在聚氨酯泡沫塑料制備中,催化劑起著重要的作用。催化劑不僅能加速反應速率,而且是發泡工藝的重要控制手段。
選擇恰當的催化劑體系能使在鏈增長反應(羥基—異氰酸酯反應)和發泡反應(異氰酸酯—水反應)二者之間建立較好的平衡,使聚合物的形成和氣體的發生速率互相協調,在發氣反應的同時,泡沫壁(即聚合物)具有足夠的強度,將氣體有效地包囊在泡沫體內。
此外還希望在發泡完畢后,聚合物能較好地凝固,使泡沫不致倒塌和收縮。這種聚合速率和發氣速率的調節,很大程度依靠選擇合適的催化體系。
為了選擇不同的催化劑,人們作了大量的研究工作。在聚氨酯泡沫塑料中,應用較為普遍的催化劑是叔胺和有機錫化合物。例如在表2—9中可以看出幾種不同叔胺和有機錫化合物對異氰酸酯和不同活性氫化合物的催化效應。
由表2—9可以明顯地看出:叔胺類催化劑(如三乙胺)對異氰酸酯和羥基(正丁醇)的相對反應活性為86,而對異氰酸酯和水的相對反應活性為47,二者之比約為1.83;而二丁基錫二醋酸酯對同樣兩種反應之比約為6:1。因而相對說來,有機錫化合物對異氰酸酯和羥基化合物有較強的催化效果,而叔胺類催化劑則有利于異氰酸酯和水的反應。