辛酸亚锡(有机锡T-9)产品介绍
一、引言:辛酸亚锡的基本概念与用途
辛酸亚锡(Stannous Octoate),化学式为C₁₆H₃₀O₄Sn,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,并结合国内外文献资料,力求全面展示该产品的技术特点与市场价值。
二、化学结构与分子组成
2.1 分子式与结构式
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:
分子式:C₁₆H₃₀O₄Sn
分子量:405.1 g/mol
结构式:
深色版本
O O
\ /
C C
\ /
Sn
/ \
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。
三、物理化学性质
3.1 基本物理参数
物理性质 数值范围 单位
外观 淡黄色至琥珀色液体 —
密度(20℃) 1.27 - 1.32 g/cm³
粘度(25℃) mPa·s
沸点(mmHg) >200°C °C
闪点(闭杯) °C
溶解性 易溶于多数有机溶剂 —
pH(1%水溶液) 4.5 - 6.0 —
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)
3.2 化学稳定性
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,应密封保存于干燥环境中。
四、生产工艺与制备方法
4.1 工业合成路线
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:
深色版本
Sn + 2 C8H16O2 → (C8H15O2)₂Sn
4.1.1 典型工艺流程:
原料准备:高纯度金属锡粉与辛酸按比例混合;
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;
脱色过滤:加入活性炭脱色,过滤除去杂质;
冷却结晶:降温至室温后静置结晶;
成品包装:灌装密封,充氮气保护。
4.2 改进工艺与绿色合成
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。
参考文献:
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.
五、主要应用领域
5.1 聚氨酯工业中的催化作用
辛酸亚锡是聚氨酯工业中常用的催化剂之一,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。
5.1.1 发泡反应机理
在聚氨酯发泡过程中,辛酸亚锡可有效催化以下两种反应:
氨基甲酸酯反应(NCO-OH反应):
深色版本
R-NCO + HO-R' → R-NH-CO-O-R'
脲反应(NCO-H2O反应):
深色版本
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。
5.1.2 催化效率对比
催化剂类型 催化效率 适用体系 稳定性
辛酸亚锡(T-9) 高 软泡、硬泡、喷涂 中等
二月桂酸二丁基锡 中 硬泡、胶粘剂 高
三亚乙基二胺 极高 快速发泡体系 低
数据来源:美国化学学会(ACS)期刊《Journal of Applied Polymer Science》,2015年第132卷。
5.2 在涂料与胶粘剂中的应用
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。
5.3 在生物医学材料中的潜在应用
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。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。
参考文献:
Smith, J. et al. "Organotin compounds in biomedical applications: A review." Coordination Chemistry Reviews, 2021, 437: 213834.
六、产品规格与质量标准
6.1 国内行业标准(HG/T)
根据中国化工行业标准 HG/T 《有机锡催化剂》,辛酸亚锡的主要技术指标如下:
指标名称 指标要求
锡含量 ≥29.0%
游离辛酸含量 ≤0.5%
色度(Pt-Co) ≤100
水分 ≤0.1%
重金属杂质总量 ≤0.05%
6.2 (ISO、ASTM)
在国际上,辛酸亚锡的质量控制标准主要包括:
ISO 10545-13:陶瓷砖用胶粘剂测试方法;
ASTM D1921:有机锡化合物分析方法;
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。
七、安全与环保特性
7.1 急性毒性数据(LD₅₀)
动物种类 给药方式 LD₅₀值 单位
小鼠 口服 >2000 mg/kg mg/kg
大鼠 皮肤接触 >5000 mg/kg mg/kg
数据来源:PubChem数据库()
7.2 环境风险评估
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。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。
八、国内外主要生产厂家与市场情况
8.1 国内主要生产企业
公司名称 所在地 主要产品线
山东新典化工有限公司 山东淄博 有机锡催化剂系列
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
8.2 国际供应商
公司名称 所在国家 主要产品线
Air Products 美国 Polycat系列催化剂
Evonik 德国 ORGANO*STAN系列有机锡催化剂
BASF 德国 Lupragen系列催化剂
九、典型应用案例分析
9.1 聚氨酯软泡生产中的应用
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:
成分 比例(phr)
多元醇 100
MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯) 50
水 4.0
辛酸亚锡(T-9) 0.3
表面活性剂 1.5
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。
9.2 在冷藏集装箱保温材料中的应用
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。
十、发展趋势与前景展望
10.1 绿色环保方向
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;
回收利用技术:研究有机锡催化剂的再生与回收方法。
10.2 技术创新方向
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。
十一、参考文献
百度. “辛酸亚锡”. 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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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;