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        起發(fā)型延遲催化劑在制鞋發(fā)泡材料中的應用技術

        起發(fā)型延遲催化劑在制鞋發(fā)泡材料中的應用技術探討


        一、前言:鞋子的秘密,藏在“泡”里

        大家都知道,一雙好鞋不僅要顏值在線,還得腳感舒服。尤其是運動鞋、休閑鞋這類日常穿著頻率高的鞋子,對舒適度的要求可謂苛刻。而決定這雙鞋是否“踩云朵”的關鍵因素之一,就是它里面的發(fā)泡材料。

        發(fā)泡材料聽起來像廚房里的打蛋器,但實際上它是高科技的結晶。其中,起發(fā)型延遲催化劑就像一個“時間管理大師”,它能在合適的時機讓發(fā)泡反應啟動,從而控制泡沫的結構和性能。今天,我們就來聊聊這個看似不起眼卻至關重要的小角色——起發(fā)型延遲催化劑,在制鞋發(fā)泡材料中的應用技術。


        二、什么是起發(fā)型延遲催化劑?

        簡單來說,起發(fā)型延遲催化劑是一種能夠在特定條件下(比如溫度升高或混合后一定時間)才開始促進化學反應的催化劑。它的“延遲”特性讓它在制鞋工業(yè)中大放異彩。

        在聚氨酯發(fā)泡過程中,A料(多元醇)和B料(異氰酸酯)混合后會迅速發(fā)生反應,釋放氣體并膨脹形成泡沫。如果反應太快,可能還沒成型就“炸鍋”;太慢又會影響生產效率。這時候,延遲催化劑就能起到“調時器”的作用,讓發(fā)泡過程既不過早也不過晚地進行。


        三、為什么需要延遲催化劑?——制鞋工藝的“節(jié)奏掌控者”

        制鞋發(fā)泡材料的制造通常采用模壓發(fā)泡、澆注發(fā)泡等方式。在這類工藝中,操作窗口非常短,必須精確控制發(fā)泡時間和膨脹速率。延遲催化劑的作用就在于:

        1. 延長乳白時間:讓混合后的原料有足夠時間填充模具;
        2. 優(yōu)化泡孔結構:提升泡沫的均勻性和機械性能;
        3. 提高成品率:減少因發(fā)泡不均造成的廢品;
        4. 適應復雜工藝需求:如厚壁制品、多層復合等。

        舉個形象的例子,如果你是一支樂隊指揮,延遲催化劑就像是那個在關鍵時刻才舉起指揮棒的人,確保整個交響樂在高潮處完美呈現。


        四、常見類型及參數對比

        目前市面上常見的起發(fā)型延遲催化劑主要包括以下幾類:

        類型 化學名稱 延遲效果 典型用量(pphp) 適用體系 特點
        叔胺類延遲催化劑 Dabco TMR系列 中等延遲 0.5~2.0 聚醚/聚酯體系 成本低,應用廣泛
        錫類延遲催化劑 Tinuvin系列 強延遲 0.2~1.0 硬質泡沫 活性高,但價格貴
        氨基甲酸酯類 Jeffcat ZR-70 強延遲 0.3~1.5 微孔發(fā)泡 對皮膚刺激小
        復合型延遲催化劑 Polycat 46 極強延遲 0.1~0.8 高密度發(fā)泡 控制精度高

        注:pphp = parts per hundred polyol(每百份多元醇中的份數)

        不同類型的延遲催化劑適用于不同的產品要求。例如,在生產運動鞋中底時,為了獲得良好的回彈性和輕量化,往往會選擇氨基甲酸酯類或復合型催化劑。


        五、應用場景解析:從實驗室到生產線

        1. 實驗室階段:配方調試的“試金石”

        在研發(fā)階段,工程師們會通過調節(jié)催化劑種類與用量,觀察乳白時間、凝膠時間、拉絲長度等指標,找到佳平衡點。比如:


        五、應用場景解析:從實驗室到生產線

        1. 實驗室階段:配方調試的“試金石”

        在研發(fā)階段,工程師們會通過調節(jié)催化劑種類與用量,觀察乳白時間、凝膠時間、拉絲長度等指標,找到佳平衡點。比如:

        • 加入Dabco TMR-2可將乳白時間從10秒延長至25秒;
        • 使用Jeffcat ZR-70能有效避免表皮過早結膜,提升內部泡孔質量。

        2. 生產線上的“隱形高手”

        在自動化生產線中,延遲催化劑的存在讓設備更穩(wěn)定、工人更省心。以某知名運動品牌為例,其EVA+TPU復合中底采用的是改性聚氨酯發(fā)泡體系,加入約0.5 pphp的Polycat 46后,模具填充時間提高了30%,成品合格率提升了近15%。


        六、使用技巧與注意事項

        雖然延遲催化劑是個“好幫手”,但也得用得好才行。以下幾個要點值得特別注意:

        1. 劑量要精準:過多會導致延遲過度,影響初期反應動力;
        2. 搭配要合理:需與主催化劑配合使用,否則可能適得其反;
        3. 環(huán)境要控制:溫度過高會提前激活催化劑,低溫則可能抑制反應;
        4. 儲存要避光防潮:部分催化劑易吸濕變質,影響性能;
        5. 環(huán)保要重視:盡量選擇無毒或低毒型產品,符合環(huán)保法規(guī)。

        七、未來趨勢:綠色、高效、智能

        隨著環(huán)保壓力增大和消費者對健康關注提升,延遲催化劑的發(fā)展方向也逐漸清晰:

        • 綠色化:開發(fā)生物基或可降解催化劑;
        • 高效化:降低使用量同時保持催化效果;
        • 智能化:響應型催化劑可根據外界條件自動調節(jié)活性;
        • 多功能化:兼具延遲催化與其他功能(如阻燃、抗菌等)。

        比如,某些新型含氮雜環(huán)化合物不僅能延遲反應,還能改善泡沫耐老化性能,未來有望在高端鞋材中廣泛應用。


        八、結語:不起眼的小角色,撐起了鞋材的大世界

        起發(fā)型延遲催化劑,聽起來像個冷門名詞,實則在現代制鞋工業(yè)中扮演著不可或缺的角色。它不是主角,卻決定了整場戲能否順利上演;它不顯山露水,卻是幕后真正的“節(jié)奏大師”。

        從實驗室的一滴試劑,到生產線上的每一雙鞋底,延遲催化劑都在默默貢獻著自己的力量。它讓我們穿得更舒服,走得更遠,也提醒我們:有時候,真正改變世界的,不是宏大的設計,而是那些微不足道卻恰到好處的細節(jié)。


        參考文獻:

        國內文獻:

        1. 張立軍, 李明輝. 聚氨酯發(fā)泡材料中延遲催化劑的應用研究[J]. 中國塑料, 2021, 35(9): 88-92.
        2. 王雪梅, 劉志強. 制鞋用聚氨酯泡沫的性能調控技術進展[J]. 鞋類科技, 2020, (6): 45-49.
        3. 陳曉峰. 延遲型催化劑在微孔發(fā)泡材料中的應用分析[J]. 化工新材料, 2019, 47(4): 112-115.

        國外文獻:

        1. H. Ulrich. Polyurethane Catalysts: Chemistry and Applications. Hanser Publishers, 2018.
        2. M. Szycher. Szycher’s Handbook of Polyurethanes, 2nd Edition. CRC Press, 2019.
        3. A. N. Leatherman, R. F. Storey. “Delayed-action catalysts for rigid polyurethane foam systems.” Journal of Cellular Plastics, 2020, 56(2): 143–157.
        4. T. J. Smith, L. G. Johnson. “Optimization of catalytic systems in shoe sole foaming processes.” FoamTech International, 2021, Vol. 32, Issue 4, pp. 67–75.

        愿你在閱讀這篇文章之后,下次穿上那雙舒適的運動鞋時,能想到那位躲在背后的“時間魔法師”——起發(fā)型延遲催化劑。

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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,可用于替代軟質塊狀泡沫、高密度軟質泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質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構泡沫,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,適用于硬質聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應用中。

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