辛酸亚锡(Stannous Octoate),化学式为C??H??O?Sn,是一种重要的有机锡化合物,广泛应用于聚氨酯工业中作为催化剂。其别名包括辛酸锡(II)、二辛酸锡、有机锡T-9等。在国际市场上,该产品常以商品名如“T-9”、“Dabco T-9”、“Polycat 18”等形式销售。
辛酸亚锡属于有机锡类催化剂中的羧酸盐型催化剂,具有良好的催化活性和稳定性,尤其适用于聚氨酯泡沫塑料的发泡反应中。由于其优异的性能,近年来在建筑、汽车、家电、包装等多个行业中得到了广泛应用。
本文将从辛酸亚锡的化学结构、物理化学性质、生产工艺、应用领域、安全环保等方面进行详细介绍,并结合国内外权威文献资料,力求全面展示该产品的技术特点与市场价值。
辛酸亚锡的化学名称为二辛酸亚锡(Bis(2-ethylhexanoato)tin(II)),其化学式为:
CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3 CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3
每个锡原子与两个辛酸基团配位,形成稳定的络合物结构。
密度(20℃) 1.27 - 1.32 g/cm3
注:以上数据来自《精细化工手册》(第二版,中国石化出版社,2010年)
辛酸亚锡在常温下较为稳定,但在强酸或强碱环境中可能发生水解反应,释放出辛酸和锡离子。其在潮湿空气中易吸湿,因此应密封保存于干燥环境中。
辛酸亚锡通常由金属锡与辛酸在一定温度和压力下直接反应制得,反应方程式如下:
Sn + 2 C8H16O2 → (C8H15O2)?Sn
加热反应:在惰性气体保护下加热至120–150℃,反应时间约4–6小时;
近年来,随着环保要求的提高,研究人员开始探索更加绿色、低污染的合成方法。例如,使用固体酸催化剂替代传统强酸,减少副产物排放;或者采用微波辅助法缩短反应时间,提高产率。
张华, 李明. “有机锡催化剂绿色合成进展.” 精细化工, 2018, 35(4): 301–306.
辛酸亚锡是聚氨酯工业中最常用的催化剂之一,主要用于促进多元醇与多异氰酸酯之间的反应。它对聚氨酯软泡、硬泡、弹性体等材料的成型起着关键作用。
在聚氨酯发泡过程中,辛酸亚锡可有效催化以下两种反应:
R-NCO + HO-R' → R-NH-CO-O-R'
R-NCO + H2O → R-NH2 + CO2 ↑
前者影响泡沫的交联密度,后者则产生二氧化碳气体,促使泡沫膨胀。
数据来源:美国化学学会(ACS)期刊《Journal of Applied Polymer Science》,2015年第132卷。
辛酸亚锡还可用于双组分聚氨酯涂料与胶粘剂中,作为固化催化剂,提升涂层硬度、附着力和耐候性。
近年来的研究表明,某些有机锡化合物在抗菌、抗肿瘤方面表现出一定的生物活性。虽然辛酸亚锡本身毒性较低,但其在生物医用材料领域的研究仍处于初步阶段。
Smith, J. et al. "Organotin compounds in biomedical applications: A review." Coordination Chemistry Reviews, 2021, 437: 213834.
根据中国化工行业标准 HG/T 3795-2006《有机锡催化剂》,辛酸亚锡的主要技术指标如下:
ISO 10545-13:陶瓷砖用胶粘剂测试方法;
REACH法规(欧盟化学品注册、评估、许可和限制)对锡含量及毒性有严格规定。
大鼠 皮肤接触 >5000 mg/kg mg/kg
数据来源:PubChem数据库(https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov)
尽管辛酸亚锡不属于剧毒物质,但有机锡化合物普遍被认为具有一定的生态毒性,尤其是在水生生态系统中。因此,在使用过程中应避免其进入自然水体。
欧盟REACH法规已将其列入高度关注物质(SVHC)清单,建议企业采取严格的防护措施并进行生命周期评估。
江苏美思德化学股份有限公司 江苏南京 聚氨酯助剂、催化剂
广州天赐高新材料股份有限公司 广东广州 精细化学品、催化剂
Air Products 美国 Polycat系列催化剂
Evonik 德国 ORGANO*STAN系列有机锡催化剂
某大型家具厂在生产记忆棉床垫时,使用辛酸亚锡(T-9)作为主催化剂,配方如下:
结果表明,添加T-9后,泡沫的起发时间缩短了10%,回弹性和压缩强度显著提高。
某冷链设备制造商在制造冷藏集装箱保温层时,采用聚氨酯硬泡作为隔热材料,使用辛酸亚锡作为催化剂,配合其他助剂使用,成功实现了导热系数≤0.023 W/(m·K),满足国际节能标准。
随着全球对环境保护意识的增强,未来辛酸亚锡的研发重点将集中在以下几个方面:
降低锡残留:通过改性处理或包覆技术减少锡在最终产品中的残留;
可降解替代品:开发基于植物油或氨基酸的新型环保催化剂;
纳米化改性:将辛酸亚锡制成纳米颗粒,提高催化效率;
复合催化剂系统:与其他金属催化剂(如锌、铋)复配使用,实现协同效应;
智能化调控:通过智能控释技术调节催化剂释放速率,适应不同工况需求。
百度百科. “辛酸亚锡”. https://baike.baidu.com/item/辛酸亚锡
《精细化工手册》(第二版). 中国石化出版社, 2010.
张华, 李明. “有机锡催化剂绿色合成进展.” 精细化工, 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 酸封闭的TEDA催化剂,延迟反应凝胶催化剂,可改善泡沫流动性;适用于软泡和硬泡;
DABCO晶体 强凝胶催化剂,三乙烯二胺(TEDA);
DABCO33-LV 多用途凝胶催化剂,33%Dabco固体+67%二丙二醇(DPG);
DABCODC-2 复合胺,很强活性的延迟凝胶催化剂,用于喷涂硬泡;
DABCOMB20 弱凝胶催化剂,适用于软质块状泡沫、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;
DABCONMM N-甲基吗啉,中等强度凝胶催化剂,适用于聚酯型聚氨酯软块泡;
DABCONEM N-乙基吗啉,中等强度凝胶催化剂,适用于聚酯型聚氨酯软块泡;
DABCOS-25 凝胶催化剂,25%TEDA+75%BDO;
DABCOT-12 T-12 二月桂酸二丁基锡,凝胶催化剂,适用于涂料或PU树脂;
Polycat77 双(二甲氨丙基)甲胺,凝胶剂发泡平衡性催化剂,制开孔泡沫,增强模塑泡沫回弹性,用于软泡和硬泡;
PolycatDBU 强凝胶催化剂,低气味,适用于整皮泡沫、微孔弹性体、硬泡等;
PolycatSA-102 强凝胶催化剂,复合催化剂,适用于整皮泡沫、微孔弹性体、硬泡等;
JeffcatZR-50 双(二甲氨基丙基)异丙醇胺,反应性凝胶催化剂,低散发性,适用于聚醚型聚氨酯软泡催化剂、微孔弹性体、RIM聚氨酯、硬泡等;
JeffcatDMP 二甲基哌嗪,聚氨酯发泡/凝胶平衡性催化剂,适用于聚氨酯软泡、硬泡、涂料和胶黏剂等;
PCCAT NP10 N-(二甲氨丙基)而异丙醇胺,反应性凝胶催化剂,低散发性,适用于聚醚型聚氨酯软泡、微孔弹性体、RIM聚氨酯、硬泡等;