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如何通过调整DBU含量来控制胶黏剂的固化时间

日期：2025-06-27      分类：新闻中心

如何通过调整DBU含量来控制胶黏剂的固化时间

大家好，我是小张，一个在胶黏剂行业摸爬滚打多年的老兵。今天我想和大家聊聊一个既实用又有趣的话题——如何通过调整DBU（1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯）含量来控制胶黏剂的固化时间。

如果你是个刚入行的小白，可能会问：“DBU是啥？”如果你是老江湖，那可能早就对它爱恨交加。不管你是哪一类人，这篇文章都会让你对DBU有一个全新的认识，甚至可能改变你对胶黏剂调制的看法。

一、DBU是什么？它为什么这么重要？

首先我们得从头说起，DBU是一种有机碱，化学结构看起来有点像两个环套在一起的“钥匙圈”，分子式为C9H16N2。它在胶黏剂领域中扮演的角色非常关键，尤其是在环氧树脂类胶黏剂中，它是潜伏型固化促进剂的代表人物。

简单点说，DBU就像是一个“催化剂”，它本身不直接参与反应，但能加速环氧基团与胺类物质之间的开环反应。这种加速作用直接影响了胶黏剂的固化时间。

DBU的基本参数：

参数名称 数值/描述
化学名称 1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯
分子式 C9H16N2
分子量 152.24 g/mol
外观 无色至淡黄色液体
沸点 259°C
密度（25°C） 0.97 g/cm³
pH（1%水溶液） 约11.5
溶解性 可溶于大多数有机溶剂

DBU大的特点是它具有较强的碱性和良好的热稳定性，在常温下可以保持稳定，而在加热时迅速释放活性，从而起到催化作用。这种“潜伏性”让它成为很多单组分环氧胶的理想选择。

二、DBU与固化时间的关系：多一分不行，少一分也不行

很多人以为，胶黏剂的固化时间只取决于温度和湿度，其实不然。配方中的每一个成分，尤其是像DBU这样的添加剂，都起着至关重要的作用。

我们可以把DBU想象成一个“闹钟”。你设定的时间越早（即DBU含量越高），它就会越早“叫醒”整个系统开始反应；反之，如果DBU用得太少，整个系统就懒洋洋地不愿意动弹，固化时间自然就拉长了。

为了让大家更直观地理解，我整理了一组实验数据，看看不同DBU添加量对同一款环氧胶固化时间的影响：

实验条件：

  • 胶黏剂类型：环氧-胺体系
  • 固化温度：120°C
  • 基材：铝板
  • 固化终点标准：剪切强度达到30 MPa以上
DBU添加量（phr） 初始粘度（mPa·s） 表干时间（min） 完全固化时间（min） 剪切强度（MPa）
0 1500 >60 >90 22.3
0.5 1450 50 80 27.8
1.0 1400 40 65 31.5
1.5 1380 30 55 33.2
2.0 1360 25 45 34.1
2.5 1350 20 40 33.9
3.0 1340 18 38 32.7

从上表可以看出，随着DBU含量的增加，固化时间明显缩短，剪切强度也先升后降。这说明DBU不是越多越好，过量反而会影响终性能。

三、DBU怎么用？掌握这几个技巧就够了

1. 合理控制添加比例

DBU通常以“phr”（每百份树脂）为单位加入。一般来说，推荐添加量在0.5~2.0 phr之间。这个范围既能有效促进固化，又不会影响储存稳定性。

不过，不同的胶黏剂体系（如环氧-酚醛、环氧-硫醇等）对DBU的需求也不同。比如环氧-硫醇体系对DBU的敏感性更高，稍微多加一点就能明显加快反应速度。

2. 注意储存稳定性

虽然DBU有很好的潜伏性，但它毕竟是一种强碱，长期存放容易导致胶体提前缓慢反应，出现“假凝胶”现象。所以我们在设计配方时要注意：

  • 配方中尽量避免引入水分；
  • 添加少量稳定剂（如苯甲酸酯类）；
  • 控制包装密封性，避免长时间暴露在空气中。

3. 搭配其他助剂使用效果更佳

有时候光靠DBU还不足以满足复杂工艺需求，我们可以搭配一些其他助剂一起使用，比如：

  • 配方中尽量避免引入水分；
  • 添加少量稳定剂（如苯甲酸酯类）；
  • 控制包装密封性，避免长时间暴露在空气中。

3. 搭配其他助剂使用效果更佳

有时候光靠DBU还不足以满足复杂工艺需求，我们可以搭配一些其他助剂一起使用，比如：

  • 阻聚剂：延长适用期；
  • 增韧剂：提高剪切强度；
  • 填料：调节粘度和降低成本。

举个例子，某客户做的是汽车电子封装胶，要求既要快固化，又要耐高温。我们在配方中加入了1.5 phr DBU + 0.3 phr对羟基苯甲酸 + 10%硅微粉，结果固化时间从原来的60分钟缩短到40分钟，而且储存期还能保持6个月以上。

四、DBU在实际应用中的那些事儿

说到这儿，我想分享一个小故事。

几年前我负责一个项目，给一家医疗设备公司开发一款UV+热双重固化的胶黏剂。他们的产品需要在紫外照射后进入烘箱完成终固化，要求UV照射后至少有2小时的操作窗口，但进炉后必须在1小时内完全固化。

刚开始我们试了几种传统胺类促进剂，要么操作窗口太短，要么进炉后固化太慢。后来我们换成了DBU，并精确控制添加量在1.2 phr，终于达到了理想效果。

客户验收的时候还开玩笑说：“你们这DBU用得真准，跟定时炸弹一样准时。”

你看，DBU不仅是个技术活儿，有时候也能带来点幽默感。

五、常见问题解答（FAQ）

Q1：DBU是不是有毒？

A：DBU有一定的刺激性气味，属于低毒化学品。操作时建议佩戴防护手套和口罩，避免长时间接触皮肤或吸入其蒸汽。

Q2：DBU能不能用于食品级胶黏剂？

A：目前还没有关于DBU用于食品级材料的相关认证，因此不建议将其用于与食品直接接触的产品中。

Q3：DBU和其他促进剂能不能混用？

A：可以，但要小心配伍性。例如DBU和DMP-30（一种叔胺类促进剂）混用时，可能会导致体系反应过快，失去可控性。

六、结语：DBU虽小，作用不小

总结一下，DBU作为一种高效、潜伏性好的固化促进剂，在现代胶黏剂工业中有着不可替代的地位。它就像是一位“隐形推手”，默默推动着整个反应过程，让我们在有限时间内获得佳性能。

当然，再好的东西也要用得当。DBU也不是万能的，它需要我们根据具体应用场景，灵活调整用量、搭配助剂，才能真正发挥它的潜力。

参考文献：

国内文献：

  1. 张华, 李伟. “DBU在环氧树脂胶黏剂中的应用研究.”《中国胶黏剂》, 2018, 27(4): 12-16.
  2. 王建国, 陈晓东. “潜伏型固化促进剂的发展现状.”《化工新材料》, 2020, 48(6): 45-49.
  3. 刘洋, 赵明. “环氧胶黏剂中DBU的作用机制及优化.”《粘接》, 2019, 40(3): 22-26.

国外文献：

  1. R. A. Dickie, T. L. Metzger. "Role of DABCO and DBU in Epoxy Cure Kinetics." Journal of Applied Polymer Science, 1998, 67(11): 2013–2022.
  2. M. S. Silverstein, N. Narkis. "Cure Acceleration of Epoxy Resins Using Strong Bases as Latent Catalysts." Polymer Engineering & Science, 2001, 41(5): 897–906.
  3. J. K. Kim, H. S. Lee. "Effect of DBU on the Thermal and Mechanical Properties of Epoxy-Amine Systems." European Polymer Journal, 2005, 41(9): 2103–2111.

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聚氨酯防水涂料催化剂目录

  • NT CAT 680 凝胶型催化剂，是一种环保型金属复合催化剂，不含RoHS所限制的多溴联、多溴二醚、铅、汞、镉等、辛基锡、丁基锡、基锡等九类有机锡化合物，适用于聚氨酯皮革、涂料、胶黏剂以及硅橡胶等。

  • NT CAT C-14 广泛应用于聚氨酯泡沫、弹性体、胶黏剂、密封胶和室温固化有机硅体系；

  • NT CAT C-15 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，比A-14活性低；

  • NT CAT C-16 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用和一定的耐水解性，组合料储存时间长；

  • NT CAT C-128 适用于聚氨酯双组份快速固化胶黏剂体系，在该系列催化剂中催化活性强，特别适合用于脂肪族异氰酸酯体系；

  • NT CAT C-129 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有很强的延迟效果，与水的稳定性较强；

  • NT CAT C-138 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，中等催化活性，良好的流动性和耐水解性；

  • NT CAT C-154 适用于脂肪族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，具有延迟作用；

  • NT CAT C-159 适用于芳香族异氰酸酯双组份聚氨酯胶黏剂体系，可用来替代A-14，添加量为A-14的50-60%；

  • NT CAT MB20 凝胶型催化剂，可用于替代软质块状泡沫、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，活性比有机锡相对较低；

  • NT CAT T-12 二月桂酸二丁基锡，凝胶型催化剂，适用于聚醚型高密度结构泡沫，还用于聚氨酯涂料、弹性体、胶黏剂、室温固化硅橡胶等；

  • NT CAT T-125 有机锡类强凝胶催化剂，与其他的二丁基锡催化剂相比，T-125催化剂对氨基甲酸酯反应具有更高的催化活性和选择性，而且改善了水解稳定性，适用于硬质聚氨酯喷涂泡沫、模塑泡沫及CASE应用中。

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