N,N-二甲基環(huán)己胺（簡(jiǎn)稱DMCHA）：低溫固化中的“暖寶寶”，快速生產(chǎn)的“加速器”

在化工界，有一種物質(zhì)，它不顯山不露水，卻總在關(guān)鍵時(shí)刻挺身而出，像極了職場(chǎng)里的“幕后英雄”。它沒(méi)有聚氨酯那么響亮的名頭，也不如環(huán)氧樹脂那樣廣為人知，但它卻悄悄地在低溫固化和快速生產(chǎn)體系中扮演著舉足輕重的角色。它的名字叫N,N-二甲基環(huán)己胺，英文縮寫DMCHA——聽起來(lái)像是某個(gè)冷門樂(lè)隊(duì)的縮寫，實(shí)則是一位實(shí)打?qū)嵉摹胺磻?yīng)加速大師”。

如果你曾好奇過(guò)，為什么冬天施工的涂料還能迅速干燥，或者為什么某些膠粘劑在零下也能快速成型，那DMCHA可能就是那個(gè)躲在化學(xué)方程式背后的“魔法師”。

一、DMCHA是誰(shuí)？——揭開它的“化學(xué)身份證”

在正式進(jìn)入應(yīng)用之前，我們得先認(rèn)識(shí)這位“主角”。N,N-二甲基環(huán)己胺，分子式為C8H17N，分子量127.23，是一種無(wú)色至淡黃色的液體，具有典型的胺類氣味。它屬于叔胺類催化劑，結(jié)構(gòu)上由一個(gè)環(huán)己烷環(huán)和兩個(gè)甲基取代的氮原子構(gòu)成。這種結(jié)構(gòu)賦予它良好的堿性和催化活性，同時(shí)又具備一定的空間位阻，使其在催化反應(yīng)中既高效又可控。

項(xiàng)目	參數(shù)
化學(xué)名稱	N,N-二甲基環(huán)己胺
英文名稱	N,N-Dimethylcyclohexylamine
分子式	C8H17N
分子量	127.23 g/mol
外觀	無(wú)色至淡黃色透明液體
沸點(diǎn)	約160–162°C
密度（20°C）	0.84–0.86 g/cm3
閃點(diǎn)	約50°C（閉杯）
溶解性	可溶于水、醇、醚、酯等多數(shù)有機(jī)溶劑
pH（1%水溶液）	約10–11
氣味	胺類刺激性氣味，但較溫和

別看這些參數(shù)冷冰冰的，它們背后可藏著DMCHA的“性格”。比如，它的沸點(diǎn)適中，意味著它既不會(huì)像低沸點(diǎn)胺那樣“一加熱就跑”，也不會(huì)像高沸點(diǎn)物質(zhì)那樣“賴著不走”，正好適合在反應(yīng)中“該出手時(shí)就出手，該收手時(shí)就收手”。而它的堿性，讓它在聚氨酯發(fā)泡、環(huán)氧固化等體系中，成為質(zhì)子轉(zhuǎn)移的“快遞員”，加速反應(yīng)進(jìn)程。

二、低溫固化：DMCHA的“主場(chǎng)秀”

低溫固化，聽起來(lái)像是給材料“穿秋褲”，其實(shí)是一種在低于常溫（通常指5–15°C）條件下實(shí)現(xiàn)材料快速固化的技術(shù)。這在北方的冬季施工、冷鏈運(yùn)輸膠粘、冷庫(kù)地坪涂料等領(lǐng)域尤為重要。但低溫往往意味著反應(yīng)速率下降，分子運(yùn)動(dòng)減緩，固化時(shí)間拉長(zhǎng)，甚至出現(xiàn)“固化不完全”的尷尬局面。

這時(shí)候，DMCHA就該登場(chǎng)了。

在聚氨酯體系中，DMCHA作為叔胺催化劑，主要促進(jìn)異氰酸酯（NCO）與水或羥基（OH）的反應(yīng)。尤其是在低溫環(huán)境下，它的催化效率顯著優(yōu)于傳統(tǒng)催化劑如三乙烯二胺（DABCO）或二月桂酸二丁基錫（DBTDL）。原因在于，DMCHA的堿性適中，對(duì)水的親和力強(qiáng)，能在低溫下有效活化水分子，促進(jìn)發(fā)泡反應(yīng)，同時(shí)又不會(huì)引起反應(yīng)過(guò)快而導(dǎo)致泡沫塌陷或表面結(jié)皮過(guò)早。

舉個(gè)例子：某北方風(fēng)電葉片制造商在冬季生產(chǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)聚氨酯灌注樹脂在10°C環(huán)境下固化時(shí)間長(zhǎng)達(dá)24小時(shí)，嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)拍。后來(lái)技術(shù)人員嘗試在配方中加入0.3%的DMCHA，結(jié)果固化時(shí)間縮短至12小時(shí)，且泡沫結(jié)構(gòu)均勻，力學(xué)性能達(dá)標(biāo)。這一改變，直接讓工廠實(shí)現(xiàn)了“冬夏同速”的生產(chǎn)節(jié)奏。

在環(huán)氧樹脂體系中，DMCHA同樣表現(xiàn)出色。雖然環(huán)氧固化通常依賴酸酐或胺類固化劑，但在低溫條件下，傳統(tǒng)固化劑反應(yīng)緩慢。DMCHA可作為促進(jìn)劑，與潛伏性固化劑（如雙氰胺）協(xié)同作用，顯著降低固化溫度。有實(shí)驗(yàn)表明，在80°C固化條件下，加入1% DMCHA可使固化時(shí)間縮短30%以上；而在60°C時(shí)，效果更為明顯，固化時(shí)間可減少近50%。

體系	催化劑	溫度	固化時(shí)間（對(duì)比）	效果
聚氨酯泡沫	無(wú)催化劑	10°C	45分鐘	發(fā)泡不均，收縮明顯
聚氨酯泡沫	0.3% DMCHA	10°C	25分鐘	泡孔細(xì)膩，尺寸穩(wěn)定
環(huán)氧膠粘劑	雙氰胺（無(wú)促進(jìn)劑）	80°C	60分鐘	固化不完全
環(huán)氧膠粘劑	雙氰胺 + 1% DMCHA	80°C	40分鐘	完全固化，剪切強(qiáng)度提升15%
聚氨酯涂料	DABCO	15°C	3小時(shí)表干	表面發(fā)粘
聚氨酯涂料	DMCHA	15°C	1.5小時(shí)表干	表干快，光澤好

從這些數(shù)據(jù)可以看出，DMCHA不僅“能打”，而且“打得準(zhǔn)”。它不像某些強(qiáng)堿性催化劑那樣容易引起副反應(yīng)或黃變，也不像金屬催化劑那樣可能帶來(lái)環(huán)保問(wèn)題。它就像一位經(jīng)驗(yàn)豐富的指揮家，在低溫的“冷場(chǎng)”中精準(zhǔn)調(diào)動(dòng)每一個(gè)分子，讓反應(yīng)有序而高效地進(jìn)行。

三、快速生產(chǎn)體系：DMCHA的“加速器”角色

如果說(shuō)低溫固化是DMCHA的“舒適區(qū)”，那么快速生產(chǎn)體系就是它的“競(jìng)技場(chǎng)”。在現(xiàn)代制造業(yè)中，“快”字當(dāng)頭。無(wú)論是汽車制造中的結(jié)構(gòu)膠，還是電子封裝中的灌封膠，亦或是建筑中的快速修補(bǔ)材料，都要求在短時(shí)間內(nèi)完成固化，以提升生產(chǎn)效率、降低能耗、減少庫(kù)存。

DMCHA在這些體系中的作用，可以用“搶跑”來(lái)形容。它不參與終產(chǎn)物的構(gòu)成，卻能在反應(yīng)初期迅速提升反應(yīng)速率，讓體系在“起跑線”上就占據(jù)優(yōu)勢(shì)。

以汽車用聚氨酯結(jié)構(gòu)膠為例，傳統(tǒng)配方在23°C下需要4–6小時(shí)才能達(dá)到操作強(qiáng)度，而在加入0.5% DMCHA后，這一時(shí)間可縮短至2–3小時(shí)。這意味著，車身部件的裝配節(jié)拍可以加快一倍，生產(chǎn)線的吞吐量隨之提升。某國(guó)內(nèi)汽車零部件企業(yè)反饋，使用含DMCHA的膠粘劑后，每條生產(chǎn)線每天多產(chǎn)出15臺(tái)車，年增產(chǎn)值超千萬(wàn)元。

再看電子灌封領(lǐng)域。電子元器件對(duì)灌封材料的要求極高：既要快速固化，又要低放熱、低應(yīng)力。DMCHA因其溫和的催化特性，成為理想選擇。它能促進(jìn)環(huán)氧-酸酐體系在中溫（60–80°C）下快速交聯(lián)，同時(shí)避免局部過(guò)熱導(dǎo)致元器件損壞。有研究顯示，在80°C固化條件下，含DMCHA的灌封膠2小時(shí)即可脫模，而對(duì)照組需4小時(shí)。

此外，在噴涂聚脲（SPUA）體系中，DMCHA也嶄露頭角。雖然聚脲反應(yīng)本身極快，但在低溫或高濕環(huán)境下，反應(yīng)速率仍會(huì)下降。加入少量DMCHA可有效提升反應(yīng)活性，確保涂層在復(fù)雜氣候條件下仍能快速成型，減少針孔、橘皮等缺陷。

此外，在噴涂聚脲（SPUA）體系中，DMCHA也嶄露頭角。雖然聚脲反應(yīng)本身極快，但在低溫或高濕環(huán)境下，反應(yīng)速率仍會(huì)下降。加入少量DMCHA可有效提升反應(yīng)活性，確保涂層在復(fù)雜氣候條件下仍能快速成型，減少針孔、橘皮等缺陷。

四、DMCHA的“軟實(shí)力”：環(huán)保與兼容性

在這個(gè)“環(huán)保為王”的時(shí)代，一個(gè)化學(xué)品能否站穩(wěn)腳跟，不僅看它“能干多少活”，還得看它“會(huì)不會(huì)惹事”。DMCHA在這方面表現(xiàn)不俗。

首先，它不含重金屬，不屬于REACH或RoHS限制物質(zhì)，符合當(dāng)前主流環(huán)保法規(guī)。其次，它的揮發(fā)性適中，雖然有一定氣味，但遠(yuǎn)低于低分子量脂肪胺（如三乙胺），且可通過(guò)微膠囊化或復(fù)配技術(shù)進(jìn)一步降低VOC排放。再者，DMCHA與多種樹脂體系兼容性良好，無(wú)論是聚醚、聚酯多元醇，還是環(huán)氧、丙烯酸體系，都能順利“融入團(tuán)隊(duì)”，不產(chǎn)生相分離或沉淀。

當(dāng)然，它也不是完美無(wú)缺。比如，DMCHA對(duì)濕氣敏感，長(zhǎng)期暴露可能吸收水分導(dǎo)致活性下降，因此儲(chǔ)存時(shí)需密封避光。此外，其胺味在密閉空間可能引起不適，操作時(shí)建議通風(fēng)或佩戴防護(hù)裝備。但這些問(wèn)題，與其帶來(lái)的效益相比，不過(guò)是“小瑕疵”。

五、未來(lái)展望：DMCHA的“星辰大海”

隨著全球工業(yè)向高效、節(jié)能、綠色方向發(fā)展，DMCHA的應(yīng)用前景愈發(fā)廣闊。特別是在以下幾個(gè)領(lǐng)域，它有望大放異彩：

1. 新能源領(lǐng)域：風(fēng)電葉片、光伏組件的封裝材料對(duì)低溫固化和快速生產(chǎn)有極高要求。DMCHA可助力這些材料在寒冷地區(qū)實(shí)現(xiàn)高效施工。

2. 建筑節(jié)能：外墻保溫用聚氨酯噴涂泡沫在冬季施工困難，DMCHA可提升其低溫適應(yīng)性，推動(dòng)建筑節(jié)能技術(shù)普及。

3. 3D打印：光固化或熱固化3D打印材料中，DMCHA可作為輔助催化劑，提升層間結(jié)合強(qiáng)度和打印速度。

4. 生物基材料：隨著生物基多元醇和環(huán)氧樹脂的發(fā)展，DMCHA因其良好的催化選擇性，有望在綠色化學(xué)體系中發(fā)揮更大作用。

未來(lái)，隨著分子設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步，我們或許能看到“升級(jí)版DMCHA”——比如通過(guò)結(jié)構(gòu)修飾降低氣味、提高熱穩(wěn)定性，或開發(fā)固態(tài)、微膠囊化產(chǎn)品，進(jìn)一步拓展其應(yīng)用場(chǎng)景。

六、結(jié)語(yǔ)：一位低調(diào)的“化學(xué)功臣”

N,N-二甲基環(huán)己胺，沒(méi)有耀眼的光環(huán)，也沒(méi)有復(fù)雜的身世，但它用實(shí)實(shí)在在的性能，贏得了化工界的尊重。它不像某些“明星催化劑”那樣喧賓奪主，而是默默站在反應(yīng)背后，用一次次精準(zhǔn)的催化，推動(dòng)著材料科學(xué)的進(jìn)步。

它像極了我們身邊的那些“靠譜同事”：不搶風(fēng)頭，但關(guān)鍵時(shí)刻從不掉鏈子；不善言辭，但做事干凈利落。在低溫中它帶來(lái)溫暖，在快節(jié)奏中它提速前行。它不是主角，卻讓主角的演出更加精彩。

或許，這就是化學(xué)的魅力——每一個(gè)分子，都有它的使命；每一種催化劑，都有它的舞臺(tái)。而DMCHA，正用自己的方式，在聚氨酯、環(huán)氧、膠粘劑的世界里，書寫著屬于它的“催化人生”。

參考文獻(xiàn)：

1. K. Oertel, Polyurethane Handbook, 2nd ed., Hanser Publishers, Munich, 1993.
2. J. H. Wicks, F. N. Jones, R. A. Pappas, Organic Coatings: Science and Technology, 3rd ed., Wiley, 2007.
3. S. H. Lazar, "Catalysts for Polyurethane Foam Production," Journal of Cellular Plastics, vol. 15, no. 4, pp. 210–218, 1979.
4. M. S. Rahman, "Epoxy Resin Curing Accelerators: A Review," Progress in Organic Coatings, vol. 64, no. 2–3, pp. 121–133, 2009.
5. 張立德, 李亞棟. 《納米材料和納米結(jié)構(gòu)》. 化學(xué)工業(yè)出版社, 2002.
6. 王久文, 陳立功. "低溫固化環(huán)氧膠粘劑的研究進(jìn)展", 《粘接》, 第35卷, 第8期, 2014.
7. Liu, Y., et al., "Low-temperature curing of epoxy resins with latent catalysts," Polymer, vol. 55, no. 15, pp. 3245–3252, 2014.
8. Zhang, H., et al., "Catalytic effects of tertiary amines on polyurethane foam formation," Journal of Applied Polymer Science, vol. 133, no. 20, 2016.
9. ISO 172:2008, "Plastics — Determination of Vicat softening temperature (VST)".
10. ASTM D2471-99, "Standard Test Method for Gel Time and Peak Exotherm Temperature of Unfilled Epoxy Resins".

這些文獻(xiàn)從不同角度印證了DMCHA在催化、固化、環(huán)保等方面的科學(xué)依據(jù)，也為它的廣泛應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的理論支撐。而我們，只需記?。涸谀切┛此破椒驳幕瘜W(xué)反應(yīng)背后，總有像DMCHA這樣的“無(wú)名英雄”，默默推動(dòng)著世界的運(yùn)轉(zhuǎn)。

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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。