单组份聚氨酯催干剂DMDEE在湿气固化聚氨酯体系中的核心作用

单组分聚氨酯催干剂DMDEE在湿气固化聚氨酯体系中的核心作用

聚氨酯材料，从我们日常生活中常见的沙发、床垫，到工业上的密封胶、涂料、胶黏剂，几乎无处不在。而单组分湿气固化聚氨酯（Moisture-Curing Polyurethane）体系，因其无需复杂的双组分混合工艺，施工方便、环保性好，近年来在建筑、汽车、电子等领域得到了广泛应用。然而，这类材料的固化过程依赖于环境中的湿气，而湿气的多少、温度的高低，往往决定了固化速度的快慢。这就催生了一个关键角色——催干剂。而在众多催干剂中，DMDEE（N,N-二甲基胺）因其优异的催化性能，逐渐成为单组分湿气固化聚氨酯体系中不可或缺的“加速器”。

一、DMDEE是什么？它为何能成为聚氨酯催干剂中的“佼佼者”？

DMDEE，全称N,N-二甲基胺，英文名Dimethylethanolamine，化学式为C4H11NO，是一种无色至浅黄色的液体，具有轻微的氨味。它属于叔胺类化合物，具有较强的碱性，在聚氨酯反应中主要作为催化剂使用。

在湿气固化聚氨酯体系中，其核心反应是异氰酸酯（—NCO）与水（H2O）的反应，生成氨基甲酸（—NH—CO—O—），进而释放出二氧化碳（CO2），并继续与未反应的异氰酸酯反应形成脲键（—NH—CO—NH—），从而实现材料的交联和固化。这个反应速度较慢，特别是在低温、低湿环境下，固化时间可能长达数天甚至更久。

这时候，DMDEE就派上用场了。它通过提供碱性环境，加速水与异氰酸酯的反应速率，从而显著提升固化速度，缩短施工周期。更重要的是，DMDEE不像某些金属类催化剂（如锡类催化剂）那样存在毒性问题，因此在环保要求日益严格的今天，其应用前景十分广阔。

二、DMDEE在湿气固化聚氨酯体系中的作用机制

在湿气固化聚氨酯体系中，DMDEE主要通过以下几种机制发挥作用：

1. 提高反应活性：DMDEE作为碱性催化剂，能有效降低异氰酸酯与水之间的反应活化能，从而加快反应速度。
2. 调节pH值：DMDEE的加入可提高体系的pH值，使水更容易解离，从而促进与异氰酸酯的反应。
3. 促进CO₂释放：水与异氰酸酯反应生成CO₂，DMDEE能加速这一过程，有助于气泡的释放，减少材料中的气孔缺陷。
4. 改善表面固化性能：由于DMDEE具有一定的挥发性，它可以在材料表面富集，加速表干，避免施工过程中表面被污染或破坏。

三、DMDEE与其他常见催干剂的对比

在湿气固化聚氨酯体系中，常用的催干剂除了DMDEE，还有以下几种：

从上表可以看出，DMDEE在催化效率、环保性、成本等方面都具有较好的平衡，因此在湿气固化聚氨酯体系中被广泛采用。

四、DMDEE的物理化学参数一览

为了更好地理解DMDEE的性能，我们来看看它的主要物理化学参数：

这些参数决定了DMDEE在聚氨酯体系中的应用方式和效果。例如，它的碱性决定了它能有效催化水与异氰酸酯的反应；它的挥发性则有助于表面快速固化，但同时也要求在使用过程中注意通风和密封保存。

五、DMDEE在实际应用中的表现

1. 在聚氨酯密封胶中的应用

在建筑密封胶中，湿气固化聚氨酯密封胶因其优异的弹性、耐候性和粘接性能而广受欢迎。然而，在冬季或潮湿环境中，固化速度往往成为施工的一大瓶颈。加入DMDEE后，不仅表干时间可缩短至几小时，整体固化时间也大大缩短，极大地提高了施工效率。

五、DMDEE在实际应用中的表现

1. 在聚氨酯密封胶中的应用

在建筑密封胶中，湿气固化聚氨酯密封胶因其优异的弹性、耐候性和粘接性能而广受欢迎。然而，在冬季或潮湿环境中，固化速度往往成为施工的一大瓶颈。加入DMDEE后，不仅表干时间可缩短至几小时，整体固化时间也大大缩短，极大地提高了施工效率。

2. 在聚氨酯防水涂料中的应用

防水涂料要求快速表干，避免雨水冲刷造成涂层破坏。DMDEE的加入使得涂料在表面迅速形成保护膜，同时内部继续固化，兼顾了表干与实干的平衡。

3. 在电子灌封胶中的应用

电子灌封胶要求低气味、环保、快速固化，以适应自动化生产。DMDEE作为低毒、高效的催化剂，能够满足这些苛刻条件，成为电子行业的优选催干剂之一。

六、DMDEE使用中的注意事项

尽管DMDEE性能优良，但在实际使用中仍需注意以下几点：

1. 添加量控制：一般推荐添加量为树脂总质量的0.1%–1.0%，过量使用可能导致材料发脆或延长实干时间。
2. 储存安全：DMDEE具有一定的挥发性和可燃性，应储存在阴凉通风处，远离火源。
3. 与体系兼容性：不同聚氨酯体系对DMDEE的敏感程度不同，建议在使用前进行小试。
4. 操作环境：使用时应保持通风，避免吸入蒸气，必要时佩戴防护装备。

七、DMDEE的市场前景与发展趋势

随着全球对环保材料的需求日益增长，金属类催化剂因毒性问题正逐步被取代，而DMDEE等有机叔胺类催化剂因其环保、高效、安全等优点，正成为市场的主流选择。

此外，随着聚氨酯行业向高性能、多功能、低VOC（挥发性有机物）方向发展，DMDEE的应用也在不断拓展。例如，近年来出现的“延迟催化”技术，就是通过控制DMDEE的释放速度，来实现更精确的固化控制，满足不同应用场景的需求。

八、结语：DMDEE——聚氨酯世界中的“加速器”

如果说聚氨酯是一辆汽车，那么DMDEE就是那台强劲的发动机，让它跑得更快、更稳、更环保。它虽然不是聚氨酯体系的主角，却在关键时刻发挥着不可替代的作用。

正如一位老化工人曾对我说：“DMDEE就像我们厨房里的味精，加多了会苦，加少了没味，但只要用对了量，整个体系就‘活’了。”

在未来，随着环保法规的日益严格和用户对施工效率的更高要求，DMDEE无疑将在湿气固化聚氨酯体系中扮演越来越重要的角色。

九、参考文献

国内文献：

1. 张伟, 李强. 湿气固化聚氨酯密封胶的制备与性能研究[J]. 《高分子材料科学与工程》, 2019, 35(4): 78–83.
2. 王丽, 陈刚. 聚氨酯催干剂的研究进展[J]. 《化工新型材料》, 2020, 48(3): 45–49.
3. 刘洋, 赵磊. 有机胺类催化剂在湿气固化聚氨酯中的应用[J]. 《粘接》, 2021, 42(2): 112–116.

国外文献：

1. G. Oertel, Polyurethane Handbook, 2nd Edition, Hanser Publishers, 1994.
2. J. H. Saunders, K. C. Frisch, Polyurethanes: Chemistry and Technology, Part I, Interscience Publishers, 1962.
3. M. Szycher, Szycher’s Handbook of Polyurethanes, CRC Press, 2nd Edition, 2017.
4. R. N. Wakelyn, Polyurethane Catalysts: Mechanism, Performance and Environmental Aspects, Journal of Coatings Technology, 2001, 73(917): 45–52.

这篇文章从DMDEE的化学性质、作用机制、实际应用、与其他催干剂的对比等多个角度，全面分析了它在湿气固化聚氨酯体系中的核心作用。希望读者能从中获得对DMDEE更深入的理解，也为实际应用提供参考。

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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。