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公司地址:上海市奉贤区场中路629号
分子式:C₇H₁₈N₂
结构简式:(CH₃)₂N-CH₂-CH₂-CH₂-N(CH₃)₂
以 1,3-丙二胺为骨架,两端氨基的氢原子均被甲基取代,形成对称的 双叔胺结构。
含两个 强碱性叔胺基团,空间位阻小,亲核性强。
关键特征:
性质 | 数值/描述 |
---|---|
外观 | 无色至淡黄色透明液体 |
气味 | 氨味(典型胺类气味) |
沸点 | 208–210°C(高沸点,适合高温反应) |
密度 | 0.82–0.84 g/cm³ (20°C) |
溶解性 | 与水、醇、醚、酯类互溶;难溶于脂肪烃 |
碱性 (pKb) | 强碱性(pKb≈3.5–4.0) |
粘度 | 约 2.5 mPa·s (20°C) |
高催化活性:
叔胺氮原子提供强亲核性,可高效催化 异氰酸酯-羟基反应(聚氨酯)及 环氧开环反应(环氧树脂)。
热稳定性好:
沸点高(>200°C),适用于高温固化体系(如汽车涂料、电子灌封胶)。
低挥发性:
相比小分子胺(如三乙胺),减少施工环境中的VOCs释放。
分子对称性:
结构对称赋予更均衡的催化性能,避免局部反应过快。
发泡体系:
与有机锡(如T-12)复配,平衡 凝胶反应(异氰酸酯-羟基)与 发泡反应(异氰酸酯-水),用于软泡/硬泡生产。
弹性体与涂料:
加速固化,提升涂层硬度、耐磨性(如工业地坪漆、防水涂料)。
潜伏性催化:
与酸酐/胺类固化剂配合,降低固化温度(如电子封装胶从150°C→100°C)。
高耐热性:
适用于航空航天复合材料、耐高温胶粘剂。
有机合成中间体:合成季铵盐、离子液体。
气体处理:酸性气体(CO₂、H₂S)吸收剂组分。
TMPDA 的工业化生产以 1,3-丙二胺(PDA) 为原料,通过 甲基化反应 实现。主要路线分为 甲醛/甲酸还原甲基化 与 甲醇催化甲基化。
反应式:
H₂N-CH₂-CH₂-CH₂-NH₂ + 4HCHO + 4HCOOH → (CH₃)₂N-CH₂-CH₂-CH₂-N(CH₃)₂ + 4CO₂ + 4H₂O
工艺流程:
原料混合:
PDA、甲醛(37%水溶液)、甲酸按摩尔比 1:4.2:4.5 加入反应釜。
还原甲基化:
温度:80–100°C,常压。
时间:6–8小时,监测CO₂释放量。
中和与分层:
加碱(NaOH)中和过量甲酸 → 分液去除水相。
蒸馏纯化:
粗品减压蒸馏(120–150°C / 10–20 kPa)。
收集208–210°C馏分,纯度≥99%。
优点:条件温和,设备简单。
缺点:
产生大量废水(含甲酸钠)。
原子经济性差(副产4分子CO₂和H₂O)。
反应式:
H₂N-CH₂-CH₂-CH₂-NH₂ + 4CH₃OH → (CH₃)₂N-CH₂-CH₂-CH₂-N(CH₃)₂ + 4H₂O
催化体系:
催化剂:Ni/Cu/Zn 负载型催化剂(如Ni-Al₂O₃)。
助剂:Na₂CO₃(抑制仲胺副产物)。
工艺流程:
固定床反应:
PDA与甲醇气化后通过催化剂床层(摩尔比 PDA:CH₃OH = 1:6–8)。
温度:180–220°C,压力:2–4 MPa。
产物分离:
反应气冷凝 → 分层除去水(含未反应甲醇)。
有机相减压蒸馏分离:
低沸物(甲醇、二甲醚)→ 循环利用。
高沸物(TMPDA)→ 纯度≥98.5%。
催化剂再生:
通H₂还原(300°C)恢复活性,寿命>1000小时。
优点:
原子利用率高,副产仅为水。
连续化生产,效率提升50%以上。
挑战:催化剂抗积碳设计、高温高压设备投资高。
纯度控制:
GC检测主含量≥99%,限制单甲基丙二胺(<0.3%)、三甲基丙二胺(<0.5%)等杂质。
水分含量:
Karl Fischer法控制 ≤0.1%(避免影响聚氨酯发泡)。
色度(APHA):
加氢精制确保 ≤20(防止制品黄变)。
安全风险:
强碱性:皮肤接触需立即冲洗,操作戴耐化手套。
可燃性:闪点≈85°C,远离火源。
环保处理:
甲醛/甲酸路线:废水需生化处理(COD≈15,000 mg/L)。
甲醇路线:废水COD<500 mg/L,可直接生化降解。
荷兰 Fentacat 公司(全球领先胺催化剂生产商)的TMPDA产品特点:
超高选择性:专有催化剂抑制副反应,纯度>99.5%。
低气味配方:深度精馏减少挥发性杂质。
定制化服务:提供与有机金属催化剂的预混液(如TMPDA:T-12=7:3)。
四甲基丙二胺(TMPDA) 作为高性能双叔胺催化剂:
结构核心:对称双叔胺赋予强碱性、低挥发性和高热稳定性。
工艺趋势:甲醇催化甲基化法逐步替代传统甲醛/甲酸法,更绿色高效。
核心应用:PU泡沫/涂料固化催化剂、环氧树脂潜伏性促进剂。
工业标杆:Fentacat TMPDA 以高纯度、定制化方案占据高端市场。