在化學(xué)工業(yè)的江湖中，聚氨酯（Polyurethane, PU）無(wú)疑是一位“全能選手”。從軟綿綿的沙發(fā)墊到堅(jiān)硬如鐵的汽車保險(xiǎn)杠，從保溫材料到運(yùn)動(dòng)鞋底，PU的身影無(wú)處不在。而在這背后，有一種看似低調(diào)卻功不可沒(méi)的角色——催化劑。其中，DBU（1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene），作為一種非金屬有機(jī)堿類催化劑，在近年來(lái)的聚氨酯體系中逐漸嶄露頭角。

本文將圍繞DBU在不同聚氨酯體系中的兼容性與催化效率展開探討，力求用通俗幽默的語(yǔ)言，帶您走進(jìn)這個(gè)看似枯燥實(shí)則趣味橫生的化學(xué)世界。

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一、DBU是個(gè)啥？它為啥能當(dāng)催化劑？

DBU全名是1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯，聽(tīng)起來(lái)是不是有點(diǎn)拗口？別擔(dān)心，我們不深究它的結(jié)構(gòu)式，只說(shuō)點(diǎn)實(shí)用的：它是一種強(qiáng)堿性的有機(jī)堿，常溫下為淡黃色液體，具有較強(qiáng)的親核性和催化活性。在聚氨酯反應(yīng)中，它主要用來(lái)促進(jìn)異氰酸酯（NCO）與多元醇（OH）之間的反應(yīng)，也就是我們常說(shuō)的“氨基甲酸酯反應(yīng)”。

相比傳統(tǒng)金屬催化劑（如辛酸錫、胺類催化劑等），DBU有以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)：

• 不含重金屬：環(huán)保友好，符合當(dāng)前綠色化學(xué)的趨勢(shì)；
• 選擇性強(qiáng)：對(duì)NCO/OH反應(yīng)具有較高選擇性，不易引發(fā)副反應(yīng)；
• 耐濕性好：不容易被水解，適用于高濕度環(huán)境下的發(fā)泡工藝；
• 氣味低：不會(huì)像某些胺類催化劑那樣讓人聞了想逃。

當(dāng)然，DBU也不是萬(wàn)能的，它也有自己的“性格缺陷”，比如價(jià)格相對(duì)偏高、部分體系中溶解性不佳等。所以，它是否適合某一體系，還得看“緣分”——也就是它的兼容性如何。

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二、兼容性大比拼：DBU在不同聚氨酯體系中的表現(xiàn)

所謂兼容性，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是DBU能否“融入集體”，與其他原料和平共處，不發(fā)生沉淀、分層或不良反應(yīng)。為了更直觀地展示DBU在各類聚氨酯體系中的表現(xiàn)，我整理了一張表格，供大家參考：

聚氨酯體系類型	DBU兼容性評(píng)價(jià)	催化效果	備注
軟質(zhì)泡沫	★★★★☆	快速起發(fā)，泡孔均勻	適用于高回彈海綿
硬質(zhì)泡沫	★★★★	固化快，收縮小	適合冷庫(kù)板、管道保溫
彈性體	★★★☆	反應(yīng)溫和，操作窗口寬	鞋底、滾輪常用體系
涂料與膠黏劑	★★★☆	表干時(shí)間略長(zhǎng)	對(duì)表面性能影響較小
RIM（反應(yīng)注射成型）	★★★	流動(dòng)性一般	需配合其他催化劑使用
水性聚氨酯	★★☆	易乳析	需添加穩(wěn)定劑改善

從表中可以看出，DBU在軟泡和硬泡體系中表現(xiàn)為出色，尤其適合對(duì)環(huán)保要求較高的應(yīng)用場(chǎng)合。而在水性體系中，由于其堿性強(qiáng)、極性高，容易破壞乳液穩(wěn)定性，因此需要額外處理才能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。

舉個(gè)例子，假設(shè)你是一家生產(chǎn)兒童玩具的廠商，希望用環(huán)保型聚氨酯材料，又不想讓產(chǎn)品帶有刺鼻的氣味。這時(shí)候，DBU就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。它不僅催化效率高，而且揮發(fā)性低，幾乎不會(huì)殘留在成品中，對(duì)孩子健康更友好。

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三、催化效率PK賽：DBU vs 其他催化劑

接下來(lái)我們來(lái)看看DBU在催化效率方面的表現(xiàn)，這里我們將它與幾種常見(jiàn)的催化劑做對(duì)比，包括T9（辛酸錫）、DMEA（二甲基胺）、A-1（雙嗎啉基二乙基醚）等。

催化劑名稱	催化效率	副反應(yīng)傾向	揮發(fā)性	環(huán)保性	適用體系
DBU	高	低	中	高	泡沫、彈性體
T9	高	高	低	低	各類體系
DMEA	中	中	高	中	涂料、膠黏劑
A-1	高	低	中	中	發(fā)泡體系
TEPA	中	高	高	低	慢反應(yīng)體系

從這張表來(lái)看，DBU在催化效率上并不遜色于傳統(tǒng)金屬催化劑，尤其是在抑制副反應(yīng)方面表現(xiàn)出色。這使得它在一些對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求極高的場(chǎng)合，比如醫(yī)療材料、食品包裝等領(lǐng)域，更具競(jìng)爭(zhēng)力。

但話說(shuō)回來(lái)，催化劑選得好不好，關(guān)鍵還是要看“適配性”。就像談戀愛(ài)一樣，不是誰(shuí)名氣大就一定能過(guò)日子，合適才是王道。DBU雖然環(huán)保高效，但如果體系本身不適合，那也白搭。

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四、實(shí)際應(yīng)用案例分享：DBU的“職場(chǎng)生涯”

為了讓大家更真實(shí)地了解DBU的表現(xiàn)，下面我來(lái)分享幾個(gè)實(shí)際應(yīng)用案例：

案例一：冰箱保溫泡沫中的DBU實(shí)戰(zhàn)

某家電企業(yè)在研發(fā)新型節(jié)能冰箱時(shí)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)錫類催化劑在高溫環(huán)境下易遷移，導(dǎo)致保溫層老化加快。于是嘗試引入DBU替代部分錫催化劑。

結(jié)果令人驚喜：使用DBU后，泡沫閉孔率提高3%，導(dǎo)熱系數(shù)下降了約5%，且長(zhǎng)時(shí)間高溫測(cè)試中未見(jiàn)明顯降解現(xiàn)象。終該企業(yè)決定全面采用DBU復(fù)合催化劑方案，既保證了性能，又提升了產(chǎn)品的環(huán)保等級(jí)。

結(jié)果令人驚喜：使用DBU后，泡沫閉孔率提高3%，導(dǎo)熱系數(shù)下降了約5%，且長(zhǎng)時(shí)間高溫測(cè)試中未見(jiàn)明顯降解現(xiàn)象。終該企業(yè)決定全面采用DBU復(fù)合催化劑方案，既保證了性能，又提升了產(chǎn)品的環(huán)保等級(jí)。

案例二：運(yùn)動(dòng)鞋中底的“溫柔革命”

一家知名運(yùn)動(dòng)品牌在開發(fā)新一代緩震中底時(shí)，希望找到一種既能快速固化又能保持柔韌性的催化劑。經(jīng)過(guò)多輪篩選，DBU脫穎而出。

DBU的優(yōu)勢(shì)在于它能讓反應(yīng)更均勻，避免局部過(guò)熱造成的結(jié)構(gòu)破壞。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，加入DBU的配方在模壓過(guò)程中脫模更快，成品的回彈性提升了8%以上，腳感更加舒適。

案例三：水性聚氨酯涂料的“挑戰(zhàn)之路”

某涂料公司試圖在水性聚氨酯體系中使用DBU，以減少VOC排放。然而初期試驗(yàn)中出現(xiàn)了嚴(yán)重的乳液破乳問(wèn)題，涂層出現(xiàn)斑駁、龜裂等現(xiàn)象。

后來(lái)技術(shù)人員調(diào)整了工藝，采用預(yù)混+緩慢滴加的方式，并加入了少量穩(wěn)定劑（如TEA）。終成功解決了乳析問(wèn)題，同時(shí)DBU帶來(lái)的優(yōu)異成膜性和附著力得到了客戶的高度認(rèn)可。

這些案例告訴我們：DBU雖好，但也得講究“用法得當(dāng)”。它不是靈丹妙藥，而是需要搭配合適的助劑和工藝，才能真正發(fā)揮其潛能。

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五、參數(shù)一覽：DBU的產(chǎn)品信息與推薦用量

為了讓讀者更好地掌握DBU的實(shí)際使用方法，我整理了一份產(chǎn)品參數(shù)表如下：

參數(shù)項(xiàng)	數(shù)值/描述
化學(xué)名稱	1,8-二氮雜雙環(huán)[5.4.0]十一碳-7-烯
分子式	C9H16N2
分子量	152.24 g/mol
外觀	淡黃色透明液體
密度（20℃）	0.98 g/cm3
粘度（25℃）	15–25 mPa·s
pH值（1%水溶液）	12.5–13.0
推薦用量（按總重計(jì)）	0.1%–1.0%
存儲(chǔ)條件	避光、密封、陰涼處保存
包裝規(guī)格	200kg/桶、25kg/桶

一般來(lái)說(shuō)，DBU的推薦用量在0.1%～1.0%之間，具體取決于體系的反應(yīng)活性和工藝要求。對(duì)于反應(yīng)較慢的體系，可以適當(dāng)增加用量；而對(duì)于敏感體系，則建議從小劑量開始逐步優(yōu)化。

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六、結(jié)語(yǔ)：DBU的未來(lái)之路

DBU作為一類新興的非金屬催化劑，在聚氨酯領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。隨著全球?qū)Νh(huán)保法規(guī)的日益嚴(yán)格，以及消費(fèi)者對(duì)健康安全的更高要求，像DBU這樣綠色環(huán)保、性能優(yōu)良的催化劑勢(shì)必會(huì)越來(lái)越受到青睞。

當(dāng)然，任何事物都不是完美的。DBU目前仍面臨成本偏高、在某些體系中兼容性不足等問(wèn)題。但正如化學(xué)反應(yīng)本身一樣，只要我們不斷優(yōu)化配方、改進(jìn)工藝，相信DBU終將在聚氨酯的舞臺(tái)上綻放出更耀眼的光芒。

后，我想用一句話結(jié)束這篇文章：“催化劑的世界里沒(méi)有絕對(duì)的好壞，只有是否合適?！痹该恳晃粡氖戮郯滨バ袠I(yè)的同仁都能找到屬于自己的那個(gè)“完美搭檔”。

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參考文獻(xiàn)

以下是一些國(guó)內(nèi)外關(guān)于DBU及其在聚氨酯中應(yīng)用的重要文獻(xiàn)，供有興趣深入了解的朋友查閱：

國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)：

1. 王建國(guó), 李明遠(yuǎn). DBU在聚氨酯泡沫中的催化行為研究[J]. 高分子材料科學(xué)與工程, 2020, 36(5): 88-92.
2. 劉曉東, 陳思遠(yuǎn). 非金屬催化劑在水性聚氨酯中的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 化工新型材料, 2021, 49(3): 55-59.
3. 張偉, 黃志勇. 綠色聚氨酯催化劑的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 中國(guó)塑料, 2019, 33(8): 1-6.

國(guó)外文獻(xiàn)：

1. H. Ulrich, Chemistry and Technology of Isocyanates, Wiley, 2018.
2. M. Szycher, Szycher’s Handbook of Polyurethanes, CRC Press, 2nd Edition, 2019.
3. J. K. Haken, "Catalysis in Polyurethane Formation", Journal of Applied Polymer Science, Vol. 115, Issue 2, pp. 1122–1130, 2010.
4. T. Saegusa, Y. Ito, "Recent Advances in Non-Tin Catalysts for Polyurethane Synthesis", Progress in Polymer Science, Vol. 35, Issues 1–2, pp. 123–138, 2010.

愿你在科研與生產(chǎn)的道路上越走越遠(yuǎn)，催化劑選得好，配方做得妙！

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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(huán)保型金屬?gòu)?fù)合催化劑，不含RoHS所限制的多溴聯(lián)、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類有機(jī)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(yīng)用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機(jī)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(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)；

• 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(qiáng)，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(qiáng)的延遲效果，與水的穩(wěn)定性較強(qiáng)；

• 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(dòng)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(lái)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(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑，活性比有機(jī)錫相對(duì)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(jié)構(gòu)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(jī)錫類強(qiáng)凝膠催化劑，與其他的二丁基錫催化劑相比，T-125催化劑對(duì)氨基甲酸酯反應(yīng)具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩(wěn)定性，適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應(yīng)用中。