环氧促进剂DBU与其他胺类固化剂的协同效应及性能调控

各位朋友，各位同行，大家好！我是今天的主讲人，很高兴能在这里和大家一起聊聊环氧树脂固化中的那些事儿，特别是关于环氧促进剂DBU与胺类固化剂之间的“爱恨情仇”及其性能调控。

咱们都知道，环氧树脂就像一位“天生丽质难自弃”的佳人，拥有优异的粘接性、耐腐蚀性、电绝缘性等等一系列迷人的优点。但是呢，这位佳人也有一点“高冷”，需要借助外力才能“嫁”出去，完成固化，从而释放她全部的魅力。而这个“外力”，就是我们常说的固化剂和促进剂。

今天，我们要重点关注的就是DBU——1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯，这位在环氧固化界名声赫赫的“催化大师”，以及它和胺类固化剂之间的那些奇妙故事。

一、DBU：环氧固化界的“妙手神医”

DBU，从化学结构上看，就是一个环状的有机碱，它就像一位“妙手神医”，能加速环氧树脂的固化反应。为什么这么说呢？因为它可以通过以下几种方式发挥作用：

1. 活化环氧基： DBU可以与环氧基发生作用，使其更易受到胺类固化剂的攻击，就像“牵线搭桥”，让“有情人终成眷属”。
2. 加速胺类固化剂反应： DBU可以作为质子受体，活化胺类固化剂，使其反应活性更高，固化速度更快，堪称“神助攻”。
3. 促进交联反应： DBU还能促进环氧树脂分子之间的交联反应，使得固化后的产物具有更致密的网络结构，性能更上一层楼。

为了让大家更直观地了解DBU这位“妙手神医”，我们不妨来看看它的“体检报告”——产品参数：

二、DBU与胺类固化剂：一场“相爱相杀”的协奏曲

胺类固化剂是环氧树脂固化中的“常客”，它们种类繁多，各有千秋。常见的有脂肪胺、芳香胺、改性胺等等。当DBU与胺类固化剂相遇时，就会上演一场“相爱相杀”的协奏曲。

• “相爱”：协同增效，性能飞跃

DBU与胺类固化剂的协同作用，可以显著提高环氧树脂的固化速度、固化程度和固化产物的性能。就好比两位武林高手联手，威力自然倍增。

*   **加速固化：** 添加适量的DBU，可以显著缩短环氧树脂的固化时间，提高生产效率，这对于需要快速固化的场合尤为重要。
*   **提高固化程度：** DBU可以促进环氧基与胺基之间的反应，使固化更加完全，减少残留的环氧基，从而提高固化产物的耐热性、耐化学性和力学性能。
*   **改善低温固化性能：** 在低温条件下，胺类固化剂的活性往往较低，固化速度缓慢。而DBU的加入，可以有效提高低温固化速率，拓宽了环氧树脂的应用范围。

• “相杀”：用量需谨慎，过犹不及

  当然，DBU也不是万能的，使用时需要控制好用量。如果添加过量，可能会带来一些负面影响，比如：

  • 固化速度过快： DBU的添加会加速固化反应，但如果用量过多，可能导致固化速度过快，产生过多的热量，引发局部过热，甚至出现开裂、气泡等问题。
  • 影响储存稳定性： DBU属于强碱性物质，过量添加可能会降低环氧树脂胶的储存稳定性，导致胶体粘度升高，甚至发生预固化现象。
  • 气味问题： DBU本身具有一定的气味，过量添加可能会使固化产物带有异味，影响使用体验。

三、DBU用量对环氧树脂性能的影响：数据说话

为了更清晰地了解DBU用量对环氧树脂性能的影响，我们用数据来说话，编制了以下表格，模拟了不同DBU用量下，环氧树脂固化产物的关键性能变化。需要说明的是，这仅仅是模拟数据，具体数值会受到环氧树脂类型、胺类固化剂类型、固化条件等多种因素的影响，实际应用中需要进行实验验证。

从上表可以看出：

• 适量添加DBU可以显著提高固化速度和玻璃化转变温度。 玻璃化转变温度越高，通常意味着材料的耐热性越好。
• DBU用量在一定范围内，可以提高拉伸强度和弯曲强度。 但过量添加反而可能导致力学性能下降，这可能是由于固化速度过快导致内应力增大，或者网络结构不均匀造成的。
• DBU用量需要根据实际情况进行优化。 并非越多越好，过犹不及。

四、性能调控：玩转DBU，定制专属环氧体系

• 适量添加DBU可以显著提高固化速度和玻璃化转变温度。 玻璃化转变温度越高，通常意味着材料的耐热性越好。
• DBU用量在一定范围内，可以提高拉伸强度和弯曲强度。 但过量添加反而可能导致力学性能下降，这可能是由于固化速度过快导致内应力增大，或者网络结构不均匀造成的。
• DBU用量需要根据实际情况进行优化。 并非越多越好，过犹不及。

四、性能调控：玩转DBU，定制专属环氧体系

既然DBU和胺类固化剂之间存在着如此复杂的关系，那么如何才能玩转DBU，定制出性能优的环氧体系呢？这里给大家分享几个小技巧：

1. 选择合适的胺类固化剂： 不同的胺类固化剂与DBU的协同效果不同。一般来说，脂肪胺类固化剂反应活性较高，与DBU的协同效果更明显；而芳香胺类固化剂反应活性较低，需要更高的DBU用量才能达到理想的固化效果。
2. 调整DBU用量： DBU的用量需要根据环氧树脂的类型、胺类固化剂的类型、固化条件以及目标性能进行优化。可以通过实验摸索出佳的用量范围。
3. 与其他助剂配合使用： 除了DBU，还可以添加其他助剂，如增韧剂、消泡剂、填料等，来进一步改善环氧树脂的性能。例如，添加纳米二氧化硅可以提高固化产物的硬度和耐磨性；添加液体橡胶可以提高固化产物的韧性和抗冲击强度。
4. 灵活调整固化条件： 固化温度、固化时间等都会影响环氧树脂的固化效果。通过调整固化条件，可以更好地发挥DBU的促进作用，优化固化产物的性能。

五、案例分享：DBU在实际应用中的“高光时刻”

为了让大家更深入地了解DBU的应用，我们来看几个实际的案例：

• 案例一：快速固化涂料

  在某些需要快速固化的涂料应用中，如汽车修补漆、地坪漆等，为了提高施工效率，通常会添加DBU作为促进剂。通过DBU的加速作用，可以显著缩短涂层的干燥时间，提高生产效率。

• 案例二：低温固化胶粘剂

  在某些低温环境下，如冬季施工或冷库维修等，环氧胶粘剂的固化速度会大大降低。此时，添加适量的DBU可以提高低温固化速率，保证胶粘剂的正常使用。

• 案例三：高性能复合材料

  在高性能复合材料领域，如航空航天、风力发电等，对环氧树脂的性能要求非常高。通过DBU与胺类固化剂的协同作用，可以提高复合材料的耐热性、力学性能和耐化学性，满足严苛的应用需求。

六、总结与展望：DBU，未来可期！

总而言之，DBU作为一种高效的环氧促进剂，在环氧树脂固化中扮演着重要的角色。它与胺类固化剂之间的协同作用，可以显著提高环氧树脂的固化速度和固化产物的性能。但是，DBU的使用也需要谨慎，用量过多可能会带来负面影响。因此，在实际应用中，需要根据具体情况进行优化，选择合适的胺类固化剂，调整DBU用量，并与其他助剂配合使用，才能定制出性能优的环氧体系。

展望未来，随着环氧树脂应用领域的不断拓展，对环氧树脂的性能要求也越来越高。相信DBU作为一种高效的促进剂，将在环氧树脂领域发挥更大的作用，助力我们开发出更多高性能、多功能的环氧材料！

好了，今天的分享就到这里，感谢大家的聆听！希望我的讲解能对大家有所帮助。如果大家有什么问题，欢迎随时提问，我们一起交流学习！ 谢谢大家！

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聚氨酯防水涂料催化剂目录

• NT CAT 680 凝胶型催化剂，是一种环保型金属复合催化剂，不含RoHS所限制的多溴联、多溴二醚、铅、汞、镉等、辛基锡、丁基锡、基锡等九类有机锡化合物，适用于聚氨酯皮革、涂料、胶黏剂以及硅橡胶等。

• NT CAT C-14 广泛应用于聚氨酯泡沫、弹性体、胶黏剂、密封胶和室温固化有机硅体系；

• NT CAT C-15 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，比A-14活性低；

• NT CAT C-16 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用和一定的耐水解性，组合料储存时间长；

• NT CAT C-128 适用于聚氨酯双组份快速固化胶黏剂体系，在该系列催化剂中催化活性强，特别适合用于脂肪族异氰酸酯体系；

• NT CAT C-129 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有很强的延迟效果，与水的稳定性较强；

• NT CAT C-138 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，良好的流动性和耐水解性；

• NT CAT C-154 适用于脂肪族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用；

• NT CAT C-159 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，可用来替代A-14，添加量为A-14的50-60%；

• NT CAT MB20 凝胶型催化剂，可用于替代软质块状泡沫、高密度软质泡沫、喷涂泡沫、微孔泡沫以及硬质泡沫体系中的锡金属催化剂，活性比有机锡相对较低；

• NT CAT T-12 二月桂酸二丁基锡，凝胶型催化剂，适用于聚醚型高密度结构泡沫，还用于聚氨酯涂料、弹性体、胶黏剂、室温固化硅橡胶等；

• NT CAT T-125 有机锡类强凝胶催化剂，与其他的二丁基锡催化剂相比，T-125催化剂对氨基甲酸酯反应具有更高的催化活性和选择性，而且改善了水解稳定性，适用于硬质聚氨酯喷涂泡沫、模塑泡沫及CASE应用中。