延迟发泡型叔胺类催化剂在制鞋胶黏剂中的应用方案
延迟发泡型叔胺类催化剂在制鞋胶黏剂中的应用
大家好，我是从事胶黏剂研发工作的一名“老胶工”，今天想和大家分享一个我们日常工作中非常实用、但又不太为外行人所熟知的“小角色”——延迟发泡型叔胺类催化剂，在制鞋胶黏剂中的应用。
说它是个“小角色”，是因为它在配方中占比往往不到千分之一；但说它重要，那可真是“一两拨千斤”的存在。尤其是在制鞋胶黏剂这种对工艺窗口要求极高的材料里，它的作用可以说是“灵魂级”的。
一、从一双鞋说起：为什么我们需要“延迟发泡”
先来聊个现实的问题：你有没有试过买了一双新鞋，穿几天后鞋底就开胶了？或者鞋子刚穿不久就开始掉底子？这种情况，除了设计或材质问题之外，很大一部分原因都出在胶黏剂上。
而胶黏剂的性能，很大程度上取决于其反应过程是否可控。特别是在pu（聚氨酯）体系中，胶黏剂通常是由多元醇和多异氰酸酯反应生成的。这个反应过程需要催化剂来推动，否则就会像冬天的早晨起床一样慢得让人抓狂。
但是，如果催化剂太“急性子”，反应太快，胶还没涂完就已经开始发泡甚至固化了，那就麻烦大了。这时候就需要一种“懂得克制”的催化剂——也就是我们今天要讲的“延迟发泡型叔胺类催化剂”。
二、什么是延迟发泡型叔胺类催化剂？
这类催化剂属于有机叔胺类化合物，它们的特点是初期活性较低，只有在温度升高或与特定组分接触后才会释放催化活性。因此，它们可以在胶黏剂混合后提供一定的操作时间（俗称“开放时间”），然后再逐步加快反应速度，实现良好的发泡和固化效果。
常见类型包括：
| 类型 | 化学名称 | 特点 |
|---|---|---|
| dabco bl-17 | n,n-二甲基环己胺与尿素复合物 | 延迟性强，适合手工操作 |
| polycat sa-1 | 封闭型叔胺催化剂 | 热激活，适合加热固化 |
| teda-l3 | 三乙烯二胺与乳酸复合物 | 平衡性好，广泛用于泡沫胶黏剂 |
| dmp-30 | 2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚 | 活性适中，适合喷涂系统 |
这些催化剂虽然结构各异，但都有一个共同点：它们不会在一开始就把反应推得太快，而是给胶黏剂留出足够的施工时间，等到合适的时机才发力。
三、延迟发泡催化剂在制鞋胶黏剂中的作用机制
制鞋胶黏剂一般分为两种类型：一种是用于帮面与鞋底粘接的结构胶，另一种是用于发泡鞋垫、鞋底填充的发泡胶。无论哪种，都需要控制反应速率。
以pu发泡胶为例，其基本反应如下：
nco + oh → nh-co-o-（聚氨酯）
在这个过程中，催化剂的主要作用是促进nco与oh的反应，同时也能影响水与nco的副反应（即发泡反应）：
nco + h₂o → co₂↑ + nh₂（胺类）
这一步会产生气体，形成泡沫结构。如果反应太快，气泡来不及均匀分布就会破裂，导致泡沫质量差、粘接力弱。
而延迟发泡型叔胺类催化剂的作用就是让这个过程“节奏感更强”：前期不急着起泡，等胶料铺展均匀后再慢慢膨胀，后再快速固化定型。
四、实际应用案例：从实验室到生产线
我曾经参与过一个运动鞋厂的技术升级项目。他们之前用的是普通胺类催化剂，结果每次打胶时都像打仗一样紧张，因为胶料几秒钟就开始冒泡，根本来不及涂匀。
四、实际应用案例：从实验室到生产线
我曾经参与过一个运动鞋厂的技术升级项目。他们之前用的是普通胺类催化剂，结果每次打胶时都像打仗一样紧张，因为胶料几秒钟就开始冒泡，根本来不及涂匀。
后来我们替换了teda-l3作为主催化剂，并加入少量dabco bl-17做辅助延迟。调整后的配方不仅延长了开放时间约30秒，还提升了泡沫的细腻度和粘接强度。
下面是改前后对比数据：
| 指标 | 改进前 | 改进后 |
|---|---|---|
| 开放时间（s） | 15~20 | 40~50 |
| 泡孔均匀度 | 差 | 良好 |
| 初粘力（n/cm²） | 1.8 | 2.6 |
| 固化时间（min） | 8 | 6 |
| 成品脱胶率（%） | 5.2 | 1.1 |
是不是很神奇？仅仅换了一个催化剂，整个生产流程就顺畅多了，产品质量也提升了一个档次。
五、如何选择适合自己的延迟催化剂？
选择催化剂就像找对象——没有好的，只有合适的。以下是几个关键考虑因素：
- 工艺方式：手工涂胶 vs 自动喷涂 vs 发泡机注入
- 环境温度：低温施工需要更缓释的催化剂
- 材料种类：不同基材对反应速度敏感度不同
- 成品要求：是否需要高泡、低密度还是高强度
举个例子，如果你是在南方夏天作业，建议使用热响应型催化剂如polycat sa-1，这样可以避免高温下反应失控；而北方冬季施工，则可以选择开放时间稍长的dabco bl-17。
六、产品参数一览表（供参考）
以下是一些常见延迟发泡型叔胺类催化剂的产品参数：
| 催化剂型号 | 外观 | ph值 | 活性成分含量（%） | 推荐用量（phr） | 开放时间延长时间（s） | 是否环保 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| dabco bl-17 | 浅黄色液体 | 9.5~10.5 | ≥80 | 0.1~0.3 | +20~40 | 是 |
| teda-l3 | 白色至浅黄液体 | 9.0~10.0 | ≥70 | 0.2~0.5 | +15~30 | 是 |
| polycat sa-1 | 淡黄色透明液 | 9.2~9.8 | ≥60 | 0.1~0.2 | +30~60（需加热） | 是 |
| dmp-30 | 棕色液体 | 9.0~10.0 | ≥90 | 0.1~0.3 | +10~20 | 否（含酚） |
| pc-5 | 黄色液体 | 9.5~10.5 | ≥75 | 0.1~0.2 | +20~35 | 是 |
注：phr = parts per hundred resin，即每百份树脂中的添加量。
七、环保与未来趋势
随着国家对voc排放和化学品安全性的要求越来越高，环保型催化剂成为主流方向。目前市面上很多延迟型叔胺类催化剂都已经通过reach、rohs认证，甚至有些产品已经实现了“零溶剂”、“无气味”、“可生物降解”的目标。
此外，近年来一些新型延迟催化剂也开始出现，比如微胶囊封装技术、ph响应型催化剂等，虽然成本较高，但在高端制鞋领域已经开始试用。
八、总结：催化剂虽小，责任重大
作为一名胶黏剂行业的从业者，我深知，很多时候决定产品质量的不是原材料的价格，而是那些看似不起眼的小细节。而延迟发泡型叔胺类催化剂，正是这样一个“四两拨千斤”的存在。
它不像主树脂那样显眼，也不像填料那样占体积，但它却决定了整个反应的节奏、成品的质量，甚至是工厂的效率和客户的满意度。
所以，下次当你穿上一双舒适又结实的新鞋时，不妨感谢一下这位默默无闻的“幕后英雄”——延迟发泡型叔胺类催化剂。
参考文献
为了让大家更深入了解这一领域的研究进展，我整理了一些国内外权威文献资料供大家查阅：
国内文献：
- 张伟, 李明. 聚氨酯发泡胶黏剂中延迟催化剂的应用研究[j]. 中国胶粘剂, 2021, 30(3): 22-27.
- 王强, 刘芳. 延迟型叔胺催化剂在制鞋胶黏剂中的性能评价[j]. 化工新材料, 2020, 48(8): 112-116.
- 陈志刚. 新型环保延迟催化剂的开发与应用[j]. 粘接, 2022, 43(5): 45-49.
国外文献：
- g. odian. principles of polymerization (4th ed.). wiley-interscience, 2004.
- j. k. gillham. “catalysis in polyurethane foaming.” journal of cellular plastics, 1998, 34(4): 321–338.
- m. szycher. szycher’s handbook of polyurethanes (2nd ed.). crc press, 2013.
- r. a. pearson. “delayed action catalysts for polyurethane foams.” polymer engineering & science, 2002, 42(10): 2013–2022.
这些文献涵盖了从基础理论到实际应用的多个层面，感兴趣的读者可以根据需要进一步深入阅读。
好了，今天的分享就到这里。希望这篇文章能帮你更好地了解延迟发泡型叔胺类催化剂的魅力。如果你是同行，欢迎交流指正；如果你是客户或爱好者，也欢迎留言探讨。毕竟，每一双好鞋的背后，都有一群热爱材料的人在默默努力。
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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。