標(biāo)題：有機(jī)錫替代催化劑的環(huán)保革命——讓顏色更穩(wěn)，vocs更少

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在化工行業(yè)這個(gè)“大染缸”里，誰(shuí)都知道催化劑是個(gè)好東西。它就像廚房里的調(diào)味料，加一點(diǎn)，反應(yīng)就快了；不加，可能就卡殼了。但問題是，傳統(tǒng)用的有機(jī)錫催化劑雖然好使，卻有個(gè)致命的缺點(diǎn)——毒性高、污染重，尤其是對(duì)環(huán)境和人體健康的潛在威脅，已經(jīng)越來越引起人們的關(guān)注。

于是，環(huán)保型催化劑應(yīng)運(yùn)而生，成為近年來聚氨酯、涂料、膠黏劑等行業(yè)的“香餑餑”。它們不僅環(huán)保，還能改善體系的顏色穩(wěn)定性，降低揮發(fā)性有機(jī)物（vocs）的排放。今天我們就來聊聊這事兒，看看這些“綠色催化劑”到底是怎么做到“既好看又干凈”的。

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一、有機(jī)錫催化劑的老毛病

有機(jī)錫類催化劑，比如二月桂酸二丁基錫（dbtdl）、辛酸亞錫等，在聚氨酯行業(yè)中曾經(jīng)是“標(biāo)配”。它們催化活性高，尤其適用于聚氨酯泡沫、彈性體、涂料等領(lǐng)域，效果杠杠的。

但問題也來了：

• 毒性較高：有機(jī)錫化合物對(duì)人體神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)都有潛在危害；
• 環(huán)境污染嚴(yán)重：不易降解，長(zhǎng)期累積會(huì)對(duì)水體、土壤造成污染；
• 法規(guī)限制趨嚴(yán)：歐盟reach法規(guī)、美國(guó)epa標(biāo)準(zhǔn)等都對(duì)有機(jī)錫的使用進(jìn)行了嚴(yán)格限制；
• 影響產(chǎn)品外觀：某些有機(jī)錫催化劑容易導(dǎo)致制品黃變，影響顏色穩(wěn)定性。

所以，替代有機(jī)錫的環(huán)保催化劑就成了行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

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二、環(huán)保催化劑的崛起與優(yōu)勢(shì)

近年來，隨著人們對(duì)環(huán)保和健康意識(shí)的增強(qiáng)，以及政策法規(guī)的收緊，環(huán)保型催化劑逐漸走上舞臺(tái)中央。常見的替代品包括：

• 胺類催化劑（如dabco系列）
• 金屬類催化劑（如鉍、鋅、鋯等）
• 有機(jī)磷催化劑
• 非錫類有機(jī)金屬催化劑

這些新型催化劑在保持良好催化性能的同時(shí)，顯著降低了毒性和vocs排放，還能有效提升體系的顏色穩(wěn)定性。

表1：常見環(huán)保催化劑及其特點(diǎn)對(duì)比

催化劑類型	代表產(chǎn)品	催化效率	毒性	對(duì)顏色影響	vocs控制能力
胺類催化劑	dabco 33lv	高	低	易黃變	中等
鋅類催化劑	zn(oct)?	中等	極低	小	強(qiáng)
鉍類催化劑	bi(oct)?	高	極低	小	強(qiáng)
鋯類催化劑	zr(acac)?	中等	極低	小	強(qiáng)
有機(jī)磷催化劑	t-9p	中等	低	小	強(qiáng)

從表中可以看出，鉍類、鋅類和鋯類催化劑在環(huán)保方面表現(xiàn)尤為突出，特別是在顏色穩(wěn)定性和vocs控制上，幾乎可以說是“全能選手”。

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三、顏色穩(wěn)定性為何如此重要？

顏色穩(wěn)定性聽起來像是化妝品或紡織品才關(guān)心的事兒，但在聚氨酯、涂料等行業(yè)，它可是關(guān)乎“顏值”的大事。

舉個(gè)例子，你家剛刷好的白墻，一個(gè)月后泛黃了，是不是很糟心？或者你買了一雙白色運(yùn)動(dòng)鞋，穿兩天就發(fā)黃，是不是懷疑人生？

這就涉及到顏色穩(wěn)定性的問題。有機(jī)錫催化劑中的某些成分容易發(fā)生氧化或與空氣中的水分、氧氣發(fā)生反應(yīng)，從而導(dǎo)致黃變。而環(huán)保催化劑由于分子結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，往往能有效抑制這類反應(yīng)的發(fā)生。

表2：不同催化劑對(duì)聚氨酯涂層顏色穩(wěn)定性的影響（以δb值衡量）

催化劑類型	初始δb值	紫外照射72h后δb值	黃變程度評(píng)價(jià)
dbtdl（有機(jī)錫）	0.5	4.8	明顯黃變
dabco 33lv	0.6	3.2	中度黃變
bi(oct)?	0.4	1.1	幾乎無(wú)變化
zn(oct)?	0.3	1.0	幾乎無(wú)變化
zr(acac)?	0.4	1.2	幾乎無(wú)變化

δb值越大，說明黃變?cè)絿?yán)重。從表中可以看到，環(huán)保催化劑在抗黃變方面的表現(xiàn)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)有機(jī)錫類催化劑。

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四、vocs排放的煩惱與解決之道

vocs（揮發(fā)性有機(jī)化合物）是大氣污染的重要來源之一，尤其是在建筑涂料、家具制造、汽車噴涂等領(lǐng)域，vocs排放一直是環(huán)保監(jiān)管的重點(diǎn)對(duì)象。

有機(jī)錫催化劑雖然本身不是vocs的主要來源，但它常常與其他含有溶劑的助劑一起使用，間接增加了vocs的釋放量。此外，一些有機(jī)錫化合物本身具有一定的揮發(fā)性，也會(huì)直接貢獻(xiàn)vocs。

而環(huán)保催化劑則在這方面表現(xiàn)出色，主要體現(xiàn)在：

• 本身不含揮發(fā)性成分；
• 可減少其他助劑的使用量；
• 與低vocs配方兼容性強(qiáng)；
• 促進(jìn)固化過程，縮短烘烤時(shí)間，減少溶劑殘留。

表3：不同催化劑體系下的vocs排放量比較（單位：g/l）

催化劑類型	涂料配方vocs含量	實(shí)測(cè)排放量
dbtdl	120	115
dabco 33lv	100	95
bi(oct)?	80	78
zn(oct)?	75	72
zr(acac)?	70	68

可見，采用環(huán)保催化劑不僅能減少配方中的vocs總量，還能通過提高反應(yīng)效率進(jìn)一步降低實(shí)際排放。

• 本身不含揮發(fā)性成分；
• 可減少其他助劑的使用量；
• 與低vocs配方兼容性強(qiáng)；
• 促進(jìn)固化過程，縮短烘烤時(shí)間，減少溶劑殘留。

表3：不同催化劑體系下的vocs排放量比較（單位：g/l）

催化劑類型	涂料配方vocs含量	實(shí)測(cè)排放量
dbtdl	120	115
dabco 33lv	100	95
bi(oct)?	80	78
zn(oct)?	75	72
zr(acac)?	70	68

可見，采用環(huán)保催化劑不僅能減少配方中的vocs總量，還能通過提高反應(yīng)效率進(jìn)一步降低實(shí)際排放。

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五、選對(duì)催化劑，才是真·環(huán)保

說到底，環(huán)保不只是喊口號(hào)，還得看實(shí)際行動(dòng)。選擇合適的催化劑，就是化工企業(yè)邁向綠色轉(zhuǎn)型的步。

當(dāng)然，也不是所有環(huán)保催化劑都適合每一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。比如：

• 在要求快速固化的聚氨酯泡沫中，胺類催化劑可能更適合；
• 在需要長(zhǎng)期耐候性的戶外涂料中，鉍類或鋯類催化劑更具優(yōu)勢(shì)；
• 在食品包裝材料中，必須選用完全無(wú)毒、fda認(rèn)證的催化劑。

因此，企業(yè)在選擇時(shí)要根據(jù)具體工藝、產(chǎn)品性能和環(huán)保需求綜合考慮。

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六、結(jié)語(yǔ)：環(huán)保催化劑的未來不是夢(mèng)

環(huán)保催化劑的發(fā)展，不僅是一場(chǎng)技術(shù)革命，更是一種責(zé)任擔(dān)當(dāng)。它讓我們?cè)谧非蟾咝a(chǎn)的同時(shí)，也能守護(hù)藍(lán)天白云、青山綠水。

正如一位老工程師所說：“以前我們是‘先發(fā)展再治理’，現(xiàn)在我們是‘邊發(fā)展邊環(huán)保’。”催化劑雖小，影響卻大。選對(duì)了，不僅能讓你的產(chǎn)品“顏值在線”，還能讓地球多一份清新。

后，附上一些國(guó)內(nèi)外關(guān)于環(huán)保催化劑的研究文獻(xiàn)，供有興趣的朋友參考：

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參考文獻(xiàn)：

1. zhang, y., et al. (2021). "development of non-tin catalysts for polyurethane foams: a review." progress in organic coatings, 156, 106231.

2. smith, j.r., & lee, h.k. (2019). "environmental impact of organotin compounds and alternatives in industrial applications." journal of cleaner production, 221, 533–542.

3. wang, l., et al. (2020). "color stability and voc reduction using bismuth-based catalysts in waterborne coatings." coatings, 10(4), 342.

4. european chemicals agency (echa). (2022). restrictions on the use of organotin compounds. retrieved from https://echa.europa.eu

5. u.s. environmental protection agency (epa). (2020). organotin compounds: risk assessment and regulatory actions. epa report no. 454/r-20-001.

6. chen, x., et al. (2023). "zinc and bismuth catalysts in polyurethane systems: performance and environmental benefits." polymer engineering & science, 63(2), 456–467.

7. liu, m., & zhao, w. (2022). "low-voc formulations with eco-friendly catalysts for automotive coatings." paint & coatings industry journal, 48(5), 78–89.

8. iso 16000-16:2021. indoor air – part 16: measurement of volatile organic compounds in air by active sampling on tenax ta sorbent, thermal desorption and gas chromatography using flame ionization detection (fid).

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如果你還在為有機(jī)錫的“毒”而煩惱，不妨試試這些環(huán)保新貴。畢竟，催化劑嘛，不僅要“催得動(dòng)”，更要“催得久”，還要“催得干凈”。

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聯(lián)系人： 吳經(jīng)理

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公司其它產(chǎn)品展示:

• nt cat t-12 適用于室溫固化有機(jī)硅體系，快速固化。

• nt cat ul1 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，活性略低于t-12。

• nt cat ul22 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性比t-12高，優(yōu)異的耐水解性能。

• nt cat ul28 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，該系列催化劑中活性高，常用于替代t-12。

• nt cat ul30 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。

• nt cat ul50 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。

• nt cat ul54 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，耐水解性良好。

• nt cat si220 適用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，特別推薦用于ms膠，活性比t-12高。

• nt cat mb20 適用有機(jī)鉍類催化劑，可用于有機(jī)硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性較低，滿足各類環(huán)保法規(guī)要求。

• nt cat dbu 適用有機(jī)胺類催化劑，可用于室溫硫化硅橡膠，滿足各類環(huán)保法規(guī)要求。