聚氨酯有机铋催化剂的作用原理是什么?

搞聚氨酯的都知道,催化剂选不对,反应慢、气味大、毒性还超标! 而近几年,有机铋催化剂突然火了,号称“环保版有机锡”,到底有啥黑科技?聚氨酯有机铋催化剂的作用原理主要基于其通过配位活化路易斯酸催化机制促进异氰酸酯(-NCO)与多元醇(-OH)之间的反应。

聚氨酯有机铋催化剂的作用原理主要基于其通过配位活化路易斯酸催化机制促进异氰酸酯(-NCO)与多元醇(-OH)之间的反应,具体可分为以下几个关键步骤:

1. 路易斯酸活化异氰酸酯

  • 有机铋(如Bi(III)化合物)作为路易斯酸,其中心铋原子具有空轨道,能够与异氰酸酯(R-N=C=O)中的氮原子氧原子配位,形成配位中间体。

  • 这种配位作用极化了-NCO基团,使碳原子(C=O中的C)的正电性增强,更易受到多元醇中亲核试剂(-OH)的攻击。

2. 促进亲核加成反应

  • 多元醇的羟基(-OH)在有机铋的协同作用下,对活化的异氰酸酯碳原子发起亲核进攻,形成不稳定的四面体中间体。

  • 随后,中间体重排生成氨基甲酸酯键(-NH-CO-O-),完成链增长或交联反应。

3. 选择性催化与副反应抑制

  • 有机铋催化剂对异氰酸酯-羟基反应(凝胶反应)的催化活性较高,而对异氰酸酯-水反应(发泡反应,生成CO₂)的催化活性较低,因此特别适用于低 VOC、低气味的聚氨酯体系(如涂料、胶粘剂)。

  • 相比传统的有机锡(如DBTDL),有机铋对副反应(如缩二脲、脲基甲酸酯形成)的抑制效果更好,产物更稳定。

4. 环境友好特性

  • 有机铋催化剂(如羧酸铋、巯基铋)通常低毒,符合环保要求(如REACH法规),可替代有毒的铅、汞类催化剂。

  • 在高温下仍能保持较高催化效率,适用于需要快速固化的体系。

  • 聚氨酯有机铋催化剂的作用原理是什么?

  • 广州优润产品:

  • 1、聚氨酯环保有机铋催化剂 BCAT-E25A:

  • ⚫ 安全环保,某些应用中可取代有机铅、汞、锡;

  • ⚫ 相比 T9 有更好的耐水解稳定性,但在含水配方中仍会水解失效,耐水解催化剂请选择 AUCAT 系列。

  • ⚫ 促进 NCO/OH 反应, 在油性或水性聚氨酯中, 一定程度上可减少水与 NCO 基的副反应,减少 CO2 的生成,但降低

  • ⚫ 异氰酸酯与水反应的选择性不如 CUCAT-HA/HAA/PD 等;

  • ⚫ 配伍性好,可单独使用,也可与其它有机金属化合物配合使用。

  • 2、聚氨酯环保有机铋催化剂 BCAT-20:

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  • ⚫ 安全环保,某些应用中可取代有机铅、汞、锡;

  • ⚫ 促进 NCO/OH 反应, 在油性或水性聚氨酯中, 一定程度上可减少水与 NCO 基的副反应,减少 CO2 的生成;

  • ⚫ 配伍性好,可单独使用,也可与其它有机金属化合物配合使用;

  • ⚫ 不含溶剂,不属于 VOC 物质

  • 典型应用

  • 高固含涂料:减少气泡,提高涂层致密性。

  • 医用聚氨酯:避免锡催化剂的生物毒性风险。

  • 汽车内饰胶粘剂:低气味,符合VOC标准。

总结: 要高效又要环保?有机铋可能就是你的“天选催化剂”!

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