雙嗎啉基二乙基醚在冰箱、冷柜發泡中的工業化應用

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一、引子：從一塊泡沫說起

小時候，誰沒在家里翻過冰箱門上的冰塊？或者打開冷柜找根雪糕吃？但你有沒有想過，這些“鐵皮盒子”為什么能保溫那么好？其實，這背后有一樣非常關鍵的材料——聚氨酯硬質泡沫。而在這類泡沫中，有一種添加劑雖然不起眼，卻起著舉足輕重的作用，它就是我們今天的主角：雙嗎啉基二乙基醚（DMDEE）。

別看名字拗口，它可是工業界公認的“催化劑明星”，尤其在冰箱、冷柜等制冷設備的發泡工藝中，幾乎可以說是不可或缺的一員大將。

今天我們就來聊聊，這個聽起來有點學術氣的名字，是怎么在工業生產中大放異彩的，特別是在冰箱和冷柜的發泡過程中，它到底扮演了什么角色？又有哪些性能參數值得關注？

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二、DMDEE是個啥？先來個自我介紹

雙嗎啉基二乙基醚，英文名是 Dimorpholinodiethylether，簡稱 DMDEE。聽這個名字就知道它結構里有兩個嗎啉環，中間由兩個乙基連接起來。化學結構如下：

HOCH?CH?N(CH?CH?O)?CH?CH?OH（簡化理解）

它是一種無色至淡黃色透明液體，具有輕微的胺味，溶于水，也能與多種有機溶劑混溶。它的主要用途之一就是作為聚氨酯發泡反應的催化劑，尤其是在聚氨酯硬泡體系中表現優異。

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三、聚氨酯發泡過程簡述：催化劑的舞臺

要理解DMDEE的重要性，就得先了解聚氨酯發泡的基本原理。

聚氨酯是由多元醇（Polyol）和多異氰酸酯（如MDI或TDI）反應生成的一類高分子材料。發泡過程分為兩個主要反應：

1. 凝膠反應（Gelling Reaction）：多元醇與異氰酸酯反應形成氨基甲酸酯鍵，使體系逐漸固化。
2. 發泡反應（Blowing Reaction）：水與異氰酸酯反應生成二氧化碳氣體，產生氣泡，使材料膨脹。

這兩個反應需要合適的催化劑來協調進行，否則要么泡沫太軟，要么太脆；要么發不起來，要么塌陷。

這時候，DMDEE就登場了。它屬于一種叔胺類延遲型催化劑，主要用于調節發泡反應的速度，尤其是對發泡反應有較強的促進作用，而對凝膠反應影響較小。這種“延遲效應”對于冰箱、冷柜這類連續生產線來說尤為重要。

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四、DMDEE在冰箱、冷柜發泡中的實際應用

1. 工藝要求決定催化劑選擇

冰箱、冷柜的聚氨酯發泡通常采用高壓發泡機注入成型工藝，即通過高壓混合黑白料（A/B組分），快速注入模具后發泡成型。

由于生產線速度較快，必須保證發泡時間精確控制。如果發泡太快，泡沫還沒充滿模具就固化，容易出現空洞；發泡太慢，則可能導致泡沫塌陷或密度不均。

這就要求催化劑具備以下特點：

• 延遲性強
• 發泡催化效果明顯
• 對溫度敏感度適中
• 兼容性好，不與其他助劑沖突

而DMDEE正好滿足這些條件，成為眾多廠家的首選。

• 延遲性強
• 發泡催化效果明顯
• 對溫度敏感度適中
• 兼容性好，不與其他助劑沖突

而DMDEE正好滿足這些條件，成為眾多廠家的首選。

2. 實際使用中的配方建議（僅供參考）

成分	功能	推薦用量（pbw）
多元醇組分（Polyol）	樹脂基礎	100
異氰酸酯（MDI/粗MDI）	反應官能團	130~150
水	發泡劑（產CO?）	3~5
硅酮表面活性劑	泡孔穩定劑	1.5~2.5
三乙烯二胺（TEDA）	凝膠催化劑	0.3~0.5
DMDEE	發泡延遲催化劑	0.5~1.5
阻燃劑（可選）	提高阻燃性能	5~15

在這個配方中，DMDEE的主要作用是延緩發泡反應的啟動時間，使得混合物料能夠充分流入模具后再開始膨脹，從而提高成品質量。

3. 使用效果對比分析

為了更直觀地說明DMDEE的效果，我們可以做一個簡單的對比實驗：

添加劑	發泡時間（s）	凝膠時間（s）	泡沫密度（kg/m3）	表面光滑度	缺陷情況
無DMDEE	80	90	36	一般	有局部塌陷
TEDA單獨使用	70	80	38	一般	微小氣泡不均
TEDA+DMDEE	90	105	34	良好	無缺陷
TEDA+DMDEE+輔助催化劑	100	115	32	極佳	完美填充

從上表可以看出，加入DMDEE之后，不僅延長了發泡時間，還改善了泡沫的均勻性和整體質量。

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五、DMDEE的產品參數一覽

既然這么重要，那我們來看看市面上常見的DMDEE產品的基本參數：

參數名稱	數值范圍	測試方法
外觀	無色至淡黃色透明液體	目視法
密度（20℃）	1.10~1.15 g/cm3	比重計
pH值（1%水溶液）	9.5~10.5	pH計
粘度（25℃）	50~100 mPa·s	旋轉粘度計
含量	≥98%	HPLC或滴定法
沸點	260~270 ℃	蒸餾法
溶解性	易溶于水、醇類、酮類	溶解試驗
閃點	>100 ℃	開杯法

這些參數在實際采購和使用過程中非常重要，特別是含量和pH值，直接影響到其催化效率和穩定性。

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六、DMDEE的優勢與挑戰

優勢：

• 延遲效果明顯：適合連續生產線；
• 環保性較好：相比傳統錫類催化劑，DMDEE毒性低；
• 兼容性強：可與其他胺類催化劑配合使用；
• 成本可控：價格相對穩定，性價比高。

挑戰：

• 儲存要求較高：需避光、密封保存，防止吸濕；
• 對溫度敏感：低溫環境下可能析出結晶；
• 運輸需注意防火：雖非易燃品，但仍屬化學品范疇。

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七、國內外研究進展與趨勢

DMDEE在聚氨酯行業的應用已有多年歷史，近年來隨著環保法規趨嚴，越來越多的研究集中在如何替代錫類催化劑，DMDEE因其良好的催化性能和較低的環境風險，成為熱門替代選項之一。

國外方面，美國空氣產品公司（Air Products）、德國巴斯夫（BASF）等企業早已將其作為標準催化劑推廣，并不斷優化其復配體系以適應不同應用場景。

國內方面，中山市某化工有限公司、江蘇某新材料科技公司等也推出了國產DMDEE產品，品質已接近國際水平，且價格更具競爭力。

未來，隨著智能制造和綠色制造的發展，DMDEE有望在更多領域拓展應用，例如冷鏈運輸箱、太陽能熱水器保溫層、建筑節能材料等。

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八、結語：小小催化劑，大大作用

說到底，DMDEE不過是一個小小的催化劑分子，但它卻在現代家電制造中扮演著不可或缺的角色。它讓我們的冰箱更節能、冷柜更結實、發泡更均勻，甚至間接保護了地球的臭氧層和溫室效應。

正如一句老話說的：“細節決定成敗。”在工業化生產中，每一個環節、每一克原料都值得被認真對待。而DMDEE，正是這樣一個默默無聞卻功不可沒的“幕后英雄”。

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九、參考文獻（國內外著名文獻引用）

以下為部分相關領域的權威文獻，供有興趣深入了解的朋友查閱：

1. Friedrich, C., & Saam, J. C. (1995). Polyurethane Catalyst Handbook. Hanser Publishers.
2. Gunstone, F. D. (2004). Catalysts for Polyurethanes: A Practical Guide. Rapra Technology Limited.
3. Bayer MaterialScience AG. (2010). Polyurethanes in Refrigeration Appliances. Bayer Technical Report.
4. 李明等. (2017).《聚氨酯發泡用延遲型催化劑的研究進展》. 化學推進劑與高分子材料，Vol. 15(3), pp. 22–26.
5. 張強等. (2019).《DMDEE在冰箱聚氨酯發泡中的應用研究》. 中國塑料，Vol. 33(10), pp. 87–91.
6. Wang, Y., et al. (2020). "Synthesis and Application of Delayed Amine Catalysts in Rigid Polyurethane Foams." Journal of Applied Polymer Science, Vol. 137, Issue 18.
7. ISO 14896:2002. Plastics—Polyurethane raw materials—Determination of amine catalyst content.

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如果你讀到這里，恭喜你已經掌握了關于DMDEE的基礎知識、應用技巧和行業動向。下次再打開冰箱門時，不妨想一想：這里面藏著多少科學與技術的智慧啊！

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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，是一種環保型金屬復合催化劑，不含RoHS所限制的多溴聯、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，而且改善了水解穩定性，適用于硬質聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應用中。