双吗啉基二乙基醚在冰箱、冷柜发泡中的工业化应用

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一、引子：从一块泡沫说起

小时候，谁没在家里翻过冰箱门上的冰块？或者打开冷柜找根雪糕吃？但你有没有想过，这些“铁皮盒子”为什么能保温那么好？其实，这背后有一样非常关键的材料——聚氨酯硬质泡沫。而在这类泡沫中，有一种添加剂虽然不起眼，却起着举足轻重的作用，它就是我们今天的主角：双吗啉基二乙基醚（DMDEE）。

别看名字拗口，它可是工业界公认的“催化剂明星”，尤其在冰箱、冷柜等制冷设备的发泡工艺中，几乎可以说是不可或缺的一员大将。

今天我们就来聊聊，这个听起来有点学术气的名字，是怎么在工业生产中大放异彩的，特别是在冰箱和冷柜的发泡过程中，它到底扮演了什么角色？又有哪些性能参数值得关注？

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二、DMDEE是个啥？先来个自我介绍

双吗啉基二乙基醚，英文名是 Dimorpholinodiethylether，简称 DMDEE。听这个名字就知道它结构里有两个吗啉环，中间由两个乙基连接起来。化学结构如下：

HOCH?CH?N(CH?CH?O)?CH?CH?OH（简化理解）

它是一种无色至淡黄色透明液体，具有轻微的胺味，溶于水，也能与多种有机溶剂混溶。它的主要用途之一就是作为聚氨酯发泡反应的催化剂，尤其是在聚氨酯硬泡体系中表现优异。

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三、聚氨酯发泡过程简述：催化剂的舞台

要理解DMDEE的重要性，就得先了解聚氨酯发泡的基本原理。

聚氨酯是由多元醇（Polyol）和多异氰酸酯（如MDI或TDI）反应生成的一类高分子材料。发泡过程分为两个主要反应：

1. 凝胶反应（Gelling Reaction）：多元醇与异氰酸酯反应形成氨基甲酸酯键，使体系逐渐固化。
2. 发泡反应（Blowing Reaction）：水与异氰酸酯反应生成二氧化碳气体，产生气泡，使材料膨胀。

这两个反应需要合适的催化剂来协调进行，否则要么泡沫太软，要么太脆；要么发不起来，要么塌陷。

这时候，DMDEE就登场了。它属于一种叔胺类延迟型催化剂，主要用于调节发泡反应的速度，尤其是对发泡反应有较强的促进作用，而对凝胶反应影响较小。这种“延迟效应”对于冰箱、冷柜这类连续生产线来说尤为重要。

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四、DMDEE在冰箱、冷柜发泡中的实际应用

1. 工艺要求决定催化剂选择

冰箱、冷柜的聚氨酯发泡通常采用高压发泡机注入成型工艺，即通过高压混合黑白料（A/B组分），快速注入模具后发泡成型。

由于生产线速度较快，必须保证发泡时间精确控制。如果发泡太快，泡沫还没充满模具就固化，容易出现空洞；发泡太慢，则可能导致泡沫塌陷或密度不均。

这就要求催化剂具备以下特点：

• 延迟性强
• 发泡催化效果明显
• 对温度敏感度适中
• 兼容性好，不与其他助剂冲突

而DMDEE正好满足这些条件，成为众多厂家的首选。

• 延迟性强
• 发泡催化效果明显
• 对温度敏感度适中
• 兼容性好，不与其他助剂冲突

而DMDEE正好满足这些条件，成为众多厂家的首选。

2. 实际使用中的配方建议（仅供参考）

成分	功能	推荐用量（pbw）
多元醇组分（Polyol）	树脂基础	100
异氰酸酯（MDI/粗MDI）	反应官能团	130~150
水	发泡剂（产CO?）	3~5
硅酮表面活性剂	泡孔稳定剂	1.5~2.5
三乙烯二胺（TEDA）	凝胶催化剂	0.3~0.5
DMDEE	发泡延迟催化剂	0.5~1.5
阻燃剂（可选）	提高阻燃性能	5~15

在这个配方中，DMDEE的主要作用是延缓发泡反应的启动时间，使得混合物料能够充分流入模具后再开始膨胀，从而提高成品质量。

3. 使用效果对比分析

为了更直观地说明DMDEE的效果，我们可以做一个简单的对比实验：

添加剂	发泡时间（s）	凝胶时间（s）	泡沫密度（kg/m3）	表面光滑度	缺陷情况
无DMDEE	80	90	36	一般	有局部塌陷
TEDA单独使用	70	80	38	一般	微小气泡不均
TEDA+DMDEE	90	105	34	良好	无缺陷
TEDA+DMDEE+辅助催化剂	100	115	32	极佳	完美填充

从上表可以看出，加入DMDEE之后，不仅延长了发泡时间，还改善了泡沫的均匀性和整体质量。

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五、DMDEE的产品参数一览

既然这么重要，那我们来看看市面上常见的DMDEE产品的基本参数：

参数名称	数值范围	测试方法
外观	无色至淡黄色透明液体	目视法
密度（20℃）	1.10~1.15 g/cm3	比重计
pH值（1%水溶液）	9.5~10.5	pH计
粘度（25℃）	50~100 mPa·s	旋转粘度计
含量	≥98%	HPLC或滴定法
沸点	260~270 ℃	蒸馏法
溶解性	易溶于水、醇类、酮类	溶解试验
闪点	>100 ℃	开杯法

这些参数在实际采购和使用过程中非常重要，特别是含量和pH值，直接影响到其催化效率和稳定性。

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六、DMDEE的优势与挑战

优势：

• 延迟效果明显：适合连续生产线；
• 环保性较好：相比传统锡类催化剂，DMDEE毒性低；
• 兼容性强：可与其他胺类催化剂配合使用；
• 成本可控：价格相对稳定，性价比高。

挑战：

• 储存要求较高：需避光、密封保存，防止吸湿；
• 对温度敏感：低温环境下可能析出结晶；
• 运输需注意防火：虽非易燃品，但仍属化学品范畴。

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七、国内外研究进展与趋势

DMDEE在聚氨酯行业的应用已有多年历史，近年来随着环保法规趋严，越来越多的研究集中在如何替代锡类催化剂，DMDEE因其良好的催化性能和较低的环境风险，成为热门替代选项之一。

国外方面，美国空气产品公司（Air Products）、德国巴斯夫（BASF）等企业早已将其作为标准催化剂推广，并不断优化其复配体系以适应不同应用场景。

国内方面，中山市某化工有限公司、江苏某新材料科技公司等也推出了国产DMDEE产品，品质已接近国际水平，且价格更具竞争力。

未来，随着智能制造和绿色制造的发展，DMDEE有望在更多领域拓展应用，例如冷链运输箱、太阳能热水器保温层、建筑节能材料等。

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八、结语：小小催化剂，大大作用

说到底，DMDEE不过是一个小小的催化剂分子，但它却在现代家电制造中扮演着不可或缺的角色。它让我们的冰箱更节能、冷柜更结实、发泡更均匀，甚至间接?；ち说厍虻某粞醪愫臀率倚в?。

正如一句老话说的：“细节决定成败?！痹诠ひ祷校恳桓龌方?、每一克原料都值得被认真对待。而DMDEE，正是这样一个默默无闻却功不可没的“幕后英雄”。

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九、参考文献（国内外著名文献引用）

以下为部分相关领域的权威文献，供有兴趣深入了解的朋友查阅：

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).《聚氨酯发泡用延迟型催化剂的研究进展》. 化学推进剂与高分子材料，Vol. 15(3), pp. 22–26.
5. 张强等. (2019).《DMDEE在冰箱聚氨酯发泡中的应用研究》. 中国塑料，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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如果你读到这里，恭喜你已经掌握了关于DMDEE的基础知识、应用技巧和行业动向。下次再打开冰箱门时，不妨想一想：这里面藏着多少科学与技术的智慧啊！

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（全文完）

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聚氨酯防水涂料催化剂目录

• NT CAT 680 凝胶型催化剂，是一种环保型金属复合催化剂，不含RoHS所限制的多溴联、多溴二醚、铅、汞、镉等、辛基锡、丁基锡、基锡等九类有机锡化合物，适用于聚氨酯皮革、涂料、胶黏剂以及硅橡胶等。

• NT CAT C-14 广泛应用于聚氨酯泡沫、弹性体、胶黏剂、密封胶和室温固化有机硅体系；

• NT CAT C-15 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，比A-14活性低；

• NT CAT C-16 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用和一定的耐水解性，组合料储存时间长；

• NT CAT C-128 适用于聚氨酯双组份快速固化胶黏剂体系，在该系列催化剂中催化活性强，特别适合用于脂肪族异氰酸酯体系；

• NT CAT C-129 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有很强的延迟效果，与水的稳定性较强；

• NT CAT C-138 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，良好的流动性和耐水解性；

• NT CAT C-154 适用于脂肪族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用；

• NT CAT C-159 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，可用来替代A-14，添加量为A-14的50-60%；

• NT CAT MB20 凝胶型催化剂，可用于替代软质块状泡沫、高密度软质泡沫、喷涂泡沫、微孔泡沫以及硬质泡沫体系中的锡金属催化剂，活性比有机锡相对较低；

• NT CAT T-12 二月桂酸二丁基锡，凝胶型催化剂，适用于聚醚型高密度结构泡沫，还用于聚氨酯涂料、弹性体、胶黏剂、室温固化硅橡胶等；

• NT CAT T-125 有机锡类强凝胶催化剂，与其他的二丁基锡催化剂相比，T-125催化剂对氨基甲酸酯反应具有更高的催化活性和选择性，而且改善了水解稳定性，适用于硬质聚氨酯喷涂泡沫、模塑泡沫及CASE应用中。