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）
• （）
• Tosoh（株式會社）
• Lanxess（）
• 國內代表企業：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
	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
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，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。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，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。