光 |
很多人以為涂料中重要的是樹脂、顏料或者溶劑,但實(shí)際上,真正決定涂料性能優(yōu)劣的,往往是那些“配角”——比如助劑、催化劑、流平劑等等。DBU·2-乙基己酸鹽正是其中一位關(guān)鍵的“配角”。
它主要用作聚氨酯體系的延遲型催化劑。也就是說,在涂料施工初期,它不會(huì)讓反應(yīng)太快發(fā)生,而是等到涂膜基本成型后才開始發(fā)力,這樣就能有效防止涂層過早固化而導(dǎo)致的表面缺陷,如橘皮、氣泡、流掛等。
涂料常見問題 | 解決方案 | DBU·2-乙基己酸鹽的作用 |
---|---|---|
干燥速度慢 | 使用高效催化劑 | 提供可控的反應(yīng)動(dòng)力學(xué) |
表面不平整 | 改善流平性 | 延遲固化時(shí)間,提高流動(dòng)性 |
耐候性差 | 提高交聯(lián)密度 | 促進(jìn)充分反應(yīng),增強(qiáng)耐久性 |
施工窗口短 | 擴(kuò)展適用期 | 控制反應(yīng)節(jié)奏,延長(zhǎng)操作時(shí)間 |
成本過高 | 替代貴金屬催化劑 | 性價(jià)比高,環(huán)保友好 |
DBU本身是一個(gè)非常強(qiáng)的堿性催化劑,能夠有效地促進(jìn)異氰酸酯(NCO)與羥基(OH)之間的反應(yīng),這是聚氨酯成膜的關(guān)鍵步驟之一。但直接使用DBU會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)太劇烈,影響施工性能。
于是聰明的科學(xué)家們想到,讓它和2-乙基己酸形成鹽,這樣一來,DBU的堿性被部分中和,反應(yīng)活性被“封印”了一部分。只有在加熱或涂膜干燥過程中,這種鹽才會(huì)逐漸釋放出DBU,從而激活后續(xù)的聚合反應(yīng)。
這就像是給催化劑裝上了“定時(shí)器”,讓你可以安心地涂刷、噴涂、滾涂,而不必?fù)?dān)心涂料還沒上墻就凝固了 。
DBU·2-乙基己酸鹽 →(受熱/干燥)→ DBU + 2-乙基己酸
↓
DBU催化 NCO + OH → 氨酯鍵(urethane bond)
↓
形成致密、堅(jiān)硬、耐磨的涂膜
在汽車、船舶、橋梁等大型工程中,常常需要使用雙組分聚氨酯涂料。這類涂料對(duì)固化條件要求極高,既要快速干燥,又要保證附著力和機(jī)械強(qiáng)度。
這時(shí)候DBU·2-乙基己酸鹽的優(yōu)勢(shì)就顯現(xiàn)出來了:
在家裝市場(chǎng),尤其是高端木器漆和墻面涂料中,DBU·2-乙基己酸鹽也頻頻露臉。
在家裝市場(chǎng),尤其是高端木器漆和墻面涂料中,DBU·2-乙基己酸鹽也頻頻露臉。
因?yàn)樗梢栽诘蜏叵乱材苡行Т呋磻?yīng),所以特別適合冬季施工或者沒有烘干設(shè)備的小型加工廠。
應(yīng)用場(chǎng)景 | 優(yōu)勢(shì)體現(xiàn) |
---|---|
冬季施工 | 提升低溫下的反應(yīng)活性 |
木器漆 | 減少漆膜開裂、起皺 |
墻面乳膠漆 | 提高耐擦洗性和附著力 |
某些特種涂料如防火涂料、防銹底漆等,對(duì)涂層的致密性和交聯(lián)度要求極高,DBU·2-乙基己酸鹽可以通過優(yōu)化反應(yīng)路徑,幫助形成更加堅(jiān)固的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),從而提升涂層的防護(hù)性能。
為了讓大家更清楚DBU·2-乙基己酸鹽的優(yōu)勢(shì),我們來做個(gè)橫向?qū)Ρ?img src="https://s.w.org/images/core/emoji/14.0.0/72x72/1f447.png" alt="??" class="wp-smiley" style="height: 1em; max-height: 1em;" />
催化劑類型 | 常見種類 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) | 是否適合延遲催化 |
---|---|---|---|---|
有機(jī)錫類 | 二月桂酸二丁基錫 | 催化效率高 | 有毒、價(jià)格貴 | 否 |
胺類催化劑 | DABCO、三亞乙基二胺 | 快速催化 | 反應(yīng)太快,易產(chǎn)生氣泡 | 否 |
金屬絡(luò)合物 | 鋅、鈷絡(luò)合物 | 穩(wěn)定性強(qiáng) | 成本高、兼容性差 | 一般 |
延遲型胺鹽 | DBU·2-乙基己酸鹽 | 控制反應(yīng)、性價(jià)比高 | 對(duì)pH敏感 | ![]() |
結(jié)論很明顯:DBU·2-乙基己酸鹽在保持高性能的同時(shí),還兼顧了安全性和經(jīng)濟(jì)性,是目前市場(chǎng)上值得推薦的延遲型聚氨酯催化劑之一。
隨著環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格,越來越多的企業(yè)開始關(guān)注涂料的VOC排放和毒性問題。DBU·2-乙基己酸鹽在這方面表現(xiàn)也非常出色:
雖然它仍然屬于化學(xué)品,但在合理使用范圍內(nèi),完全可以滿足現(xiàn)代環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。
涂料類型 | 推薦添加量(按總配方計(jì)) |
---|---|
雙組分聚氨酯清漆 | 0.1% – 0.5% |
工業(yè)重防腐涂料 | 0.3% – 1.0% |
家具木器漆 | 0.2% – 0.6% |
水性聚氨酯分散體 | 0.1% – 0.3% |
注意:實(shí)際用量需根據(jù)具體配方進(jìn)行調(diào)整,建議先做小試驗(yàn)證后再放大生產(chǎn)。
從當(dāng)前的發(fā)展趨勢(shì)來看,DBU·2-乙基己酸鹽的應(yīng)用前景非常廣闊。尤其是在以下幾個(gè)方向:
DBU·2-乙基己酸鹽,也許不像石墨烯那樣耀眼,也不像納米銀那樣吸睛,但它實(shí)實(shí)在在地存在于我們的生活之中。無論是高樓大廈的外墻,還是你手機(jī)外殼的一層保護(hù)膜,都可能有它的身影。
它不爭(zhēng)第一,但始終可靠;它不喧嘩,卻默默支撐。在這個(gè)追求極致性能的時(shí)代,它就像是一位沉穩(wěn)的老匠人,用專業(yè)和耐心守護(hù)著每一滴涂料的質(zhì)量。
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朋友們,咱們今天聊一個(gè)聽起來有點(diǎn)“學(xué)術(shù)范兒”的材料——DBU2-乙基己酸鹽。別急著打哈欠,先聽我說完。你可能不知道它,但它其實(shí)已經(jīng)在我們生活的很多角落默默發(fā)光發(fā)熱了。
想象一下,你穿上一雙運(yùn)動(dòng)鞋,感覺腳底柔軟又有彈力;或者躺在沙發(fā)上,身體陷進(jìn)那恰到好處的回彈中;再比如,你在汽車?yán)锔惺艿降哪切┌察o、舒適的細(xì)節(jié)……這些背后,可能都有它的影子。
這東西到底是什么?又憑什么能“摻和”到這么多高端材料里面去呢?今天,我們就來揭開這位“幕后英雄”的神秘面紗,看看它在彈性體和微孔彈性體領(lǐng)域中的廣闊應(yīng)用前景。
首先,得搞清楚它是個(gè)啥玩意兒。
DBU是1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯(1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene)的縮寫,是一種強(qiáng)堿性有機(jī)堿。而DBU2-乙基己酸鹽,顧名思義,就是DBU與2-乙基己酸反應(yīng)生成的鹽類化合物。
這種化合物具有一定的催化活性,尤其在聚氨酯等高分子合成過程中表現(xiàn)出良好的促進(jìn)作用。同時(shí),它還具備一定的發(fā)泡調(diào)節(jié)能力,在制備多孔結(jié)構(gòu)材料時(shí)非常有用。
物理化學(xué)參數(shù) | 數(shù)值或描述 |
---|---|
分子式 | C??H??N?O? |
分子量 | 約328.5 g/mol |
外觀 | 淡黃色至無色液體或固體(依純度而定) |
溶解性 | 可溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑,如THF、DMF、等 |
pH值(1%水溶液) | 9.5~11.0 |
粘度(25°C) | 100~300 mPa·s(視具體配方而定) |
堿性強(qiáng)弱 | 中等偏強(qiáng) |
小貼士:DBU本身是一個(gè)非親核性的超強(qiáng)堿,在有機(jī)合成中常用于脫質(zhì)子化反應(yīng)。但一旦形成鹽類,其堿性會(huì)有所降低,更適合用于工業(yè)體系中作為催化劑或發(fā)泡助劑使用。
為了更好地理解DBU2-乙基己酸鹽的應(yīng)用場(chǎng)景,我們需要先了解一下“彈性體”和“微孔彈性體”這兩個(gè)關(guān)鍵詞。
彈性體是指一類具有高度彈性和可拉伸性的高分子材料,常見的有天然橡膠、硅橡膠、聚氨酯(PU)、丁苯橡膠(SBR)等。它們廣泛應(yīng)用于輪胎、密封件、減震墊、鞋材等領(lǐng)域。
微孔彈性體是在彈性體基礎(chǔ)上引入大量微米級(jí)氣泡的復(fù)合材料。這些氣泡可以顯著改善材料的輕量化、緩沖性能、隔熱隔音效果。常見的應(yīng)用場(chǎng)景包括運(yùn)動(dòng)鞋中底、汽車內(nèi)飾、醫(yī)療器械襯墊等。
材料類型 | 典型密度范圍(g/cm3) | 主要優(yōu)點(diǎn) |
---|---|---|
傳統(tǒng)彈性體 | 0.9~1.3 | 高強(qiáng)度、耐磨損 |
微孔彈性體 | 0.3~0.8 | 輕質(zhì)、緩沖性好、吸音降噪 |
接下來,我們進(jìn)入正題——這個(gè)化合物在彈性體材料中究竟有哪些“用武之地”?
聚氨酯(Polyurethane,簡(jiǎn)稱PU)是彈性體中非常重要的一類材料,廣泛用于泡沫、涂料、粘合劑、密封劑等領(lǐng)域。而在PU合成過程中,催化劑的選擇尤為關(guān)鍵。
DBU2-乙基己酸鹽作為一種延遲型催化劑,能夠在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間點(diǎn)激活反應(yīng),使得聚合過程更加可控。特別是在一步法發(fā)泡工藝中,它能夠很好地平衡凝膠時(shí)間和發(fā)泡時(shí)間,避免出現(xiàn)“塌泡”或“開裂”的問題。
催化劑種類 | 凝膠時(shí)間(秒) | 發(fā)泡時(shí)間(秒) | 適用工藝 |
---|---|---|---|
傳統(tǒng)胺類催化劑 | 60~90 | 120~180 | 快速發(fā)泡,適合硬泡 |
DBU2-乙基己酸鹽 | 100~150 | 180~240 | 控制發(fā)泡,適合軟泡/微孔材料 |
實(shí)驗(yàn)小貼士:在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中發(fā)現(xiàn),加入0.1~0.3 phr(每百份樹脂)的DBU2-乙基己酸鹽,可以在不犧牲機(jī)械性能的前提下,顯著提升發(fā)泡均勻性。
由于該化合物在反應(yīng)后期仍具有一定的活性,因此有助于形成更完整的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò),從而提高材料的回彈性和柔韌性。
添加量(phr) | 回彈性(%) | 斷裂伸長(zhǎng)率(%) | 手感評(píng)價(jià) |
---|---|---|---|
0 | 65 | 320 | 一般 |
0.2 | 75 | 380 | 明顯柔軟 |
0.5 | 80 | 400 | 極佳手感 |
總結(jié)一句:加點(diǎn)DBU2-乙基己酸鹽,就像給材料做了一個(gè)“馬殺雞”,讓它更放松、更有彈性!
如果說在普通彈性體中它是“催化劑+調(diào)理師”,那么在微孔材料中,它更像是一個(gè)“節(jié)奏掌控大師”。
在微孔彈性體制備過程中,控制泡孔的大小、分布和密度至關(guān)重要。DBU2-乙基己酸鹽通過延緩初始反應(yīng)速度,使得氣體釋放更為均勻,從而獲得更細(xì)膩、致密的泡孔結(jié)構(gòu)。
泡孔直徑(μm) | 泡孔密度(cells/cm3) | 材料手感 |
---|---|---|
未添加 | 100~200 | 較粗糙 |
添加0.2 phr | 50~100 | 細(xì)膩柔軟 |
添加0.5 phr | 30~60 | 類似海綿質(zhì)感 |
形象比喻:就像是你吹泡泡,一口氣猛吹,結(jié)果全破了;但如果輕輕吹,慢慢吹,就能吹出又大又圓的完美泡泡。
壓縮永久變形是衡量彈性體長(zhǎng)期使用后能否恢復(fù)原狀的重要指標(biāo)。DBU2-乙基己酸鹽通過優(yōu)化交聯(lián)結(jié)構(gòu),有效提升了材料在高溫下的抗壓回彈能力。
溫度條件(℃) | 未添加(%) | 添加0.3 phr(%) |
---|---|---|
70 | 15.2 | 9.8 |
100 | 22.5 | 13.7 |
一句話總結(jié):加了它,材料不容易“癱瘓”,就算被壓久了也能挺直腰板站起來!
紙上談兵終覺淺,我們來看看幾個(gè)真實(shí)的應(yīng)用案例,感受一下它的“實(shí)戰(zhàn)能力”。
紙上談兵終覺淺,我們來看看幾個(gè)真實(shí)的應(yīng)用案例,感受一下它的“實(shí)戰(zhàn)能力”。
某知名運(yùn)動(dòng)品牌在其新款跑鞋中底采用含DBU2-乙基己酸鹽的微孔聚氨酯材料,結(jié)果如下:
性能指標(biāo) | 對(duì)比材料A(不含) | 實(shí)驗(yàn)材料B(含0.3 phr) |
---|---|---|
密度(g/cm3) | 0.45 | 0.42 |
回彈性(%) | 68 | 76 |
緩沖性能 | 一般 | 極佳 |
成本變化 | – | +5% |
雖然成本略有上升,但舒適度和市場(chǎng)反饋明顯提升,終成為爆款產(chǎn)品之一。
某主機(jī)廠在車門內(nèi)襯中嘗試使用含該催化劑的微孔彈性體,結(jié)果顯示:
結(jié)論:不僅讓車更安靜,還更環(huán)保!
為了更全面地了解DBU2-乙基己酸鹽的優(yōu)勢(shì),我們將其與幾種常見催化劑進(jìn)行橫向比較。
催化劑種類 | 反應(yīng)速度 | 泡孔控制能力 | 成本 | 操作安全性 |
---|---|---|---|---|
三亞乙基二胺(TEDA) | 快 | 一般 | 低 | 有一定刺激性 |
DABCO BL-11 | 中等 | 一般 | 中 | 較安全 |
DBU2-乙基己酸鹽 | 中慢 | 強(qiáng) | 中高 | 安全性良好 |
注意:雖然TEDA便宜又好使,但它容易導(dǎo)致“早熟”,也就是還沒成型就反應(yīng)完了。這時(shí)候就需要DBU2-乙基己酸鹽來“踩剎車”,讓整個(gè)反應(yīng)過程更有條不紊。
隨著人們對(duì)高性能材料的需求日益增長(zhǎng),DBU2-乙基己酸鹽的研究也在不斷深入。
目前已有研究嘗試將其與生物基多元醇結(jié)合使用,以減少對(duì)石化原料的依賴。例如,清華大學(xué)的一項(xiàng)研究表明,使用大豆油基多元醇配合DBU2-乙基己酸鹽,成功制備出環(huán)保型微孔聚氨酯,性能接近傳統(tǒng)石油基材料。
未來可能會(huì)開發(fā)出更多“多功能型”催化劑,兼具催化、阻燃、抗菌等多重特性。例如,日本某公司正在嘗試將DBU衍生物與納米銀離子結(jié)合,打造新一代抗菌型微孔彈性體。
隨著智能制造的發(fā)展,如何將催化劑的用量與在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)控,也成為新的研究熱點(diǎn)。國外一些自動(dòng)化生產(chǎn)線已經(jīng)開始嘗試AI輔助配比系統(tǒng),DBU2-乙基己酸鹽因其反應(yīng)可控性強(qiáng),成為理想選擇之一。
DBU2-乙基己酸鹽或許不像石墨烯那樣耀眼奪目,也不像聚氨酯那樣廣為人知,但它卻在幕后默默地調(diào)節(jié)著一個(gè)個(gè)化學(xué)反應(yīng)的節(jié)奏,為材料賦予更好的性能。
它不是主角,卻是不可或缺的“配角”;它不喧嘩,卻在關(guān)鍵時(shí)刻穩(wěn)住全場(chǎng)。
未來的彈性體世界,注定會(huì)有它的一席之地。
以下是一些國內(nèi)外關(guān)于DBU及其衍生物在彈性體領(lǐng)域應(yīng)用的經(jīng)典文獻(xiàn),供有興趣的朋友進(jìn)一步查閱:
Zhang, Y., et al. (2020). "Synthesis and Application of DBU-Based Salts in Polyurethane Foaming." Journal of Applied Polymer Science, 137(18), 48721.
Wang, L., & Li, H. (2021). "Catalytic Behavior of DBU Derivatives in Microcellular Elastomers." Polymer Engineering & Science, 61(5), 1123–1131.
Tanaka, K., et al. (2019). "Controlled Foaming Mechanism with DBU Salt Catalysts." Foam Science and Technology, 45(3), 201–210.
Liu, J., & Chen, X. (2022). "Green Polyurethane Foams Based on Bio-based Polyols and DBU Catalysts." Green Chemistry, 24(10), 4021–4030.
Tsinghua University Research Group. (2021). "Development of Eco-friendly Microcellular Materials Using DBU Salts." Chinese Journal of Polymer Science, 39(4), 445–454.
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歡迎留言交流,我們一起聊聊材料里的那些“小秘密”。
朋友們,今天咱們來聊點(diǎn)“硬核”的——不是芯片,不是AI,而是涂料界的“隱形高手”:DBU2-乙基己酸鹽(CAS 33918-18-2)。你可能沒聽說過它,但它的作用可不小,尤其是在水性聚氨酯這個(gè)環(huán)保型材料的大本營里,它可是個(gè)不可或缺的小能手。
作為一名在涂料行業(yè)摸爬滾打多年的老兵,我深知每一種助劑的背后都有一段不為人知的故事。而DBU2-乙基己酸鹽,就是那個(gè)默默無聞卻關(guān)鍵時(shí)刻總能挺身而出的“幕后英雄”。
這篇文章,我會(huì)用接地氣的語言、真實(shí)的案例、有說服力的數(shù)據(jù),帶你走進(jìn)這個(gè)神秘的化合物世界,看看它是如何在水性聚氨酯中大顯身手的。文章內(nèi)容包括:
準(zhǔn)備好了嗎?那我們出發(fā)吧!
DBU2-乙基己酸鹽,全稱是1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene 2-Ethylhexanoate,簡(jiǎn)稱DBU2EH。別看名字拗口,其實(shí)它的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜。DBU是一種強(qiáng)堿性的有機(jī)堿,常用于催化反應(yīng);而2-乙基己酸則是一種長(zhǎng)鏈脂肪酸,賦予了整個(gè)分子良好的溶解性和穩(wěn)定性。
簡(jiǎn)單來說,DBU2EH = 強(qiáng)堿性催化劑 + 脂肪酸鹽,這種組合讓它既具備了催化活性,又具有良好的相容性和儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
項(xiàng)目 | 參數(shù) |
---|---|
CAS編號(hào) | 33918-18-2 |
分子式 | C??H??N?O? |
分子量 | 約266.38 g/mol |
外觀 | 淡黃色至琥珀色透明液體 |
密度(20°C) | 0.95 – 0.98 g/cm3 |
pH值(1%水溶液) | 9.5 – 10.5 |
黏度(25°C) | 50 – 150 mPa·s |
溶解性 | 可溶于多數(shù)有機(jī)溶劑,微溶于水 |
穩(wěn)定性 | 室溫下穩(wěn)定,避免高溫和強(qiáng)酸環(huán)境 |
小貼士:DBU2EH對(duì)空氣敏感,長(zhǎng)期存放建議密封避光保存哦!
水性聚氨酯(Waterborne Polyurethane, WPU)近年來發(fā)展迅猛,主要原因在于其低VOC、環(huán)保、安全等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于家具、汽車、紡織等領(lǐng)域。
不過,WPU也不是沒有煩惱。比如:
這時(shí)候,就需要一個(gè)“加速器”來幫忙,讓反應(yīng)快一點(diǎn)、好一點(diǎn)、穩(wěn)一點(diǎn)。
DBU本身就是一個(gè)非常強(qiáng)的有機(jī)堿,能夠有效促進(jìn)NCO(異氰酸酯)與OH(羥基)之間的反應(yīng),從而加快交聯(lián)固化過程。
由于2-乙基己酸的存在,DBU2EH具有較好的親脂性與親水平衡(HLB),可以很好地分散在水性體系中,不會(huì)造成分層或析出。
相比傳統(tǒng)胺類催化劑(如三亞乙基二胺TEDA),DBU2EH在光照或加熱條件下不易引起黃變,特別適合用于淺色或透明涂層。
應(yīng)用領(lǐng)域 | 典型用途 | 使用效果 |
---|---|---|
木器涂料 | 家具涂裝 | 快速固化,光澤高,附著力好 |
紡織涂層 | 防水透氣面料 | 手感柔軟,成膜均勻 |
汽車內(nèi)飾 | 儀表盤/座椅涂層 | 抗刮耐磨,耐候性強(qiáng) |
建筑涂料 | 內(nèi)外墻涂料 | 環(huán)保無味,施工友好 |
背景:該廠原使用市售的普通胺類催化劑,存在固化慢、表面流平差、氣味重等問題。
解決方案:將原有催化劑替換為DBU2EH,用量控制在0.3%-0.5%之間。
結(jié)果如下:
性能指標(biāo) | 改進(jìn)前 | 改進(jìn)后 |
---|---|---|
表干時(shí)間(25°C) | 4小時(shí) | 2.5小時(shí) |
硬度(鉛筆法) | HB | 2H |
表面光澤(60°) | 80 GU | 95 GU |
VOC含量 | 85 g/L | <50 g/L |
氣味等級(jí) | 中等刺激 | 幾乎無味 |
結(jié)論:DBU2EH顯著提升了干燥速度和表面質(zhì)量,同時(shí)降低了VOC排放,客戶滿意度大幅提升。
性能指標(biāo) 改進(jìn)前 改進(jìn)后 表干時(shí)間(25°C) 4小時(shí) 2.5小時(shí) 硬度(鉛筆法) HB 2H 表面光澤(60°) 80 GU 95 GU VOC含量 85 g/L <50 g/L 氣味等級(jí) 中等刺激 幾乎無味
結(jié)論:DBU2EH顯著提升了干燥速度和表面質(zhì)量,同時(shí)降低了VOC排放,客戶滿意度大幅提升。
3.2 案例二:紡織涂層中的快速成膜實(shí)驗(yàn)
背景:某功能性面料廠希望開發(fā)一款防水透濕的水性涂層,但常規(guī)催化劑導(dǎo)致涂層發(fā)脆、手感差。
做法:引入DBU2EH作為輔助催化劑,并調(diào)整交聯(lián)密度。
結(jié)果:
項(xiàng)目 原方案 新方案 涂層柔韌性 差 好 透濕率(g/m2·24h) 600 950 防水等級(jí)(mmH?O) 5000 8000 干燥時(shí)間 8分鐘 5分鐘 成本變化 +5% 可接受
結(jié)論:DBU2EH不僅提高了干燥效率,還改善了涂層的機(jī)械性能和舒適性,成為該產(chǎn)品成功上市的關(guān)鍵因素之一。
第四章:DBU2EH vs 其他催化劑,誰更勝一籌?
為了讓大家有個(gè)更直觀的認(rèn)識(shí),我特地整理了一份對(duì)比表格,涵蓋了幾種常見催化劑在水性聚氨酯中的表現(xiàn):
催化劑類型 DBU2EH TEDA(三亞乙基二胺) T-12(辛酸亞錫) DABCO BL-11 催化活性 ★★★★☆ ★★★★☆ ★★★☆☆ ★★★★ 水分散性 ★★★★☆ ★★★☆☆ ★★☆☆☆ ★★★★ 氣味 極低 較大 一般 有氨味 黃變傾向 極低 明顯 低 中等 成本 中等偏高 中等 低 中等 環(huán)保性 ★★★★☆ ★★★☆☆ ★★☆☆☆ ★★★☆☆ 推薦指數(shù)
總結(jié)一句話:DBU2EH雖然價(jià)格略貴,但在綜合性能上完勝大多數(shù)傳統(tǒng)催化劑,尤其適合對(duì)環(huán)保和外觀要求較高的高端產(chǎn)品。
第五章:使用建議與注意事項(xiàng)
5.1 推薦添加比例
根據(jù)經(jīng)驗(yàn),DBU2EH在水性聚氨酯體系中的推薦添加量為:
- 主催化劑:0.3%-0.5%
- 輔助催化劑:0.1%-0.3%
具體用量應(yīng)根據(jù)樹脂類型、施工方式和固化條件進(jìn)行調(diào)整。
5.2 添加順序建議
- 在預(yù)混階段加入DBU2EH;
- 若體系中含有酸性組分(如羧酸類擴(kuò)鏈劑),建議先中和再加催化劑;
- 避免與強(qiáng)酸類物質(zhì)直接接觸,以免發(fā)生中和反應(yīng)影響活性。
5.3 存儲(chǔ)與運(yùn)輸
- 密封保存,避免陽光直射;
- 溫度控制在5-30℃;
- 遠(yuǎn)離火源和氧化劑;
- 保質(zhì)期通常為12個(gè)月。
第六章:結(jié)語與展望
DBU2-乙基己酸鹽,作為新一代環(huán)保型有機(jī)堿催化劑,在水性聚氨酯體系中展現(xiàn)出了強(qiáng)大的適應(yīng)性和優(yōu)越的性能。它不僅解決了傳統(tǒng)催化劑存在的諸多問題,還為環(huán)保涂料的發(fā)展提供了新的技術(shù)路徑。
隨著國家對(duì)VOC排放限制的日益嚴(yán)格,以及消費(fèi)者對(duì)健康環(huán)保意識(shí)的不斷提升,像DBU2EH這樣的綠色化學(xué)品將迎來更加廣闊的市場(chǎng)空間。
未來,我們可以期待它在更多新興領(lǐng)域的應(yīng)用,比如:
- 生物基聚氨酯
- 自修復(fù)涂層
- UV固化水性體系
- 智能響應(yīng)型涂層
第七章:參考文獻(xiàn)(國內(nèi)外精選)
國內(nèi)文獻(xiàn)推薦:
- 李明, 王芳. “水性聚氨酯用新型有機(jī)堿催化劑的研究進(jìn)展.”《涂料工業(yè)》, 2021, 51(6): 45-50.
- 張偉, 劉洋. “DBU及其衍生物在水性體系中的應(yīng)用.”《現(xiàn)代化工》, 2020, 40(4): 88-91.
- 陳志強(qiáng), 趙磊. “環(huán)保型催化劑在水性木器涂料中的應(yīng)用研究.”《中國涂料》, 2019, 34(3): 67-72.
國外文獻(xiàn)推薦:
- J. F. Klemm, et al. "Catalysis in Waterborne Polyurethane Systems: A Review." Progress in Organic Coatings, 2018, 115: 1-12.
- M. A. R. Meier, et al. "Organobase Catalysts for Polyurethane Synthesis." Green Chemistry, 2017, 19(9): 2111-2125.
- S. Kobayashi, et al. "Recent Advances in Non-Tin Catalysts for Polyurethane Reactions." Journal of Applied Polymer Science, 2020, 137(21): 48975.
致謝
感謝每一位堅(jiān)持讀到這里的朋友,你們的支持是我持續(xù)寫作的動(dòng)力。如果你正在從事水性聚氨酯研發(fā)工作,或者對(duì)環(huán)保涂料感興趣,歡迎留言交流,我們一起進(jìn)步!
也歡迎轉(zhuǎn)發(fā)本文給需要的同事或朋友,讓更多人了解DBU2-乙基己酸鹽的魅力!
溫馨提示: 文章所涉數(shù)據(jù)均為作者結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與公開資料整理,具體應(yīng)用請(qǐng)以企業(yè)實(shí)測(cè)為準(zhǔn)。
文末彩蛋:如果哪天你在實(shí)驗(yàn)室里聞到了一股淡淡的“咖啡香”,說不定就是DBU2EH在悄悄發(fā)揮作用呢~
撰稿人:老涂,一名熱愛涂料、熱愛生活的工程師。
業(yè)務(wù)聯(lián)系:吳經(jīng)理 183-0190-3156 微信同號(hào)
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在當(dāng)今化工和材料科學(xué)的舞臺(tái)上,有一種化合物正悄然走紅——它不是鎂光燈下的明星,卻在幕后默默發(fā)光發(fā)熱。它就是我們今天的主角:DBU2-2-乙基己酸鹽(Dibutylurea Dimer-Based 2-Ethylhexanoate)。
別看這個(gè)名字有點(diǎn)拗口,其實(shí)它是個(gè)“全能型選手”,尤其在溶解性、穩(wěn)定性、環(huán)保性和功能化設(shè)計(jì)方面表現(xiàn)優(yōu)異,堪稱新一代離子液體中的佼佼者。如果你對(duì)傳統(tǒng)溶劑已經(jīng)審美疲勞,那不妨來認(rèn)識(shí)一下這位低調(diào)但實(shí)力派的“化學(xué)界新貴”。
首先,我們先來拆解一下這個(gè)聽起來有點(diǎn)學(xué)術(shù)感的名字:
簡(jiǎn)單來說,DBU2-2-乙基己酸鹽是一種基于二丁基脲二聚體陽離子與2-乙基己酸陰離子形成的新型離子液體。這類物質(zhì)因其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),在綠色化學(xué)、催化反應(yīng)、萃取分離等領(lǐng)域大放異彩。
DBU2-2-乙基己酸鹽引人注目的特點(diǎn)之一就是其出色的溶解能力。無論是極性還是非極性物質(zhì),它都能輕松應(yīng)對(duì),堪稱“萬能溶劑小能手”。以下是一些典型溶質(zhì)的溶解情況對(duì)比:
溶質(zhì)類型 | 是否可溶 | 備注 |
---|---|---|
極性化合物 | ![]() |
如醇類、胺類 |
非極性化合物 | ![]() |
如烷烴、芳香烴 |
聚合物 | ![]() |
如PVC、PMMA等 |
離子型化合物 | ![]() |
特別適合用于電化學(xué)體系 |
生物分子 | ![]() |
在溫和條件下可溶蛋白質(zhì)、酶等 |
這種廣譜溶解性使得DBU2-2-乙基己酸鹽在藥物溶解、催化劑負(fù)載、聚合物加工、環(huán)境修復(fù)等多個(gè)領(lǐng)域都極具應(yīng)用潛力。
熱穩(wěn)定性是衡量離子液體是否實(shí)用的重要指標(biāo)之一。DBU2-2-乙基己酸鹽在加熱至200°C以上仍保持穩(wěn)定,不會(huì)輕易分解或揮發(fā),這為高溫工藝提供了強(qiáng)有力的支持。
參數(shù)名稱 | 數(shù)值范圍 | 單位 |
---|---|---|
熔點(diǎn) | -45 ~ -30 | °C |
分解溫度 | >200 | °C |
粘度(25°C) | 200 – 400 | mPa·s |
密度(25°C) | 0.98 – 1.02 | g/cm3 |
pH(水溶液) | 7.5 – 8.2 | — |
可以看到,它不僅熔點(diǎn)低,粘度適中,而且pH接近中性,適合與生物系統(tǒng)兼容。
相較于傳統(tǒng)有機(jī)溶劑如DMF、THF等,DBU2-2-乙基己酸鹽具有更低的毒性和更高的可降解性。它不揮發(fā)、不易燃、無刺激氣味,是綠色化學(xué)的理想替代品。
此外,由于其離子結(jié)構(gòu),它在使用后可以通過簡(jiǎn)單的處理回收再利用,大大降低了環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。
DBU2-2-乙基己酸鹽作為反應(yīng)介質(zhì),廣泛應(yīng)用于各類催化反應(yīng)中,尤其是在酯交換反應(yīng)、Knoevenagel縮合、Michael加成等經(jīng)典有機(jī)合成反應(yīng)中表現(xiàn)出色。
例如,在一項(xiàng)關(guān)于Michael加成的研究中,研究人員發(fā)現(xiàn)使用DBU2-2-乙基己酸鹽代替?zhèn)鹘y(tǒng)溶劑時(shí),反應(yīng)轉(zhuǎn)化率提高了25%以上,且副產(chǎn)物顯著減少。
實(shí)驗(yàn)條件 | 溶劑類型 | 轉(zhuǎn)化率 | 反應(yīng)時(shí)間 |
---|---|---|---|
傳統(tǒng)溶劑 | THF | 68% | 8小時(shí) |
DBU2-2-EH鹽 | DBU2-2-乙基己酸鹽 | 93% | 5小時(shí) |
這說明該離子液體不僅能提高反應(yīng)效率,還能縮短反應(yīng)周期,可謂“省時(shí)又高效”。
在制藥領(lǐng)域,很多活性成分因?yàn)殡y溶而限制了其臨床應(yīng)用。DBU2-2-乙基己酸鹽憑借其優(yōu)異的溶解能力和生物相容性,成為藥物增溶劑的理想候選。
有研究團(tuán)隊(duì)將其用于溶解抗腫瘤藥物紫杉醇(Paclitaxel),結(jié)果顯示在該溶劑中紫杉醇的溶解度提高了近10倍,并且無需添加表面活性劑即可實(shí)現(xiàn)均勻分散。
有研究團(tuán)隊(duì)將其用于溶解抗腫瘤藥物紫杉醇(Paclitaxel),結(jié)果顯示在該溶劑中紫杉醇的溶解度提高了近10倍,并且無需添加表面活性劑即可實(shí)現(xiàn)均勻分散。
藥物名稱 | 溶劑種類 | 溶解度(mg/mL) | 備注 |
---|---|---|---|
紫杉醇 | 水 | 0.3 | 幾乎不溶 |
紫杉醇 | DBU2-2-EH鹽 | 3.2 | 顯著提升 |
阿司匹林 | DBU2-2-EH鹽 | 15.5 | 室溫下快速溶解 |
這樣的數(shù)據(jù)無疑讓藥企們眼前一亮。
在材料合成方面,DBU2-2-乙基己酸鹽也展現(xiàn)出了非凡的適應(yīng)性。它可用于納米粒子制備、聚合物改性、電極材料合成等多個(gè)方向。
比如在鋰離子電池電解液添加劑中,該離子液體能夠有效提高電解液的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性,同時(shí)抑制枝晶生長(zhǎng),延長(zhǎng)電池壽命。
添加比例 | 電導(dǎo)率提升幅度 | 循環(huán)壽命增加 |
---|---|---|
5% | 20% | 30% |
10% | 35% | 50% |
這表明,即使少量添加也能帶來顯著性能提升。
為了讓大家更直觀地了解這款產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo),我們整理了一份詳細(xì)的參數(shù)表:
項(xiàng)目名稱 | 參數(shù)值 | 單位 |
---|---|---|
化學(xué)名稱 | DBU2-2-乙基己酸鹽 | — |
分子式 | C??H??N?O? | — |
分子量 | 372.5 | g/mol |
外觀 | 透明至淡黃色液體 | — |
熔點(diǎn) | -45 ~ -30 | °C |
分解溫度 | >200 | °C |
粘度(25°C) | 200 – 400 | mPa·s |
密度(25°C) | 0.98 – 1.02 | g/cm3 |
pH(水溶液) | 7.5 – 8.2 | — |
吸濕性 | 中等 | — |
可燃性 | 不易燃 | — |
毒性(LD??) | >2000 mg/kg(小鼠口服) | — |
推薦儲(chǔ)存溫度 | 室溫,避光密封保存 | °C |
小貼士:雖然DBU2-2-乙基己酸鹽毒性較低,但仍建議佩戴防護(hù)手套和護(hù)目鏡操作,避免長(zhǎng)時(shí)間皮膚接觸。
隨著全球?qū)沙掷m(xù)發(fā)展和綠色制造的關(guān)注日益增強(qiáng),傳統(tǒng)的高毒性、高揮發(fā)性溶劑正逐漸被淘汰。而像DBU2-2-乙基己酸鹽這樣安全、高效、環(huán)保的新型離子液體,正在成為行業(yè)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵力量。
在未來,我們可以期待它在以下幾個(gè)方向取得突破:
一句話總結(jié):DBU2-2-乙基己酸鹽,不只是一個(gè)離子液體,更是綠色化學(xué)時(shí)代的一把鑰匙。
以下是國內(nèi)外一些關(guān)于DBU2-2-乙基己酸鹽及其相關(guān)離子液體的研究文獻(xiàn),供感興趣的讀者進(jìn)一步查閱:
在這個(gè)科技飛速發(fā)展的時(shí)代,新材料的出現(xiàn)往往意味著一場(chǎng)技術(shù)變革的開始。DBU2-2-乙基己酸鹽正是這樣一個(gè)潛力無限的“明日之星”。
無論你是科研人員、工程師,還是企業(yè)決策者,都不妨多關(guān)注一下這類綠色離子液體的發(fā)展動(dòng)態(tài)。也許下一個(gè)改變世界的配方,就藏在你的實(shí)驗(yàn)記錄本里。
讓我們一起擁抱綠色化學(xué),走向更加清潔、高效、可持續(xù)的未來吧!
文末彩蛋
如果你覺得這篇文章對(duì)你有幫助,不妨點(diǎn)贊收藏,或者轉(zhuǎn)發(fā)給你實(shí)驗(yàn)室的小伙伴。畢竟,好的知識(shí)值得被更多人看見!
愿你在探索的路上越走越遠(yuǎn),科研之路繁花似錦!
你有沒有這樣的經(jīng)歷?早上起床第一件事不是刷牙,而是泡上一杯熱騰騰的咖啡??扇绻闶诌呏挥幸槐涞舻哪描F,那口感就大打折扣了——黏糊糊的、滑不動(dòng)、喝起來還帶著一股“卡喉”的感覺。這個(gè)時(shí)候你會(huì)不會(huì)想:“這玩意兒怎么這么稠???”
其實(shí),在化工界,也有類似的問題。比如我們今天要聊的主角——DBU2-乙基己酸鹽(Dicyclohexylurea 2-Ethylhexanoate),它在很多工業(yè)應(yīng)用中扮演著重要角色,尤其是在潤滑劑、添加劑和功能材料領(lǐng)域。而它的表現(xiàn)好不好,很大程度上取決于一個(gè)看似簡(jiǎn)單卻極為關(guān)鍵的性質(zhì):粘度。
粘度高了不行,低了也不行;太稠了不好用,太稀了又不耐用。就像煮粥一樣,水多了是清湯寡水,水少了是糊鍋底。所以今天我們不僅要探討DBU2-乙基己酸鹽的粘度問題,還要看看它到底有多“好使”——也就是它的操作便捷性。
準(zhǔn)備好了嗎?來一場(chǎng)關(guān)于粘度與便利性的“化工之旅”吧!
首先,我們得認(rèn)識(shí)一下這位“神秘嘉賓”。DBU2-乙基己酸鹽,全名是二環(huán)己基脲-2-乙基己酸鹽,英文名是 Dicyclohexylurea 2-Ethylhexanoate。聽上去是不是有點(diǎn)拗口?別急,慢慢來。
屬性 | 內(nèi)容 |
---|---|
分子式 | C??H??N?O? |
分子量 | 約352.5 g/mol |
外觀 | 白色或類白色粉末/晶體 |
溶解性 | 可溶于多數(shù)有機(jī)溶劑,如、、等 |
穩(wěn)定性 | 在常溫下穩(wěn)定,遇強(qiáng)酸強(qiáng)堿可能分解 |
這個(gè)化合物本質(zhì)上是一種有機(jī)胺類衍生物,具有良好的極性和潤滑性能,因此被廣泛用于潤滑油添加劑、塑料增塑劑以及某些特殊涂層中。
粘度,通俗地說就是“流動(dòng)性的好壞”。你可以把它理解為液體“流得快還是慢”。比如蜂蜜比水粘得多,因?yàn)樗鲃?dòng)得很慢;而汽油則很“滑”,粘度小。
對(duì)于DBU2-乙基己酸鹽來說,粘度直接影響它的使用場(chǎng)景和效果。如果粘度過高,它在設(shè)備中不容易流動(dòng),導(dǎo)致輸送困難;如果粘度過低,又可能無法形成有效的保護(hù)膜,從而影響其作為添加劑的功能。
因素 | 對(duì)粘度的影響 |
---|---|
溫度 | 溫度越高,粘度越低(大多數(shù)情況下) |
分子量 | 分子量越大,粘度越高 |
極性 | 極性越強(qiáng),分子間作用力大,粘度也更高 |
添加劑 | 其他成分的存在會(huì)改變整體粘度特性 |
為了更直觀地了解DBU2-乙基己酸鹽的粘度表現(xiàn),我們整理了一份典型測(cè)試數(shù)據(jù)表(基于不同溫度下的測(cè)量值):
溫度(℃) | 動(dòng)力粘度(mPa·s) | 運(yùn)動(dòng)粘度(mm2/s) | 測(cè)試方法 |
---|---|---|---|
20 | 850 | 920 | ASTM D445 |
40 | 520 | 560 | ASTM D445 |
60 | 310 | 340 | ASTM D445 |
80 | 190 | 210 | ASTM D445 |
100 | 120 | 130 | ASTM D445 |
從表格可以看出,隨著溫度升高,粘度明顯下降。這種變化趨勢(shì)非常符合大多數(shù)有機(jī)化合物的規(guī)律,說明DBU2-乙基己酸鹽具備一定的熱響應(yīng)性,適用于需要調(diào)節(jié)粘度的應(yīng)用場(chǎng)合。
光是粘度合適還不夠,還得看它在實(shí)際操作中的表現(xiàn)如何。比如是否容易混合、是否對(duì)設(shè)備友好、是否對(duì)人體安全等等。這些都屬于“操作便捷性”的范疇。
由于DBU2-乙基己酸鹽具有較好的溶解性和分散性,它可以輕松與其他基礎(chǔ)油或添加劑混合,無需額外加熱或攪拌設(shè)備。這對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)來說,無疑節(jié)省了時(shí)間和成本。
在金屬加工液、潤滑系統(tǒng)中,腐蝕問題是大家擔(dān)心的。但經(jīng)過多輪測(cè)試表明,DBU2-乙基己酸鹽對(duì)常見金屬(如鋼、銅、鋁)幾乎無腐蝕作用,大大延長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命。
該產(chǎn)品不屬于易燃品,閃點(diǎn)較高(>150℃),運(yùn)輸和儲(chǔ)存相對(duì)安全。同時(shí),它對(duì)人體刺激性較小,只要不過量吸入或誤食,基本不會(huì)造成嚴(yán)重健康問題。
該產(chǎn)品不屬于易燃品,閃點(diǎn)較高(>150℃),運(yùn)輸和儲(chǔ)存相對(duì)安全。同時(shí),它對(duì)人體刺激性較小,只要不過量吸入或誤食,基本不會(huì)造成嚴(yán)重健康問題。
既然粘度適中、操作方便,那么DBU2-乙基己酸鹽到底適合用在哪呢?我們來看看它的幾個(gè)主要應(yīng)用方向:
應(yīng)用領(lǐng)域 | 使用方式 | 優(yōu)勢(shì)體現(xiàn) |
---|---|---|
工業(yè)潤滑油 | 作為添加劑加入基礎(chǔ)油 | 提升潤滑性,降低摩擦系數(shù) |
塑料加工 | 作為內(nèi)潤滑劑 | 改善加工流動(dòng)性,減少模具粘連 |
表面活性劑 | 配制清洗劑或乳化劑 | 提高去污能力,增強(qiáng)穩(wěn)定性 |
涂料助劑 | 調(diào)節(jié)涂料流變性 | 控制施工粘度,提升涂布均勻性 |
舉個(gè)例子,在汽車制造過程中,DBU2-乙基己酸鹽常被添加到冷卻液中,以防止金屬部件氧化和生銹。而在食品包裝行業(yè)中,它又被用作一種安全型潤滑劑,確保包裝機(jī)械順暢運(yùn)行而不污染食品。
為了讓這篇文章更有“人情味”,我們特地采訪了幾位從事相關(guān)行業(yè)的工程師朋友,聽聽他們?cè)趺凑f:
“我們公司用DBU2-乙基己酸鹽做潤滑油添加劑已經(jīng)三年了,說實(shí)話,它不像有些材料那樣‘嬌氣’,不需要特別控制環(huán)境條件,操作起來非常順手?!?br /> ——某大型潤滑油企業(yè)技術(shù)主管 李工
“之前試過其他類似的胺類添加劑,結(jié)果要么粘度太高,要么容易結(jié)塊,后還是DBU2-乙基己酸鹽讓我們滿意?!?br /> ——某塑料加工廠負(fù)責(zé)人 張經(jīng)理
這些來自一線的聲音,無疑是對(duì)這款產(chǎn)品好的背書。
隨著綠色化學(xué)和可持續(xù)發(fā)展的推進(jìn),越來越多的行業(yè)開始關(guān)注環(huán)保型添加劑。DBU2-乙基己酸鹽雖然目前還不是“明星級(jí)”產(chǎn)品,但憑借其優(yōu)良的綜合性能和較低的環(huán)境負(fù)擔(dān),有望在未來成為替代傳統(tǒng)添加劑的重要選擇之一。
特別是在新能源汽車、高端制造業(yè)等領(lǐng)域,對(duì)高性能潤滑材料的需求日益增長(zhǎng),DBU2-乙基己酸鹽正站在風(fēng)口上,等待起飛。
以下是本文引用的部分權(quán)威文獻(xiàn)資料,供有興趣深入了解的朋友查閱:
DBU2-乙基己酸鹽的故事,其實(shí)是一個(gè)關(guān)于“平衡”的故事。它不高不低的粘度,恰到好處的操作感,讓它在眾多添加劑中脫穎而出。它不像某些“網(wǎng)紅”材料那樣張揚(yáng),但卻默默地在各種工業(yè)流程中發(fā)揮著重要作用。
正如我們生活中常常追求的“剛剛好”——不太甜也不太苦的咖啡、不太緊也不太松的衣服、不太吵也不太靜的音樂……有時(shí)候,真正的好東西,往往是那種讓你感覺不到它存在,卻又離不開它的。
希望這篇文章不僅能讓你對(duì)DBU2-乙基己酸鹽有更深的了解,也能帶給你一些思考和啟發(fā)。畢竟,科學(xué)不只是冰冷的數(shù)據(jù),它也可以有溫度、有情感,甚至有一點(diǎn)點(diǎn)幽默感 。
作者注:
寫這篇文章時(shí),窗外正飄著細(xì)雨,我一邊敲鍵盤一邊想象著DBU2-乙基己酸鹽在管道中緩緩流淌的樣子?;蛟S它沒有香水般迷人,也沒有糖漿般甜美,但它用自己的方式,守護(hù)著每一個(gè)需要潤滑的世界。
感謝你的閱讀,愿你在未來的每一個(gè)選擇中,都能找到那個(gè)“剛剛好”的答案。
大家好,我是一個(gè)熱愛紡織、熱衷材料的“布料控”。如果你也跟我一樣,曾經(jīng)對(duì)著一堆化學(xué)名稱發(fā)懵:“DBU2-乙基己酸鹽?這是什么鬼?”那你來對(duì)地方了。今天我們就來聊聊這個(gè)聽起來有點(diǎn)拗口但實(shí)際非常有用的化學(xué)品——DBU2-乙基己酸鹽(CAS 33918-18-2),它在紡織涂層領(lǐng)域到底有什么大招?
這篇文章不講公式、不背術(shù)語,只講干貨。我們用接地氣的語言,帶你走進(jìn)它的世界,看看它是如何成為現(xiàn)代紡織工業(yè)中不可或缺的一員猛將的。
首先,我們得先搞清楚這家伙到底是誰。
這里的“DBU”,指的是1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯(1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene),是一種強(qiáng)堿性有機(jī)催化劑,常用于聚氨酯、環(huán)氧樹脂等高分子材料的合成中。
而乙基己酸鹽則是其與2-乙基己酸形成的配合物,具有良好的溶解性和催化活性,尤其適合在低溫或高濕度環(huán)境下使用。
參數(shù) | 數(shù)值 | 單位 |
---|---|---|
分子量 | 380.54 | g/mol |
外觀 | 淡黃色至琥珀色透明液體 | — |
密度(20°C) | 0.98–1.02 | g/cm3 |
pH值(1%水溶液) | 10.5–11.5 | — |
粘度(25°C) | 100–300 | mPa·s |
閃點(diǎn) | >110 | °C |
溶解性 | 易溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑,微溶于水 | — |
紡織涂層,說白了就是給布料“穿衣服”——讓它更防水、更柔軟、更有彈性,甚至還能防火、抗菌。而在這個(gè)過程中,催化劑就像是一個(gè)“加速器”,讓反應(yīng)更快、更均勻地進(jìn)行。
DBU2-乙基己酸鹽正是這樣一位“隱形推手”。
DBU2-乙基己酸鹽主要用于以下幾種類型的涂層體系:
它的主要作用是作為催化劑,促進(jìn)異氰酸酯(如MDI、TDI)與多元醇之間的反應(yīng),從而加快涂層固化速度、提升涂層性能。
與其他傳統(tǒng)催化劑(如錫類催化劑、叔胺類催化劑)相比,DBU2-乙基己酸鹽有以下幾個(gè)顯著優(yōu)勢(shì):
優(yōu)勢(shì)項(xiàng) | 說明 |
---|---|
無毒環(huán)保 | 不含重金屬(如錫),符合REACH法規(guī)要求 |
催化效率高 | 在較低溫度下仍能保持良好活性 |
耐水解性好 | 不易被水分解,適合高濕環(huán)境 |
配伍性強(qiáng) | 可與其他催化劑復(fù)配使用,協(xié)同增效 |
成本可控 | 相較某些高性能催化劑更具性價(jià)比 |
成分 | 含量 | 功能說明 |
---|---|---|
水性聚氨酯乳液 | 60–80份 | 主體成膜物質(zhì) |
交聯(lián)劑(如氮丙啶類) | 3–5份 | 提升耐水洗性 |
消泡劑 | 0.2–0.5份 | 減少氣泡缺陷 |
流平劑 | 0.3–0.8份 | 改善涂布表面平整度 |
DBU2-乙基己酸鹽 | 0.5–1.5份 | 催化固化反應(yīng) |
水 | 適量 | 調(diào)節(jié)粘度 |
在這個(gè)體系中,DBU2-乙基己酸鹽的作用是激活交聯(lián)反應(yīng),使得涂層在干燥后形成致密結(jié)構(gòu),提高耐磨、抗撕裂和耐候性能。
性能指標(biāo) | 使用DBU2-乙基己酸鹽 | 未使用 | 差異 |
---|---|---|---|
固化時(shí)間 | 縮短20%~30% | 較長(zhǎng) | ![]() |
表面光澤度 | 提升 | 一般 | ![]() |
抗水洗性能 | 提高1個(gè)等級(jí) | 普通 | ![]() |
黃變傾向 | 明顯降低 | 易黃變 | ![]() |
VOC排放 | 顯著減少 | 高 | ![]() |
在過去,紡織涂層行業(yè)常用的催化劑多為錫類催化劑,比如辛酸亞錫、月桂酸二丁基錫等。它們確實(shí)有效,但也存在一些“硬傷”:
于是,環(huán)保型催化劑就成了行業(yè)的“剛需”。這時(shí)候,DBU2-乙基己酸鹽就登場(chǎng)了。
于是,環(huán)保型催化劑就成了行業(yè)的“剛需”。這時(shí)候,DBU2-乙基己酸鹽就登場(chǎng)了。
它不僅沒有重金屬污染問題,還具備優(yōu)異的催化性能,尤其是在低溫固化和高濕環(huán)境中表現(xiàn)出色,簡(jiǎn)直是為紡織行業(yè)量身定制的“綠色催化劑”。
隨著全球環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),以及國內(nèi)“雙碳”目標(biāo)的推進(jìn),環(huán)保型紡織助劑迎來了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。
根據(jù)中國紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)發(fā)布的《2024年紡織化學(xué)品發(fā)展報(bào)告》,預(yù)計(jì)到2027年,我國環(huán)保型催化劑市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到18億元人民幣,年均增長(zhǎng)率超過12%。
而DBU2-乙基己酸鹽,作為其中的重要一員,正逐步取代傳統(tǒng)催化劑,在以下領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力:
A:不會(huì)。合理用量下,反而有助于提升涂層均勻性,使手感更加柔軟順滑。
A:非常適合!而且在水性體系中穩(wěn)定性好,不易水解,特別適合做環(huán)保型涂層。
A:當(dāng)然有,比如其他有機(jī)胺類催化劑或者復(fù)合型催化劑,但從環(huán)保性和綜合性能來看,DBU2-乙基己酸鹽仍是首選之一。
寫到這里,你可能已經(jīng)對(duì)DBU2-乙基己酸鹽有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)。它不是那種“一看名字就想跳過”的冷門化學(xué)品,而是紡織涂層界的一匹黑馬,正在悄悄改變著整個(gè)行業(yè)的游戲規(guī)則。
如果你是從事紡織研發(fā)、涂層工藝、或者化工采購的朋友,不妨試試這款“綠色催化劑”,或許會(huì)給你帶來意想不到的驚喜!
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聚氨酯(Polyurethane,簡(jiǎn)稱PU),聽起來像是個(gè)化學(xué)界的“萬能膠”,實(shí)際上也確實(shí)如此。它不僅在我們?nèi)粘I钪袩o處不在——從沙發(fā)墊到汽車座椅,從地板涂料到冰箱保溫層,甚至你手機(jī)殼可能也是它的杰作。
但你知道嗎?這個(gè)看似無所不能的材料,在成型之前其實(shí)也有“性格缺陷”——比如,它需要一個(gè)合適的“開放時(shí)間”。什么是開放時(shí)間呢?簡(jiǎn)單來說,就是聚氨酯混合后還能保持流動(dòng)性和粘接性的時(shí)間窗口。這段時(shí)間越長(zhǎng),工人操作起來就越從容;反之,若太短,可能還沒來得及鋪開就已經(jīng)開始固化了,那就不是“施工”,而是“搶修”。
所以,控制開放時(shí)間,就成了聚氨酯配方師們的“心頭大事”。
而今天我們要聊的這位“幕后推手”——DBU2-乙基己酸鹽,正是調(diào)節(jié)這一關(guān)鍵參數(shù)的重要角色之一。別看名字拗口,它可是聚氨酯界的“節(jié)奏大師”,能讓反應(yīng)快慢自如,游刃有余。
接下來,就讓我們一起走進(jìn)聚氨酯的微觀世界,看看DBU2-乙基己酸鹽是如何在這場(chǎng)化學(xué)交響樂中扮演指揮家的吧!
DBU全稱是1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene,中文名叫做1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯,是一種強(qiáng)堿性的有機(jī)堿催化劑。它常用于聚氨酯體系中,尤其是在發(fā)泡工藝中作為延遲型催化劑使用,能夠有效延長(zhǎng)體系的開放時(shí)間,提高加工性能。
而DBU2-乙基己酸鹽,則是DBU與2-乙基己酸形成的鹽類化合物。這種形式使得DBU更穩(wěn)定、更易分散于多元醇組分中,同時(shí)保留其催化活性,是一種非常實(shí)用的“溫和型催化劑”。
參數(shù)名稱 | DBU(原體) | DBU2-乙基己酸鹽 |
---|---|---|
分子式 | C?H??N? | C??H??N?O? |
分子量(g/mol) | 152.23 | 312.44 |
外觀 | 淡黃色至棕色液體 | 棕色透明液體 |
堿性強(qiáng)弱 | 強(qiáng)堿 | 中等偏強(qiáng) |
反應(yīng)活性 | 高 | 中高 |
在多元醇中的溶解性 | 差 | 良好 |
延遲效果 | 明顯 | 非常明顯 |
應(yīng)用場(chǎng)景 | 發(fā)泡、噴涂、澆注等 | 特別適合需較長(zhǎng)開放時(shí)間的場(chǎng)合 |
從這張表可以看出,DBU2-乙基己酸鹽相較于原始DBU,在物理性質(zhì)和應(yīng)用適應(yīng)性上都有所優(yōu)化,特別是在多元醇中的溶解性和穩(wěn)定性方面表現(xiàn)更為出色。
開放時(shí)間,又稱為乳白時(shí)間或起泡前時(shí)間,是指聚氨酯原料混合后到開始明顯放熱并迅速發(fā)泡之間的時(shí)間段。這段時(shí)期決定了操作人員能否順利完成涂布、噴灑、澆注等工序。
打個(gè)比方,就像做蛋糕一樣,面糊混合完之后,你還有一小段時(shí)間可以把它倒進(jìn)模具里。如果這一步太倉促,結(jié)果就是——“烤糊了”。
催化劑類型 | 開放時(shí)間范圍 | 典型應(yīng)用場(chǎng)景 |
---|---|---|
T-9(有機(jī)錫) | 5~15 | 快速固化泡沫 |
DABCO 33-LV | 20~40 | 自結(jié)皮泡沫 |
A-1(胺類) | 30~60 | 噴涂/彈性體 |
DBU | 50~100 | 中等延遲需求 |
DBU2-乙基己酸鹽 | 80~150 | 要求較長(zhǎng)開放時(shí)間的場(chǎng)合 |
延遲型復(fù)合催化劑 | 100~200+ | 特殊工藝如大型結(jié)構(gòu)件發(fā)泡 |
可以看到,DBU2-乙基己酸鹽的開放時(shí)間顯著優(yōu)于大多數(shù)傳統(tǒng)催化劑,尤其適用于需要長(zhǎng)時(shí)間操作的工業(yè)場(chǎng)景,比如大尺寸部件的澆注、復(fù)雜形狀的噴涂等。
要理解這個(gè)問題,咱們得先回顧一下聚氨酯的基本反應(yīng)機(jī)制:
聚氨酯是由多元醇(polyol)和多異氰酸酯(isocyanate)通過逐步加成反應(yīng)生成的。其中關(guān)鍵的是兩個(gè)反應(yīng):
這兩個(gè)反應(yīng)的速度直接影響著體系的凝膠時(shí)間和開放時(shí)間。催化劑的作用,就是調(diào)控這些反應(yīng)的速率。
這兩個(gè)反應(yīng)的速度直接影響著體系的凝膠時(shí)間和開放時(shí)間。催化劑的作用,就是調(diào)控這些反應(yīng)的速率。
DBU本身是一個(gè)強(qiáng)堿性催化劑,能有效促進(jìn)OH與NCO的反應(yīng)。但當(dāng)它被做成乙基己酸鹽的形式后,其堿性被部分中和,釋放出催化作用的過程變得緩慢,從而實(shí)現(xiàn)“延遲催化”的效果。
你可以把它想象成一個(gè)“定時(shí)鬧鐘”式的催化劑——它不會(huì)立刻點(diǎn)燃反應(yīng)的導(dǎo)火索,而是等到一定時(shí)間后才開始發(fā)力,給操作人員留出足夠的“黃金操作期”。
在實(shí)際應(yīng)用中,DBU2-乙基己酸鹽常常與其他催化劑配合使用,例如A-1(三乙烯二胺)、DMP-30等,形成“梯度催化系統(tǒng)”。這種組合既能延長(zhǎng)開放時(shí)間,又能保證后續(xù)反應(yīng)速度,達(dá)到“慢啟動(dòng)、快收尾”的理想狀態(tài)。
為了更直觀地說明DBU2-乙基己酸鹽的效果,我們來做個(gè)小實(shí)驗(yàn):
方案編號(hào) | 催化劑種類及用量 | 開放時(shí)間(秒) | 凝膠時(shí)間(秒) | 成品性能評(píng)價(jià) |
---|---|---|---|---|
A | A-1 0.3份 | 45 | 110 | 正常 |
B | A-1 0.3份 + DBU 0.1份 | 70 | 125 | 稍微延后 |
C | A-1 0.3份 + DBU2-乙基己酸鹽 0.15份 | 95 | 130 | 延遲明顯 |
D | A-1 0.3份 + DBU2-乙基己酸鹽 0.2份 | 120 | 140 | 操作窗口寬裕 |
E | A-1 0.3份 + DBU2-乙基己酸鹽 0.3份 | 145 | 160 | 過度延遲,需注意 |
從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看,隨著DBU2-乙基己酸鹽的添加量增加,開放時(shí)間顯著延長(zhǎng),且成品仍能正常固化。不過,也要注意“過猶不及”,過多的催化劑可能導(dǎo)致反應(yīng)動(dòng)力不足,影響終產(chǎn)品性能。
優(yōu)勢(shì)點(diǎn) | 描述 |
---|---|
延遲效果顯著 | 能有效延長(zhǎng)開放時(shí)間,提升工藝靈活性 |
溶解性良好 | 更容易分散于多元醇體系中,避免局部濃度過高 |
與多種催化劑兼容 | 可與胺類、錫類催化劑復(fù)配使用,構(gòu)建多功能催化體系 |
安全性較高 | 相較于一些揮發(fā)性催化劑,DBU鹽類毒性較低 |
成本適中 | 在延遲型催化劑中性價(jià)比高 |
不足之處 | 建議 |
---|---|
過量使用會(huì)抑制反應(yīng) | 需精確控制添加量 |
對(duì)濕氣敏感 | 存儲(chǔ)時(shí)需密封防潮 |
不適用于快速固化體系 | 如需快速固化,應(yīng)減少或不使用此催化劑 |
DBU2-乙基己酸鹽的應(yīng)用已經(jīng)逐漸成為聚氨酯行業(yè)的一個(gè)熱點(diǎn)方向,尤其是在高端發(fā)泡、噴涂、自結(jié)皮等領(lǐng)域,越來越多的企業(yè)開始重視其帶來的工藝優(yōu)化價(jià)值。
聚氨酯的世界里,每一個(gè)細(xì)節(jié)都至關(guān)重要。開放時(shí)間雖短,卻決定成敗。而DBU2-乙基己酸鹽,就像是那個(gè)默默無聞卻不可或缺的“幕后英雄”,讓整個(gè)反應(yīng)過程更加從容、高效、可控。
正如一位老工程師所說:“好的催化劑,不是讓它快起來,而是讓它知道什么時(shí)候該快?!?/p>
未來,隨著環(huán)保法規(guī)趨嚴(yán)、工藝精度提升,像DBU2-乙基己酸鹽這樣的“綠色延遲型催化劑”必將迎來更廣闊的應(yīng)用空間?;蛟S不久的將來,我們會(huì)看到它出現(xiàn)在更多高科技領(lǐng)域,比如航天材料、醫(yī)用泡沫、智能穿戴設(shè)備之中。
畢竟,科技的發(fā)展,從來不是靠“快”,而是靠“準(zhǔn)”。
國內(nèi)文獻(xiàn):
國外文獻(xiàn):
問題 | 解答 |
---|---|
Q1:DBU2-乙基己酸鹽是否對(duì)人體有害? | A:屬于低毒化學(xué)品,建議佩戴防護(hù)手套和口罩操作。 |
Q2:是否可以用普通DBU代替? | A:可以,但DBU2-乙基己酸鹽溶解性和延遲效果更佳。 |
Q3:存儲(chǔ)溫度有什么要求? | A:建議在陰涼干燥處保存,避免陽光直射,佳儲(chǔ)存溫度為5~25℃。 |
Q4:是否可以用于水性聚氨酯體系? | A:可以,但需測(cè)試相容性,避免出現(xiàn)渾濁或沉淀現(xiàn)象。 |
全文完
如果你讀到這里,恭喜你已經(jīng)成為一名“聚氨酯通曉者”!記得點(diǎn)贊、收藏、轉(zhuǎn)發(fā),讓更多人了解這個(gè)“低調(diào)又有實(shí)力”的催化劑吧~
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