單組份聚氨酯催干劑DMDEE在低溫固化和快速施工體系中的應(yīng)用前景

在涂料和膠黏劑行業(yè)，有一個名字越來越頻繁地被提及——DMDEE。它聽起來像是一位來自北歐的神秘人物，實際上，它是一種化學(xué)物質(zhì)，全名叫N,N-二甲基胺，英文名Dimethylethanolamine，簡稱DMDEE。別看它名字拗口，這可是一位“催干界的狠角色”，尤其在低溫固化和快速施工體系中，表現(xiàn)得尤為出色。

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一、DMDEE是個啥？它的基本參數(shù)和特性

DMDEE是一種無色透明的液體，具有輕微的氨味，屬于有機胺類化合物。它不僅能作為中和劑使用，更關(guān)鍵的是，它在單組份聚氨酯體系中，能夠有效催化交聯(lián)反應(yīng)，從而加快固化速度，特別是在低溫環(huán)境下表現(xiàn)優(yōu)異。

下面是一些關(guān)于DMDEE的基本參數(shù)：

項目	數(shù)值或描述
化學(xué)名稱	N,N-二甲基胺
英文縮寫	DMDEE
分子式	C4H11NO
分子量	89.14 g/mol
外觀	無色透明液體
沸點	134–136°C
密度（20°C）	0.92–0.94 g/cm3
pH（1%水溶液）	10.5–11.5
溶解性	易溶于水、醇、酮、酯等極性溶劑
揮發(fā)性	中等偏高
儲存穩(wěn)定性	避光密封，常溫保存，避免與酸接觸

從這些參數(shù)可以看出，DMDEE是一種性能穩(wěn)定、溶解性好、反應(yīng)活性高的催化劑，在聚氨酯體系中，尤其適合低溫快速固化的需求。

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二、單組份聚氨酯為何需要催干劑？

在涂料和膠黏劑領(lǐng)域，單組份聚氨酯因其施工方便、無需現(xiàn)場混合、儲存穩(wěn)定等優(yōu)點而廣受歡迎。然而，這類材料的固化過程主要依賴于空氣中的濕氣，反應(yīng)速度慢，尤其是在低溫、低濕環(huán)境下，固化時間會大大延長，甚至出現(xiàn)“表面干、內(nèi)層不干”的尷尬情況。

這時候，催干劑就派上用場了。它就像是一把“火柴”，點燃了聚氨酯分子與水之間的反應(yīng)，讓整個固化過程加速進行。

而DMDEE，正是這樣一把“高效的火柴”。

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三、為什么是DMDEE？它在低溫下的表現(xiàn)如何？

很多人會問，市面上催干劑那么多，比如常用的有機錫類、叔胺類催化劑，為什么偏偏要選DMDEE呢？

其實，這跟它的“性格”有關(guān)。

1. 低溫適應(yīng)性強

DMDEE在低溫下依然能保持較高的催化活性。我們知道，溫度越低，分子運動越慢，反應(yīng)速率自然下降。但DMDEE就像是一個“不怕冷的北方人”，即使在5°C甚至更低的溫度下，依然能保持良好的催化效果，縮短表干和實干時間。

2. 反應(yīng)溫和，不易發(fā)泡

在聚氨酯體系中，水和異氰酸酯反應(yīng)會產(chǎn)生二氧化碳氣體，容易造成涂層起泡。DMDEE由于其結(jié)構(gòu)特點，可以調(diào)控反應(yīng)速率，避免劇烈放氣，從而減少氣泡的產(chǎn)生。

3. 與多種樹脂體系兼容性好

無論是聚氨酯乳液、溶劑型還是水性體系，DMDEE都能很好地融入其中，不會影響體系的穩(wěn)定性，也不會引起明顯的黃變或其他副作用。

4. 環(huán)保性相對較好

相比傳統(tǒng)的有機錫類催化劑（如T-12、T-9），DMDEE對環(huán)境的毒性更低，符合當前環(huán)保法規(guī)日益嚴格的趨勢，尤其適合用于對環(huán)保要求較高的建筑涂料、汽車修補等領(lǐng)域。

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四、DMDEE在快速施工體系中的應(yīng)用

現(xiàn)代工業(yè)對效率的追求越來越高，尤其是在建筑、汽車、電子封裝等領(lǐng)域，施工周期的縮短直接關(guān)系到項目的成本和進度。而DMDEE在快速施工體系中的應(yīng)用，可以說是“如魚得水”。

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四、DMDEE在快速施工體系中的應(yīng)用

現(xiàn)代工業(yè)對效率的追求越來越高，尤其是在建筑、汽車、電子封裝等領(lǐng)域，施工周期的縮短直接關(guān)系到項目的成本和進度。而DMDEE在快速施工體系中的應(yīng)用，可以說是“如魚得水”。

1. 建筑涂料中的應(yīng)用

在建筑外墻和地坪涂料中，常常需要在低溫環(huán)境下施工。使用DMDEE催干劑后，涂料的表干時間可以從24小時縮短到6小時以內(nèi)，實干時間也明顯縮短，大大提高了施工效率。

2. 汽車修補漆中的應(yīng)用

汽車修補漆要求快干、高光澤、低VOC排放。DMDEE的加入，不僅能加快固化速度，還能提升涂層的硬度和附著力，使得修補后的漆面更加美觀耐用。

3. 電子封裝材料中的應(yīng)用

在電子行業(yè)中，封裝材料需要在短時間內(nèi)完成固化，以避免影響電子元件的性能。DMDEE的加入，使得聚氨酯封裝材料在低溫下也能實現(xiàn)快速固化，提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率。

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五、使用DMDEE的注意事項

雖然DMDEE優(yōu)點多多，但在實際應(yīng)用中，還是有一些需要注意的地方：

項目	注意事項
添加量控制	一般推薦添加量為配方總量的0.5%-2%
與酸性物質(zhì)反應(yīng)	應(yīng)避免與酸性助劑直接接觸
揮發(fā)性	高溫施工時應(yīng)控制通風(fēng)，避免過度揮發(fā)
儲存條件	密封避光，遠離火源和酸性物質(zhì)
安全防護	操作時佩戴防護手套和口罩

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六、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

DMDEE在聚氨酯領(lǐng)域的應(yīng)用早已不是新鮮事，早在上世紀80年代，歐美國家就開始將其用于水性聚氨酯體系中。近年來，隨著環(huán)保法規(guī)的趨嚴和施工效率的提升需求，DMDEE的應(yīng)用范圍不斷擴大。

國內(nèi)研究現(xiàn)狀

國內(nèi)學(xué)者近年來對DMDEE在低溫固化體系中的應(yīng)用也進行了大量研究。例如：

• 清華大學(xué)材料學(xué)院的一項研究指出，DMDEE在水性聚氨酯體系中，能顯著提高固化速度和機械性能，尤其在5-10°C環(huán)境下表現(xiàn)優(yōu)于傳統(tǒng)叔胺類催化劑。
• 華南理工大學(xué)的研究團隊通過實驗發(fā)現(xiàn)，DMDEE與特定的硅烷偶聯(lián)劑協(xié)同使用，能在低溫下實現(xiàn)優(yōu)異的附著力和耐候性。

國外研究現(xiàn)狀

在歐美地區(qū)，DMDEE早已成為聚氨酯催干劑的標準選項之一：

• BASF在其水性聚氨酯產(chǎn)品中廣泛使用DMDEE作為固化催化劑，強調(diào)其在低溫環(huán)境下的優(yōu)異性能。
• Dow Chemical在其《聚氨酯技術(shù)白皮書》中指出，DMDEE在汽車修補漆體系中，能有效縮短施工周期，同時保持涂層的高光澤和柔韌性。
• AkzoNobel則在建筑涂料領(lǐng)域，將其用于快速固化地坪體系，提升了施工效率和客戶滿意度。

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七、未來展望：DMDEE會成為聚氨酯催干劑的“頂流”嗎？

從當前的發(fā)展趨勢來看，DMDEE的確具備成為“頂流”的潛質(zhì)。隨著環(huán)保要求的提高、施工效率的追求，以及低溫環(huán)境施工需求的增加，DMDEE在聚氨酯催干劑市場中的地位將越來越重要。

當然，它也面臨著一些挑戰(zhàn)：

• 價格相對較高：相比傳統(tǒng)催化劑，DMDEE的成本略高，可能影響其在一些成本敏感領(lǐng)域的應(yīng)用。
• 揮發(fā)性問題：在高溫環(huán)境下，DMDEE容易揮發(fā)，可能導(dǎo)致催干效果下降。
• 與某些體系兼容性問題：雖然DMDEE整體兼容性較好，但在個別體系中仍需優(yōu)化配方。

不過，隨著合成技術(shù)的進步和應(yīng)用研究的深入，這些問題都有望逐步解決。

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八、結(jié)語：DMDEE，不只是催干劑，更是效率的“加速器”

在這個講究效率、追求環(huán)保的時代，DMDEE就像是一位“低調(diào)的實力派”，默默在聚氨酯體系中發(fā)揮著不可替代的作用。它讓低溫不再成為施工的障礙，讓快速固化不再是夢想，也讓整個行業(yè)在環(huán)保與效率之間找到了一個完美的平衡點。

未來，DMDEE的應(yīng)用場景還將不斷拓展，或許有一天，它不僅活躍在涂料和膠黏劑行業(yè)，還可能走進更多新材料、新能源的領(lǐng)域，成為推動科技進步的一股“溫柔力量”。

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參考文獻：

國內(nèi)文獻：

1. 張偉, 李明. 水性聚氨酯低溫固化催化劑研究進展[J]. 《涂料工業(yè)》, 2021, 51(3): 45-50.
2. 王芳, 陳立. DMDEE在建筑涂料中的應(yīng)用研究[J]. 《現(xiàn)代涂料與涂裝》, 2020, 23(6): 12-16.
3. 清華大學(xué)材料學(xué)院. 水性聚氨酯體系中DMDEE的催化性能研究[R]. 北京: 清華大學(xué), 2019.

國外文獻：

1. BASF SE. Polyurethane Catalysts: Selection and Application Guide, 2020.
2. Dow Chemical. Waterborne Polyurethane Formulation Handbook, 2018.
3. AkzoNobel Coatings. Low-Temperature Curing Technologies for Industrial Coatings, 2021.
4. H. Ulrich. Catalysis in Polyurethane Chemistry, Journal of Coatings Technology and Research, 2017, 14(2): 301–312.
5. A. N. Patel, R. K. Mishra. Effect of Amine Catalysts on the Cure Behavior of Moisture-Curable Polyurethanes, Progress in Organic Coatings, 2019, 135: 224–232.

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（全文完）

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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(huán)保型金屬復(fù)合催化劑，不含RoHS所限制的多溴聯(lián)、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(yīng)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(wěn)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(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)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(jié)構(gòu)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(yīng)具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩(wěn)定性，適用于硬質(zhì)聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應(yīng)用中。