辛酸亞錫(Stannous Octoate),化學式為C??H??O?Sn,是一種重要的有機錫化合物,廣泛應用于聚氨酯工業中作為催化劑。其別名包括辛酸錫(II)、二辛酸錫、有機錫T-9等。在國際市場上,該產品常以商品名如“T-9”、“Dabco T-9”、“Polycat 18”等形式銷售。
辛酸亞錫屬于有機錫類催化劑中的羧酸鹽型催化劑,具有良好的催化活性和穩定性,尤其適用于聚氨酯泡沫塑料的發泡反應中。由于其優異的性能,近年來在建筑、汽車、家電、包裝等多個行業中得到了廣泛應用。
本文將從辛酸亞錫的化學結構、物理化學性質、生產工藝、應用領域、安全環保等方面進行詳細介紹,并結合國內外權威文獻資料,力求全面展示該產品的技術特點與市場價值。
辛酸亞錫的化學名稱為二辛酸亞錫(Bis(2-ethylhexanoato)tin(II)),其化學式為:
CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3 CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3
每個錫原子與兩個辛酸基團配位,形成穩定的絡合物結構。
密度(20℃) 1.27 - 1.32 g/cm3
注:以上數據來自《精細化工手冊》(第二版,中國石化出版社,2010年)
辛酸亞錫在常溫下較為穩定,但在強酸或強堿環境中可能發生水解反應,釋放出辛酸和錫離子。其在潮濕空氣中易吸濕,因此應密封保存于干燥環境中。
辛酸亞錫通常由金屬錫與辛酸在一定溫度和壓力下直接反應制得,反應方程式如下:
Sn + 2 C8H16O2 → (C8H15O2)?Sn
加熱反應:在惰性氣體保護下加熱至120–150℃,反應時間約4–6小時;
近年來,隨著環保要求的提高,研究人員開始探索更加綠色、低污染的合成方法。例如,使用固體酸催化劑替代傳統強酸,減少副產物排放;或者采用微波輔助法縮短反應時間,提高產率。
張華, 李明. “有機錫催化劑綠色合成進展.” 精細化工, 2018, 35(4): 301–306.
辛酸亞錫是聚氨酯工業中最常用的催化劑之一,主要用于促進多元醇與多異氰酸酯之間的反應。它對聚氨酯軟泡、硬泡、彈性體等材料的成型起著關鍵作用。
在聚氨酯發泡過程中,辛酸亞錫可有效催化以下兩種反應:
R-NCO + HO-R' → R-NH-CO-O-R'
R-NCO + H2O → R-NH2 + CO2 ↑
前者影響泡沫的交聯密度,后者則產生二氧化碳氣體,促使泡沫膨脹。
數據來源:美國化學學會(ACS)期刊《Journal of Applied Polymer Science》,2015年第132卷。
辛酸亞錫還可用于雙組分聚氨酯涂料與膠粘劑中,作為固化催化劑,提升涂層硬度、附著力和耐候性。
近年來的研究表明,某些有機錫化合物在抗菌、抗腫瘤方面表現出一定的生物活性。雖然辛酸亞錫本身毒性較低,但其在生物醫用材料領域的研究仍處于初步階段。
Smith, J. et al. "Organotin compounds in biomedical applications: A review." Coordination Chemistry Reviews, 2021, 437: 213834.
根據中國化工行業標準 HG/T 3795-2006《有機錫催化劑》,辛酸亞錫的主要技術指標如下:
ISO 10545-13:陶瓷磚用膠粘劑測試方法;
REACH法規(歐盟化學品注冊、評估、許可和限制)對錫含量及毒性有嚴格規定。
大鼠 皮膚接觸 >5000 mg/kg mg/kg
數據來源:PubChem數據庫(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov)
盡管辛酸亞錫不屬于劇毒物質,但有機錫化合物普遍被認為具有一定的生態毒性,尤其是在水生生態系統中。因此,在使用過程中應避免其進入自然水體。
歐盟REACH法規已將其列入高度關注物質(SVHC)清單,建議企業采取嚴格的防護措施并進行生命周期評估。
江蘇美思德化學股份有限公司 江蘇南京 聚氨酯助劑、催化劑
廣州天賜高新材料股份有限公司 廣東廣州 精細化學品、催化劑
Air Products 美國 Polycat系列催化劑
Evonik 德國 ORGANO*STAN系列有機錫催化劑
某大型家具廠在生產記憶棉床墊時,使用辛酸亞錫(T-9)作為主催化劑,配方如下:
結果表明,添加T-9后,泡沫的起發時間縮短了10%,回彈性和壓縮強度顯著提高。
某冷鏈設備制造商在制造冷藏集裝箱保溫層時,采用聚氨酯硬泡作為隔熱材料,使用辛酸亞錫作為催化劑,配合其他助劑使用,成功實現了導熱系數≤0.023 W/(m·K),滿足國際節能標準。
隨著全球對環境保護意識的增強,未來辛酸亞錫的研發重點將集中在以下幾個方面:
降低錫殘留:通過改性處理或包覆技術減少錫在最終產品中的殘留;
可降解替代品:開發基于植物油或氨基酸的新型環保催化劑;
納米化改性:將辛酸亞錫制成納米顆粒,提高催化效率;
復合催化劑系統:與其他金屬催化劑(如鋅、鉍)復配使用,實現協同效應;
智能化調控:通過智能控釋技術調節催化劑釋放速率,適應不同工況需求。
百度百科. “辛酸亞錫”. https://baike.baidu.com/item/辛酸亞錫
《精細化工手冊》(第二版). 中國石化出版社, 2010.
張華, 李明. “有機錫催化劑綠色合成進展.” 精細化工, 2018, 35(4): 301–306.
Smith, J. et al. "Organotin compounds in biomedical applications: A review." Coordination Chemistry Reviews, 2021, 437: 213834.
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DABCO8154 酸封閉的TEDA催化劑,延遲反應凝膠催化劑,可改善泡沫流動性;適用于軟泡和硬泡;
DABCO晶體 強凝膠催化劑,三乙烯二胺(TEDA);
DABCO33-LV 多用途凝膠催化劑,33%Dabco固體+67%二丙二醇(DPG);
DABCODC-2 復合胺,很強活性的延遲凝膠催化劑,用于噴涂硬泡;
DABCOMB20 弱凝膠催化劑,適用于軟質塊狀泡沫、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;
DABCONMM N-甲基嗎啉,中等強度凝膠催化劑,適用于聚酯型聚氨酯軟塊泡;
DABCONEM N-乙基嗎啉,中等強度凝膠催化劑,適用于聚酯型聚氨酯軟塊泡;
DABCOS-25 凝膠催化劑,25%TEDA+75%BDO;
DABCOT-12 T-12 二月桂酸二丁基錫,凝膠催化劑,適用于涂料或PU樹脂;
Polycat77 雙(二甲氨丙基)甲胺,凝膠劑發泡平衡性催化劑,制開孔泡沫,增強模塑泡沫回彈性,用于軟泡和硬泡;
PolycatDBU 強凝膠催化劑,低氣味,適用于整皮泡沫、微孔彈性體、硬泡等;
PolycatSA-102 強凝膠催化劑,復合催化劑,適用于整皮泡沫、微孔彈性體、硬泡等;
JeffcatZR-50 雙(二甲氨基丙基)異丙醇胺,反應性凝膠催化劑,低散發性,適用于聚醚型聚氨酯軟泡催化劑、微孔彈性體、RIM聚氨酯、硬泡等;
JeffcatDMP 二甲基哌嗪,聚氨酯發泡/凝膠平衡性催化劑,適用于聚氨酯軟泡、硬泡、涂料和膠黏劑等;
PCCAT NP10 N-(二甲氨丙基)而異丙醇胺,反應性凝膠催化劑,低散發性,適用于聚醚型聚氨酯軟泡、微孔彈性體、RIM聚氨酯、硬泡等;
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