如何通過調整DBU含量來控制膠黏劑的固化時間

大家好，我是小張，一個在膠黏劑行業摸爬滾打多年的老兵。今天我想和大家聊聊一個既實用又有趣的話題——如何通過調整DBU（1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯）含量來控制膠黏劑的固化時間。

如果你是個剛入行的小白，可能會問：“DBU是啥？”如果你是老江湖，那可能早就對它愛恨交加。不管你是哪一類人，這篇文章都會讓你對DBU有一個全新的認識，甚至可能改變你對膠黏劑調制的看法。

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一、DBU是什么？它為什么這么重要？

首先我們得從頭說起，DBU是一種有機堿，化學結構看起來有點像兩個環套在一起的“鑰匙圈”，分子式為C9H16N2。它在膠黏劑領域中扮演的角色非常關鍵，尤其是在環氧樹脂類膠黏劑中，它是潛伏型固化促進劑的代表人物。

簡單點說，DBU就像是一個“催化劑”，它本身不直接參與反應，但能加速環氧基團與胺類物質之間的開環反應。這種加速作用直接影響了膠黏劑的固化時間。

DBU的基本參數：

參數名稱	數值/描述
化學名稱	1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯
分子式	C9H16N2
分子量	152.24 g/mol
外觀	無色至淡黃色液體
沸點	259°C
密度（25°C）	0.97 g/cm3
pH（1%水溶液）	約11.5
溶解性	可溶于大多數有機溶劑

DBU大的特點是它具有較強的堿性和良好的熱穩定性，在常溫下可以保持穩定，而在加熱時迅速釋放活性，從而起到催化作用。這種“潛伏性”讓它成為很多單組分環氧膠的理想選擇。

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二、DBU與固化時間的關系：多一分不行，少一分也不行

很多人以為，膠黏劑的固化時間只取決于溫度和濕度，其實不然。配方中的每一個成分，尤其是像DBU這樣的添加劑，都起著至關重要的作用。

我們可以把DBU想象成一個“鬧鐘”。你設定的時間越早（即DBU含量越高），它就會越早“叫醒”整個系統開始反應；反之，如果DBU用得太少，整個系統就懶洋洋地不愿意動彈，固化時間自然就拉長了。

為了讓大家更直觀地理解，我整理了一組實驗數據，看看不同DBU添加量對同一款環氧膠固化時間的影響：

實驗條件：

• 膠黏劑類型：環氧-胺體系
• 固化溫度：120°C
• 基材：鋁板
• 固化終點標準：剪切強度達到30 MPa以上

DBU添加量（phr）	初始粘度（mPa·s）	表干時間（min）	完全固化時間（min）	剪切強度（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

從上表可以看出，隨著DBU含量的增加，固化時間明顯縮短，剪切強度也先升后降。這說明DBU不是越多越好，過量反而會影響終性能。

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三、DBU怎么用？掌握這幾個技巧就夠了

1. 合理控制添加比例

DBU通常以“phr”（每百份樹脂）為單位加入。一般來說，推薦添加量在0.5~2.0 phr之間。這個范圍既能有效促進固化，又不會影響儲存穩定性。

不過，不同的膠黏劑體系（如環氧-酚醛、環氧-硫醇等）對DBU的需求也不同。比如環氧-硫醇體系對DBU的敏感性更高，稍微多加一點就能明顯加快反應速度。

2. 注意儲存穩定性

雖然DBU有很好的潛伏性，但它畢竟是一種強堿，長期存放容易導致膠體提前緩慢反應，出現“假凝膠”現象。所以我們在設計配方時要注意：

• 配方中盡量避免引入水分；
• 添加少量穩定劑（如苯甲酸酯類）；
• 控制包裝密封性，避免長時間暴露在空氣中。

3. 搭配其他助劑使用效果更佳

有時候光靠DBU還不足以滿足復雜工藝需求，我們可以搭配一些其他助劑一起使用，比如：

• 配方中盡量避免引入水分；
• 添加少量穩定劑（如苯甲酸酯類）；
• 控制包裝密封性，避免長時間暴露在空氣中。

3. 搭配其他助劑使用效果更佳

有時候光靠DBU還不足以滿足復雜工藝需求，我們可以搭配一些其他助劑一起使用，比如：

• 阻聚劑：延長適用期；
• 增韌劑：提高剪切強度；
• 填料：調節粘度和降低成本。

舉個例子，某客戶做的是汽車電子封裝膠，要求既要快固化，又要耐高溫。我們在配方中加入了1.5 phr DBU + 0.3 phr對羥基苯甲酸 + 10%硅微粉，結果固化時間從原來的60分鐘縮短到40分鐘，而且儲存期還能保持6個月以上。

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四、DBU在實際應用中的那些事兒

說到這兒，我想分享一個小故事。

幾年前我負責一個項目，給一家醫療設備公司開發一款UV+熱雙重固化的膠黏劑。他們的產品需要在紫外照射后進入烘箱完成終固化，要求UV照射后至少有2小時的操作窗口，但進爐后必須在1小時內完全固化。

剛開始我們試了幾種傳統胺類促進劑，要么操作窗口太短，要么進爐后固化太慢。后來我們換成了DBU，并精確控制添加量在1.2 phr，終于達到了理想效果。

客戶驗收的時候還開玩笑說：“你們這DBU用得真準，跟定時炸彈一樣準時。”

你看，DBU不僅是個技術活兒，有時候也能帶來點幽默感。

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五、常見問題解答（FAQ）

Q1：DBU是不是有毒？

A：DBU有一定的刺激性氣味，屬于低毒化學品。操作時建議佩戴防護手套和口罩，避免長時間接觸皮膚或吸入其蒸汽。

Q2：DBU能不能用于食品級膠黏劑？

A：目前還沒有關于DBU用于食品級材料的相關認證，因此不建議將其用于與食品直接接觸的產品中。

Q3：DBU和其他促進劑能不能混用？

A：可以，但要小心配伍性。例如DBU和DMP-30（一種叔胺類促進劑）混用時，可能會導致體系反應過快，失去可控性。

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六、結語：DBU雖小，作用不小

總結一下，DBU作為一種高效、潛伏性好的固化促進劑，在現代膠黏劑工業中有著不可替代的地位。它就像是一位“隱形推手”，默默推動著整個反應過程，讓我們在有限時間內獲得佳性能。

當然，再好的東西也要用得當。DBU也不是萬能的，它需要我們根據具體應用場景，靈活調整用量、搭配助劑，才能真正發揮它的潛力。

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參考文獻：

國內文獻：

1. 張華, 李偉. “DBU在環氧樹脂膠黏劑中的應用研究.”《中國膠黏劑》, 2018, 27(4): 12-16.
2. 王建國, 陳曉東. “潛伏型固化促進劑的發展現狀.”《化工新材料》, 2020, 48(6): 45-49.
3. 劉洋, 趙明. “環氧膠黏劑中DBU的作用機制及優化.”《粘接》, 2019, 40(3): 22-26.

國外文獻：

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劑目錄

• NT CAT 680 凝膠型催化劑，是一種環保型金屬復合催化劑，不含RoHS所限制的多溴聯、多溴二醚、鉛、汞、鎘等、辛基錫、丁基錫、基錫等九類有機錫化合物，適用于聚氨酯皮革、涂料、膠黏劑以及硅橡膠等。

• NT CAT C-14 廣泛應用于聚氨酯泡沫、彈性體、膠黏劑、密封膠和室溫固化有機硅體系；

• NT CAT C-15 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，比A-14活性低；

• NT CAT C-16 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用和一定的耐水解性，組合料儲存時間長；

• NT CAT C-128 適用于聚氨酯雙組份快速固化膠黏劑體系，在該系列催化劑中催化活性強，特別適合用于脂肪族異氰酸酯體系；

• NT CAT C-129 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有很強的延遲效果，與水的穩定性較強；

• NT CAT C-138 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，中等催化活性，良好的流動性和耐水解性；

• NT CAT C-154 適用于脂肪族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，具有延遲作用；

• NT CAT C-159 適用于芳香族異氰酸酯雙組份聚氨酯膠黏劑體系，可用來替代A-14，添加量為A-14的50-60%；

• NT CAT MB20 凝膠型催化劑，可用于替代軟質塊狀泡沫、高密度軟質泡沫、噴涂泡沫、微孔泡沫以及硬質泡沫體系中的錫金屬催化劑，活性比有機錫相對較低；

• NT CAT T-12 二月桂酸二丁基錫，凝膠型催化劑，適用于聚醚型高密度結構泡沫，還用于聚氨酯涂料、彈性體、膠黏劑、室溫固化硅橡膠等；

• NT CAT T-125 有機錫類強凝膠催化劑，與其他的二丁基錫催化劑相比，T-125催化劑對氨基甲酸酯反應具有更高的催化活性和選擇性，而且改善了水解穩定性，適用于硬質聚氨酯噴涂泡沫、模塑泡沫及CASE應用中。