辛酸亞錫(有機(jī)錫T-9)產(chǎn)品介紹
辛酸亞錫(Stannous Octoate),化學(xué)式為C??H??O?Sn,是一種重要的有機(jī)錫化合物,廣泛應(yīng)用于聚氨酯工業(yè)中作為催化劑。其別名包括辛酸錫(II)、二辛酸錫、有機(jī)錫T-9等。在國(guó)際市場(chǎng)上,該產(chǎn)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(jī)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(wěn)定性,尤其適用于聚氨酯泡沫塑料的發(fā)泡反應(yīng)中。由于其優(yōu)異的性能,近年來在建筑、汽車、家電、包裝等多個(gè)行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。
本文將從辛酸亞錫的化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)性質(zhì)、生產(chǎn)工藝、應(yīng)用領(lǐng)域、安全環(huán)保等方面進(jìn)行詳細(xì)介紹,并結(jié)合國(guó)內(nèi)外權(quán)威文獻(xiàn)資料,力求全面展示該產(chǎn)品的技術(shù)特點(diǎn)與市場(chǎng)價(jià)值。
二、化學(xué)結(jié)構(gòu)與分子組成
辛酸亞錫的化學(xué)名稱為二辛酸亞錫(Bis(2-ethylhexanoato)tin(II)),其化學(xué)式為:
CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3 CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3
每個(gè)錫原子與兩個(gè)辛酸基團(tuán)配位,形成穩(wěn)定的絡(luò)合物結(jié)構(gòu)。
密度(20℃) 1.27 - 1.32 g/cm3
閃點(diǎn)(閉杯) 160 - 180 °C
注:以上數(shù)據(jù)來自《精細(xì)化工手冊(cè)》(第二版,中國(guó)石化出版社,2010年)
辛酸亞錫在常溫下較為穩(wěn)定,但在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿環(huán)境中可能發(fā)生水解反應(yīng),釋放出辛酸和錫離子。其在潮濕空氣中易吸濕,因此應(yīng)密封保存于干燥環(huán)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(yīng)制得,反應(yīng)方程式如下:
Sn + 2 C8H16O2 → (C8H15O2)?Sn
原料準(zhǔn)備:高純度金屬錫粉與辛酸按比例混合;
加熱反應(yīng):在惰性氣體保護(hù)下加熱至120–150℃,反應(yīng)時(shí)間約4–6小時(shí);
脫色過濾:加入活性炭脫色,過濾除去雜質(zhì);
冷卻結(jié)晶:降溫至室溫后靜置結(jié)晶;
近年來,隨著環(huán)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(tǒng)強(qiáng)酸,減少副產(chǎn)物排放;或者采用微波輔助法縮短反應(yīng)時(shí)間,提高產(chǎn)率。
張華, 李明. “有機(jī)錫催化劑綠色合成進(jìn)展.” 精細(xì)化工, 2018, 35(4): 301–306.
辛酸亞錫是聚氨酯工業(yè)中最常用的催化劑之一,主要用于促進(jìn)多元醇與多異氰酸酯之間的反應(yīng)。它對(duì)聚氨酯軟泡、硬泡、彈性體等材料的成型起著關(guān)鍵作用。
5.1.1 發(fā)泡反應(yīng)機(jī)理
在聚氨酯發(fā)泡過程中,辛酸亞錫可有效催化以下兩種反應(yīng):
氨基甲酸酯反應(yīng)(NCO-OH反應(yīng)):
R-NCO + HO-R' → R-NH-CO-O-R'
脲反應(yīng)(NCO-H2O反應(yīng)):
R-NCO + H2O → R-NH2 + CO2 ↑
前者影響泡沫的交聯(lián)密度,后者則產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w,促使泡沫膨脹。
數(shù)據(jù)來源:美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)(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。
5.3 在生物醫(yī)學(xué)材料中的潛在應(yīng)用
近年來的研究表明,某些有機(jī)錫化合物在抗菌、抗腫瘤方面表現(xiàn)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(yī)用材料領(lǐng)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.
六、產(chǎn)品規(guī)格與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
6.1 國(guó)內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(HG/T)
根據(jù)中國(guó)化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) HG/T 3795-2006《有機(jī)錫催化劑》,辛酸亞錫的主要技術(shù)指標(biāo)如下:
6.2 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO、ASTM)
在國(guó)際上,辛酸亞錫的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)主要包括:
ISO 10545-13:陶瓷磚用膠粘劑測(cè)試方法;
ASTM D1921:有機(jī)錫化合物分析方法;
REACH法規(guī)(歐盟化學(xué)品注冊(cè)、評(píng)估、許可和限制)對(duì)錫含量及毒性有嚴(yán)格規(guī)定。
7.1 急性毒性數(shù)據(jù)(LD??)
大鼠 皮膚接觸 >5000 mg/kg mg/kg
數(shù)據(jù)來源:PubChem數(shù)據(jù)庫(kù)(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov)
7.2 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估
盡管辛酸亞錫不屬于劇毒物質(zhì),但有機(jī)錫化合物普遍被認(rèn)為具有一定的生態(tài)毒性,尤其是在水生生態(tài)系統(tǒng)中。因此,在使用過程中應(yīng)避免其進(jìn)入自然水體。
歐盟REACH法規(guī)已將其列入高度關(guān)注物質(zhì)(SVHC)清單,建議企業(yè)采取嚴(yán)格的防護(hù)措施并進(jìn)行生命周期評(píng)估。
八、國(guó)內(nèi)外主要生產(chǎn)廠家與市場(chǎng)情況
8.1 國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)企業(yè)
山東新典化工有限公司 山東淄博 有機(jī)錫催化劑系列
江蘇美思德化學(xué)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(xì)化學(xué)品、催化劑
公司名稱 所在國(guó)家 主要產(chǎn)品線
Air Products 美國(guó) Polycat系列催化劑
Evonik 德國(guó) ORGANO*STAN系列有機(jī)錫催化劑
BASF 德國(guó) Lupragen系列催化劑
9.1 聚氨酯軟泡生產(chǎn)中的應(yīng)用
某大型家具廠在生產(chǎn)記憶棉床墊時(shí),使用辛酸亞錫(T-9)作為主催化劑,配方如下:
結(jié)果表明,添加T-9后,泡沫的起發(fā)時(shí)間縮短了10%,回彈性和壓縮強(qiáng)度顯著提高。
某冷鏈設(shè)備制造商在制造冷藏集裝箱保溫層時(shí),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(shí)現(xiàn)了導(dǎo)熱系數(shù)≤0.023 W/(m·K),滿足國(guó)際節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。
隨著全球?qū)Νh(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng),未來辛酸亞錫的研發(fā)重點(diǎn)將集中在以下幾個(gè)方面:
降低錫殘留:通過改性處理或包覆技術(shù)減少錫在最終產(chǎn)品中的殘留;
可降解替代品:開發(fā)基于植物油或氨基酸的新型環(huán)保催化劑;
回收利用技術(shù):研究有機(jī)錫催化劑的再生與回收方法。
納米化改性:將辛酸亞錫制成納米顆粒,提高催化效率;
復(fù)合催化劑系統(tǒng):與其他金屬催化劑(如鋅、鉍)復(fù)配使用,實(shí)現(xiàn)協(xié)同效應(yīng);
智能化調(diào)控:通過智能控釋技術(shù)調(diào)節(jié)催化劑釋放速率,適應(yīng)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(xì)化工手冊(cè)》(第二版). 中國(guó)石化出版社, 2010.
張華, 李明. “有機(jī)錫催化劑綠色合成進(jìn)展.” 精細(xì)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(yīng)凝膠催化劑,可改善泡沫流動(dòng)性;適用于軟泡和硬泡;
DABCO晶體 強(qiáng)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(fù)合胺,很強(qiáng)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(zhì)塊狀泡沫、高密度軟質(zhì)泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質(zhì)泡沫體系中的錫金屬催化劑;
DABCONMM N-甲基嗎啉,中等強(qiáng)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(qiáng)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(fā)泡平衡性催化劑,制開孔泡沫,增強(qiáng)模塑泡沫回彈性,用于軟泡和硬泡;
PolycatDBU 強(qiáng)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(qiáng)凝膠催化劑,復(fù)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(yīng)性凝膠催化劑,低散發(fā)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(fā)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(yīng)性凝膠催化劑,低散發(fā)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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