引言

聚氨酯（Polyurethane，PU）材料因其優異的物理性能、化學穩定性和加工適應性，在建筑、汽車、家電、家具等多個領域得到廣泛應用。聚氨酯泡沫作為其中一類重要產品，廣泛用于隔熱保溫、緩沖減震和結構填充等用途。在聚氨酯泡沫的合成過程中，催化劑起著至關重要的作用，其種類與用量直接影響反應速率、發泡效果及最終產品的性能。

延遲催化劑是一種特殊類型的催化劑，它能夠在反應初期抑制或延緩某些反應路徑，從而實現對反應過程的精確控制。C-225作為一種新型高效的延遲催化劑，近年來在聚氨酯行業中受到廣泛關注。本文將圍繞C-225的化學特性、作用機理、在不同聚氨酯泡沫體系中的應用效果及其工藝優化等方面進行詳細探討，并結合國內外研究成果進行系統分析。

一、C-225催化劑的基本性質

1.1 化學結構與組成

C-225是一種有機胺類延遲催化劑，通常為淺黃色至琥珀色液體，具有較低的揮發性和良好的儲存穩定性。其主要成分為二甲基環己胺衍生物（Dimethylcyclohexylamine Derivative），分子式為C??H??N，分子量約為155.28 g/mol。該化合物具有較強的堿性，能夠有效促進異氰酸酯與多元醇之間的氨基甲酸酯反應。

1.2 物理參數

參數名稱

數值范圍

單位

外觀 淡黃色透明液體 —

密度（20°C） 0.86–0.89 g/cm3

粘度（20°C） 3–5 mPa·s

pH值 10.5–11.2 —

沸點 195–205 °C

凝固點 < -10 °C

溶解性（水） 微溶 —

表1：C-225催化劑的主要物理參數（數據來源：中國化工信息中心）

1.3 化學特性

C-225在聚氨酯體系中表現出良好的選擇性催化能力。其分子結構中含有一個環狀胺基團，使其在反應初期對水與異氰酸酯的副反應（即發泡反應）起到一定的抑制作用，從而延長乳白時間，提高物料流動性和填充性；而在反應后期則能有效促進凝膠反應，確保泡沫結構致密且均勻。

二、C-225的作用機理

聚氨酯泡沫的形成過程主要包括兩個主要反應：

氨基甲酸酯反應（凝膠反應）：異氰酸酯（NCO）與多元醇（OH）反應生成氨基甲酸酯鍵。

發泡反應：異氰酸酯與水反應生成二氧化碳氣體，產生氣泡。

延遲催化劑的核心功能是在反應初期優先抑制發泡反應，使物料在模具中充分流動并填充復雜結構，隨后再逐步釋放催化活性，促進凝膠反應的發生。

C-225通過以下機制實現延遲催化作用：

空間位阻效應：其環狀結構增加了與水分子接觸的難度，降低了初始階段的發泡速率。

熱響應性釋放：隨著反應放熱溫度升高，C-225逐漸釋放出更強的催化活性，推動凝膠反應加速。

選擇性配位：C-225更傾向于與異氰酸酯發生可逆配位，調控反應路徑。

研究表明，C-225在模塑軟泡、硬質泡沫以及噴涂泡沫中均能顯著改善泡孔結構和機械性能（Wang et al., 2021）。

三、C-225在聚氨酯泡沫中的應用研究

3.1 在軟質聚氨酯泡沫中的應用

軟質聚氨酯泡沫廣泛用于座椅、床墊、汽車內飾等領域，要求泡沫具有良好的柔軟性、回彈性和透氣性。在這些應用中，C-225被證明可以有效延長乳白時間，提升流動性，同時減少表面缺陷。

實驗編號

C-225添加量（pphp）

乳白時間（s）

上升時間（s）

泡孔直徑（μm）

回彈性（%）

A1 0 12 45 180 42

A2 0.2 18 50 160 47

A3 0.5 25 58 140 51

A4 0.8 30 63 130 53

表2：C-225在軟泡體系中的性能對比實驗（數據來源：《中國塑料》2020年第34卷）

從上表可見，隨著C-225添加量的增加，乳白時間和上升時間明顯延長，泡孔直徑減小，回彈性提高，表明其在改善泡沫微觀結構方面具有顯著優勢。

3.2 在硬質聚氨酯泡沫中的應用

硬質聚氨酯泡沫主要用于保溫材料、冷藏設備、建筑外墻等領域，要求泡沫具有較高的閉孔率、低導熱系數和良好的尺寸穩定性。C-225在硬泡體系中可調節發泡/凝膠平衡，避免“塌泡”現象，提升整體性能。

實驗編號

C-225添加量（pphp）

初始粘度（mPa·s）

密度（kg/m3）

閉孔率（%）

導熱系數（W/m·K）

B1 0 1200 38 85 0.0235

B2 0.3 1350 36 90 0.0220

B3 0.6 1480 35 92 0.0215

表3：C-225在硬泡體系中的性能對比實驗（數據來源：《聚氨酯工業》2022年第37卷）

結果表明，適量添加C-225有助于提高泡沫閉孔率，降低導熱系數，提升保溫性能。

3.3 在噴涂聚氨酯泡沫中的應用

噴涂聚氨酯泡沫（SPF）具有施工便捷、附著力強等特點，適用于屋頂、墻體等現場施工場合。由于其反應速度快，對催化劑的延遲性要求極高。

實驗編號

C-225添加量（pphp）

霧化效果

表面結皮時間（s）

擴展倍數

施工適用性評分（滿分10分）

C1 0 一般 10 25 6.5

C2 0.4 良好 15 30 8.2

C3 0.7 優秀 18 33 9.0

表4：C-225在噴涂泡沫體系中的應用效果（數據來源：《涂料工業》2023年第53卷）

由表可見，C-225的加入顯著提升了噴涂泡沫的霧化效果與擴展性能，提高了施工效率和質量。

四、C-225與其他延遲催化劑的比較

目前市場上常見的延遲催化劑包括Dabco TMR系列、Polycat 46、Jeffcat ZR-50等。C-225在催化效率、成本效益和環保性方面具有一定優勢。

催化劑類型

延遲時間（s）

成本（元/kg）

揮發性

推薦應用場景

C-225 15–30 180–220 中等 軟泡、硬泡、噴涂泡沫

Dabco TMR-2 10–20 300–350 高 硬泡、微孔材料

Polycat 46 12–25 250–300 中等 模塑軟泡、自結皮泡沫

Jeffcat ZR-50 18–35 280–320 低 高性能噴涂泡沫

表5：幾種常見延遲催化劑的性能比較（數據來源：《精細化工中間體》2021年第41卷）

從表中可以看出，C-225在價格和綜合性能之間取得了較好的平衡，尤其適合中高端聚氨酯泡沫制品的生產需求。

五、C-225的應用工藝優化建議

為了充分發揮C-225的催化性能，需對其使用條件進行優化：

添加比例控制：推薦使用量為0.2–0.8 pphp（每百份多元醇），根據泡沫類型調整。

混合順序優化：建議在多元醇組分中預先混合C-225，以保證分散均勻。

環境溫度管理：適宜操作溫度為20–30°C，過高可能導致催化提前激活。

配套助劑協同：可配合使用泡沫穩定劑（如硅油）、阻燃劑等，進一步提升性能。

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新典化學公司簡介:

新典化學材料（上海）有限公司（以下簡稱“新典化學”）是國內領先的聚氨酯催化劑及相關化學品供應商，專注于為聚氨酯催化劑行業提供高效、環保的催化劑解決方案。公司成立于2014年，總部位于上海市寶山區，并在江蘇、山東等地設有生產基地，年產能超過1萬噸，服務范圍覆蓋全國及海外市場。

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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。