有机金属催化剂

      在催化剂研究的过程中，人们发现许多有机金属，如铅、锡、锑、钛、锌、汞、锰、铜、铬等烷基化合物，对NCO-OH间的反应也具有一定的催化作用。虽然品种较多，但常用的多为锡、锌、汞等烷基化合物，其中对聚氨酯工业最为重要的是有机锡类催化剂。
     有机锡类化合物， 1950年以来主要作为乙烯基树脂、聚氯乙烯树脂等聚合物的热稳定剂使用。自1956年以后，人们才发现，这类化合物对NCO-OH反应有着强烈的催化作用而逐渐被用作聚氨酯制备中的催化剂。有机锡化合物在聚氨酯合成的过程中，不仅能对-NCO-H[sub]2[/sub]O有一定的催化作用，而且对NCO-OH.反应的催化作用更为强烈，能极其有效地促进聚氨酯大分子链的增长，利用它与叔胺催化剂的配合使用，能很好地控制、调节聚氨酯泡沫体生成过程中的发泡和凝胶两个主要反应间的平衡。
     根据锡原子的化合价，有机锡类催化剂可分为二价锡类化合物和四价锡类化合物。前者化合物结构中不存在碳锡键，比较重要的有辛酸亚锡、油酸亚锡等。四价锡化合物，其烷基或芳基是通过碳-锡链直接连接在锡原子上，比较重要的催化剂是二丁基锡二月桂酸酯。
     有机物化合物的催化作用，主要是有机锡化合物能与异氰酸酯的一NCO基团产生配位，而使一NCO极化，从而使异氰酸酯分子中带正电荷的碳原子更加活泼，更容易受到多元醇聚合物端羟基的攻击。
     异氰酸酯首先被二丁基锡二月桂酸酯配位而产生极化，使一NCO基团的碳原子上呈现正电荷，使它极易与多元醇的羟基结合，形成极不稳定的络合物，经重排后生成氨基甲酸酯。
     在聚氨酯合成中，叔胺类催化剂虽然对NCO-OH反应有一定的催化作用，但对NCO-H20反应的催化作用更为强烈。有机锡类催化剂则恰好弥补了叔胺催化剂的不足，它能对NCO-OH反应显现出强烈的催化作用。这样，在聚氨酯合成反应中，人们就可以根据原料、泡沫体性能、用途等对合成反应历程进行有选择性的调节，使生产工艺控制变得更加方便易行。
     有机锡催化剂的催化活性与它的分子结构有关，其活性大小顺序如下: R[sub]2[/sub]SnX[sub]2[/sub]、R[sub]2[/sub]SnO、R[sub]2[/sub]SnS>RSnX[sub]3[/sub]、RSnOOH、R[sub]3[/sub]SnX>R[sub]4[/sub]Sn;
      取代基R: CH[sub]3[/sub]>C[sub]4[/sub]H[sub]9[/sub]>C[sub]6[/sub]H[sub]5[/sub];
      取代基X: OH>OC[sub]4[/sub]H[sub]9[/sub]、SC[sub]4[/sub]H[sub]9[/sub]、OCOCH[sub]3[/sub]>C1>F。
      有机锡类催化剂与叔胺催化剂不同，在形成聚氨酯产品后，它通常会残留在产品中而不易挥发出去。它在聚合物中随着时间的延长将会产生某些化学变化，对产品性能产生一定影响。如二价锡化合物易被氧化成四价锡化合物，它在聚氨醋泡沫体内具有一定的防老化作用，可以适当延长泡沫体制品的使用寿命。
     在聚氨酯泡沫体的制备中，尤其是对高水用量配方制备低密度泡沫体的过程中，对有机锡催化剂的选择和用量应十分谨慎小心，需限制使用大配比用量。这是因为有机锡催化剂对外界影响因素要比胺催化剂敏感得多，如它易发生水解，会出现乳白时间、不粘手时间和脱模时间延长等催化作用失效的现象。对此，最好选用水解稳定性较好，并具备延迟催化作用的其他有机锡催化剂，如Fomrez UL-1、Fomrez UL-6等。为避免有机锡催化剂失效，在组合料的配制中，有时不将有机锡催化剂加入，而是在组合料使用前，再行单独加入混合后即投入使用。
     例如二丁基锡二月桂酸酯与无机酸反应，生成无催化活性的无机酸盐。在无机碱存在下它还可生成二丁基锡的氧化物，该类氧化物是无催化作用的不溶性沉淀。二丁基锡二月桂酸酯和水反应，产生水解，最终也能生成不溶性沉淀物，使催化活性下降，甚至失去催化作用。

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