催化剂是制取聚氨酯泡沫的聚合反应及发气反应的加速剂。叔胺类催化剂及锡催化剂是两类最主要的催化剂。
胺类催化剂主要催化发反应,并对聚合反应有一定作用,锡催化剂主要催化聚合反应,并对发气反应有一定作用。由于它们各自主要催化不同的两种反应,因此只要适当整这两类催化剂的使用量,就可控制发泡过程中发气和聚合反应的平衡,生产出品质优良的合格泡沫产品。
就两个反应的相对反应速度而言,如果聚合发硬速度过快,气泡膜壁强度过高,气体法法冲破气泡膜壁,就会形成闭孔结构:如果聚合速度过慢,气泡膜壁及筋架的强度不足以对抗气泡的膨胀力,泡沫体就会被撕裂,而形成裂纹,只有两个反应速度配合平衡,当发泡气体而出时,气泡体适度下沉(回落)而具有良好的开孔结构。良好的开孔是泡沫塑料取得优物理机械性能的基本保证。
三乙烯二胺(包括它的33%浓度的二丙二醇或丙二醇溶液)、A-1、DMEA及辛酸亚锡是目前使用最为普遍的催化剂。
在大多数情况下,胺催化剂用来调整在一定温度条件下的乳白及起发时间,锡催化剂用来调整泡沫的开孔情况(开裂、开孔或闭孔)。单独使用三乙二胺,由于它还具有比较强的催化聚合反应的能力,因此,适宜的辛酸亚锡可调范围及比较窄,而如果采用三乙二胺--BDMAEE复合胺催化剂体系,则可扩大辛酸亚锡使用量的可调范围,增加配方的工艺宽容度,这在工艺条件变化比较大的情况下显得尤为必要。
辛酸亚锡和容易水解,潮湿空气及作为稀释溶剂的聚醚多元醇中的微量水,都足以使其水解变质失去催化活性。采用新鲜配制的溶液,贮罐加盖及用干燥氮气保护,可增加辛酸亚锡溶液的稳定性。
胺多:泡沫制品出现劈裂,泡沫中有孔或泡眼
胺少:泡沫出现收缩、闭孔,发出的泡沫制品底厚。
锡多:胶化快,粘度增加,回弹性差,透气性差,造成闭孔现象。若适量增加其使用量可获得松弛的良好开孔泡沫塑料,进一步增加使用量使泡沫逐渐变得紧密,以致收缩、闭孔。
锡少:凝胶不足,发泡过程造成劈裂。边缘或顶部有开裂,并有脱坯、毛边现象。 降低胺或增大锡都能够在气体大量出现时增大聚合物气泡膜壁强度,从而降低中空或开裂现象。