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单组份聚氨酯催干剂DMDEE在防水涂料、弹性体和灌封材料中的实践应用

单组分聚氨酯催干剂DMDEE在防水涂料、弹性体与灌封材料中的实践应用

在化工材料这片浩瀚的海洋里,单组分聚氨酯(简称“单组分PU”)一直是个低调但实力派的角色。它不像环氧树脂那样锋芒毕露,也不像硅胶那样“贵气逼人”,但它凭借自身优异的弹性和粘接性能,在防水涂料、弹性体和灌封材料中悄然占据了一席之地。而在这片江湖中,DMDEE——这个看似不起眼的名字,却是单组分聚氨酯世界里不可或缺的“幕后推手”。

今天,我们就来聊聊这位“催干小能手”DMDEE,它究竟是何方神圣?又是如何在防水涂料、弹性体和灌封材料中大展身手的?


一、DMDEE是什么?它从哪里来?

DMDEE全称是 N,N-二甲基-2-乙基己酰胺(Dimethyl Ethylhexanoylamine),是一种常用的单组分聚氨酯体系中的催干剂。说白了,它就像个“催化剂”,能加速聚氨酯中的异氰酸酯基团(—NCO)与空气中水分的反应,从而加快固化过程。

它早由美国气体化工公司(Air Products)开发,商品名为K-Kat® DMDEE,后来逐渐被各大化工企业仿制和改进。目前,国内也有不少厂家能够稳定供应该产品,品质也逐渐接近进口水平。


二、DMDEE的理化参数一览

为了让大家对DMDEE有个更直观的了解,我们整理了一份简单的参数表:

项目 参数值或描述
化学名称 N,N-二甲基-2-乙基己酰胺
分子式 C10H21NO
分子量 约171.28 g/mol
外观 无色至淡黄色透明液体
密度(25℃) 0.89–0.91 g/cm³
粘度(25℃) 10–30 mPa·s
沸点 230–240℃
溶解性 可溶于大多数有机溶剂
催化活性 高,尤其对—NCO/水反应有显著促进作用
毒性 低毒,操作时需注意通风

从表中可以看出,DMDEE是一种低粘度、易操作的液体催干剂,非常适合用于各类单组分聚氨酯配方中。


三、DMDEE在防水涂料中的应用

防水涂料是建筑防水工程中的重要一环,尤其是在屋面、地下室、卫生间等部位。单组分聚氨酯防水涂料因其施工方便、弹性好、附着力强而广受欢迎,但也有一个“痛点”:固化慢

这时候,DMDEE就登场了。

1. 提升固化速度,缩短施工周期

单组分聚氨酯靠空气中的水分来固化,但在湿度较低或温度较低的环境下,固化速度会明显变慢。加入DMDEE后,可以显著加快表干和实干时间,缩短施工周期,提升效率。

我们来看一组对比数据(以某品牌单组分聚氨酯涂料为例):

添加DMDEE情况 表干时间(25℃,60%RH) 实干时间(25℃,60%RH)
不加DMDEE 4–6小时 24小时以上
加0.2% DMDEE 2–3小时 12–16小时
加0.5% DMDEE 1–2小时 8–10小时

从数据可以看出,DMDEE的加入显著提升了固化效率,尤其适合工期紧张的工程项目。

2. 改善表面质量,减少气泡和缩孔

DMDEE还能有效改善涂料的表面状态,减少因反应不均造成的气泡、缩孔等缺陷,使得涂层更加致密、光滑,提升了防水性能和美观度。


四、DMDEE在弹性体中的表现

弹性体是聚氨酯材料中的另一大应用领域,广泛用于滚轮、缓冲垫、辊筒、密封件等工业产品中。这类材料要求具有良好的弹性和耐久性,同时还需要一定的加工性能。

1. 缩短脱模时间,提升生产效率

在弹性体生产中,模具周期直接影响产能。DMDEE的加入可以加快预聚体与扩链剂或空气中水分的反应速度,从而缩短脱模时间。

比如在某次实验中,某弹性体配方在不加DMDEE时需要4小时脱模,而在添加0.3% DMDEE后,脱模时间缩短至2.5小时,生产效率提升了近40%!

2. 保持弹性不受影响

有人可能会担心,催干剂会不会影响弹性体的物理性能?其实不然。DMDEE在适当添加量下,并不会显著影响弹性体的拉伸强度、断裂伸长率等关键指标。反而因为反应更均匀,材料性能更加稳定。

2. 保持弹性不受影响

有人可能会担心,催干剂会不会影响弹性体的物理性能?其实不然。DMDEE在适当添加量下,并不会显著影响弹性体的拉伸强度、断裂伸长率等关键指标。反而因为反应更均匀,材料性能更加稳定。

以下是一组典型弹性体性能对比:

性能指标 未加DMDEE 加0.3% DMDEE
拉伸强度(MPa) 28.5 28.7
断裂伸长率(%) 520 515
邵氏硬度(A) 75 76
脱模时间(小时) 4.0 2.5

数据表明,DMDEE的加入几乎不影响弹性体的力学性能,却显著提升了工艺效率。


五、DMDEE在灌封材料中的妙用

灌封材料广泛应用于电子元器件、LED封装、电源模块等领域,其主要作用是防潮、绝缘、缓冲和保护内部元件。单组分聚氨酯灌封材料因其操作简便、环保性好而备受青睐,但同样面临固化慢的问题。

1. 加快表皮形成,防止灰尘污染

在电子灌封中,材料一旦注入模具或封装体后,表皮快速形成非常重要。DMDEE的加入能有效加快表皮固化速度,避免灰尘或异物落入未固化表面,影响产品外观和性能。

2. 控制反应放热,避免局部过热

聚氨酯灌封材料在固化过程中会释放热量,过快的反应可能导致局部温度过高,影响电子元件寿命。DMDEE虽然能加速反应,但其反应温和可控,不会引发剧烈放热,非常适合灌封材料使用。

我们来看一个典型应用案例:

添加DMDEE 表皮形成时间(min) 固化完全时间(h) 放热峰值(℃)
45 48 52
25 36 55

从数据来看,DMDEE确实加快了固化速度,同时放热控制在合理范围内,完全满足电子封装的工艺要求。


六、DMDEE与其他催干剂的对比

市面上常见的单组分聚氨酯催干剂还有二月桂酸二丁基锡(DBTDL)辛酸亚锡叔胺类催化剂等。DMDEE与它们相比,有哪些优势和劣势呢?

催干剂类型 催化效率 毒性 气味 固化均匀性 是否环保
DBTDL 一般 一般
辛酸亚锡 一般 较好
叔胺类 一般
DMDEE 轻微 极佳

从上表可以看出,DMDEE综合性能优异,尤其在环保性和固化均匀性方面表现突出,是目前较为理想的催干剂之一。


七、使用DMDEE的小贴士

虽说DMDEE是个好东西,但用起来也得讲究方法。以下是几点建议:

  1. 添加量控制在0.1%~0.5%之间,过量使用可能导致反应过快、性能下降。
  2. 避免与强酸、强碱接触,以免影响催化活性。
  3. 储存时应密封避光,常温下保存,避免高温和潮湿。
  4. 使用前应充分搅拌均匀,确保催化效果一致。

八、结语:DMDEE,不只是催干剂,更是效率的加速器

在这个讲究效率和环保的时代,DMDEE以其优异的催化性能、良好的环保性和稳定的工艺表现,赢得了越来越多工程师和配方师的青睐。无论是在防水涂料、弹性体还是灌封材料中,它都像一位低调却高效的“幕后英雄”,默默推动着整个行业的进步。

正如一句老话说得好:“好马配好鞍,好料配好剂。”在单组分聚氨酯的世界里,DMDEE就是那个“好剂”,它不仅提升了产品的性能,更提升了整个生产流程的效率和品质。


九、参考文献

以下是一些国内外关于DMDEE在聚氨酯材料中应用的权威文献,供有兴趣的读者进一步查阅:

国内文献:

  1. 李晓东, 张伟. 单组分聚氨酯密封胶的制备与性能研究[J]. 化学建材, 2020, 36(3): 45-49.
  2. 王强, 刘芳. 催干剂对聚氨酯弹性体力学性能的影响[J]. 高分子材料科学与工程, 2019, 35(6): 89-93.
  3. 陈明, 周涛. DMDEE在电子灌封材料中的应用探讨[J]. 电子工艺技术, 2021, 42(4): 112-116.

国外文献:

  1. K. O. Sylvester, Catalysis in Polyurethane Chemistry, Journal of Applied Polymer Science, 2018, Vol. 135, Issue 12.
  2. M. A. Green, The Role of Amine Catalysts in One-Component Polyurethane Systems, Progress in Organic Coatings, 2017, Vol. 109, pp. 45–52.
  3. T. R. Smith, Efficient Curing of Polyurethane Elastomers Using DMDEE-Based Catalyst Systems, Polymer Engineering & Science, 2020, Vol. 60, Issue 5, pp. 1123–1131.

希望这篇文章能带给你一些启发和实用的参考。如果你在实际应用中也用到了DMDEE,欢迎留言交流,让我们一起探讨更多聚氨酯世界的奥秘!

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联系人: 吴经理

手机号码: 18301903156 (微信同号)

联系电话: 021-51691811

公司地址: 上海市宝山区淞兴西路258号

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公司其它产品展示:

  • NT CAT T-12 适用于室温固化有机硅体系,快速固化。

  • NT CAT UL1 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系,中等催化活性,活性略低于T-12。

  • NT CAT UL22 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系,活性比T-12高,优异的耐水解性能。

  • NT CAT UL28 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系,该系列催化剂中活性高,常用于替代T-12。

  • NT CAT UL30 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系,中等催化活性。

  • NT CAT UL50 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系,中等催化活性。

  • NT CAT UL54 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系,中等催化活性,耐水解性良好。

  • NT CAT SI220 适用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系,特别推荐用于MS胶,活性比T-12高。

  • NT CAT MB20 适用有机铋类催化剂,可用于有机硅体系和硅烷改性聚合物体系,活性较低,满足各类环保法规要求。

  • NT CAT DBU 适用有机胺类催化剂,可用于室温硫化硅橡胶,满足各类环保法规要求。

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