شتاب دهنده پلی یورتان دیبوتیلتین دیلورات (DBTL)، که اغلب به اختصار DBTDL نیز شناخته میشود، یک ترکیب ارگانو تین است که به طور گسترده به عنوان کاتالیزور در تولید رنگ ها و فوم های پلییورتان مورد استفاده قرار میگیرد . این ماده به دلیل فعالیت کاتالیستی همهکاره خود، به عنوان یک عامل اصلی در سنتز و پخت پلییورتان شناخته شده است . اهمیت شتاب دهنده DBTL نشاندهنده اثربخشی تاریخی آن در طیف وسیعی از کاربردهای پلییورتان است و اغلب به عنوان معیاری برای مقایسه سایر کاتالیزورها در نظر گرفته میشود . استفاده طولانیمدت از DBTL حاکی از آن است که این ماده دارای ترکیبی از خواصی است که آن را در کاتالیز کردن واکنش اورتان بسیار مؤثر میسازد. این خواص احتمالاً شامل فعالیت بالا، حلالیت خوب و سازگاری با فرمولاسیونهای مختلف است.
عملکرد و خواص DBTL در رنگهای پلییورتان
شتاب دهنده پلی یورتان دیبوتیلتین دیلورات (DBTL) عمدتاً فرآیند اتصال عرضی بین گروه های هاردنر و رزین را در سیستمهای رنگ پلییورتان دوجزئی مبتنی بر حلال تسریع میکند . این ماده با ترجیح دادن واکنش بین گروه های هاردنر(ایزوسیانات) و گروه های رزین (پلیال) بر سایر واکنشهای جانبی مانند واکنش ایزوسیانات با آب، خشک شدن سیستمهای پخت شیمیایی را بهبود میبخشد . دی بی تی دی ال به عنوان یک اسید لوئیس عمل میکند و با پذیرش الکترونهای غیرپیوندی از اکسیژن موجود در مولکول ایزوسیانات، واکنش را آغاز میکند . این گزینشپذیری DBTL نسبت به واکنش ایزوسیانات-پلیال برای به حداقل رساندن محصولات جانبی ناخواسته، مانند دیاکسید کربن ناشی از واکنش ایزوسیانات با آب، که میتواند باعث ایجاد حباب و تأثیر بر کیفیت لایه رنگ شود، بسیار مهم است . مکانیسم کاتالیزوری DBTL شامل تشکیل یک کمپلکس با واکنشدهندهها است که انرژی فعالسازی واکنش تشکیل اورتان را کاهش میدهد. DBTL با تعامل ترجیحی با ایزوسیانات و پلیال، واکنش را به سمت پلیمر پلییورتان مورد نظر هدایت میکند.
خواص کلیدی DBTL که در استفاده از آن در رنگها اهمیت دارند عبارتند از: حالت فیزیکی آن به صورت مایع ویسکوز و روغنی بیرنگ تا زرد است . این ماده در استون، متانول و سایر حلالهای آلی محلول است و عملاً در آب نامحلول است . میزان فلز (Sn) در آن معمولاً بین 18.2٪ تا 18.9٪ متغیر است . مقدار مواد غیرفرار آن عموماً ≥ 95.00٪ است . ویسکوزیته و وزن مخصوص آن نیز در محدوده معینی تعریف شدهاند . حالت مایع و حلالیت DBTL در حلالهای آلی باعث میشود که به راحتی در فرمولاسیونهای رنگ پلییورتان مبتنی بر حلال پراکنده و مخلوط شود و از فعالیت کاتالیزوری یکنواخت در سراسر پوشش اطمینان حاصل شود . خواص فیزیکی DBTL به طور مستقیم بر نحوه کاربری، ذخیرهسازی و عملکرد آن در فرمولاسیونهای رنگ تأثیر میگذارد. به عنوان مثال، فراریت کم آن تضمین میکند که کاتالیزور در طول فرآیند پخت در لایه رنگ باقی میماند، در حالی که عدم حلالیت آن در آب استفاده از آن را عمدتاً به سیستمهای مبتنی بر حلال محدود میکند.
سازوکار عملکرد در پخت پلییورتان
DBTL تشکیل یک کمپلکس شامل اتم قلع، گروه ایزوسیانات (-NCO) و گروه هیدروکسیل (-OH) پلیال را تسهیل میکند . تشکیل این کمپلکس، انرژی فعالسازی مورد نیاز برای تشکیل پیوند اورتان (-NH-CO-O-) را کاهش میدهد . مرکز قلع در DBTL به عنوان یک اسید لوئیس عمل میکند و الکترونها را از اکسیژن گروه ایزوسیانات میپذیرد، که آن را الکتروندوستتر کرده و در برابر حمله هستهدوستی گروه هیدروکسیل پلیال آسیبپذیرتر میکند . تشکیل کمپلکسهای واسطه یک مکانیسم رایج برای کاتالیزورهای مبتنی بر فلز است و اهمیت خواص الکترونیکی فلز را در تسهیل تبدیلات شیمیایی نشان میدهد . کارایی DBTL ناشی از توانایی آن در تشکیل این واسطههای واکنشپذیر است. چرخه کاتالیزوری DBTL شامل هماهنگی واکنشدهندهها با مرکز قلع، و به دنبال آن تشکیل پیوند اورتان و بازسازی کاتالیزور است. این چرخه تکرار میشود و به مقدار کمی کاتالیزور اجازه میدهد تا واکنش مقدار زیادی از واکنشدهندهها را تسریع کند.
فعالیت کاتالیزوری DBTL به طور ترجیحی واکنش بین ایزوسیاناتها و پلیالها را تقویت میکند و منجر به تشکیل پلیمر پلییورتان میشود . این ماده واکنشهای جانبی مانند واکنش ایزوسیاناتها با آب را که اوره و دیاکسید کربن تولید میکند، به حداقل میرساند . این گزینشپذیری برای دستیابی به یک لایه رنگ با کیفیت بالا و بدون نقص با خواص مطلوب مانند سختی و مقاومت در برابر خراش بسیار مهم است . اگرچه DBTL عموماً واکنش اورتان را ترجیح میدهد، اما حساسیت به رطوبت همچنان میتواند یک نگرانی باشد و وجود آب در فرمولاسیون میتواند منجر به واکنشهای جانبی نامطلوب شود. این امر بر اهمیت کنترل سطح رطوبت در طول تولید و استفاده از رنگهای پلییورتان تأکید میکند . کاتالیزور بر سرعت نسبی واکنشهای اورتان و ایزوسیانات-آب تأثیر میگذارد. اثربخشی DBTL در توانایی آن در افزایش قابل توجه سرعت واکنش اورتان در حالی که تأثیر نسبتاً کمتری بر سرعت واکنش جانبی با آب دارد، نهفته است.
شتاب دهنده DABCO T12
منابع متعددی به صراحت بیان میکنند که شتاب دهنده پلی یورتان T-12 یک نام تجاری رایج برای دیبوتیلتین دیلورات (DBTL) است . محصول DABCO® T 12 از شرکت Evonik به عنوان دیبوتیلتین دیلورات شناخته شده است . استفاده گسترده از نام تجاری T-12 نشاندهنده درجهای از استانداردسازی یا حداقل شناخت رایج در صنعت برای این ترکیب شیمیایی خاص است . نامهای تجاری اغلب برای اهداف بازاریابی و برندسازی استفاده میشوند، اما در مورد T-12، این نام تقریباً مترادف با DBTL شده است که نشاندهنده اهمیت تاریخی و رواج آن است.
اگرچه ماده فعال یکسان است (دیبوتیلتین دیلورات)، اما تولیدکنندگان ممکن است گریدهای مختلف یا فرمولاسیونهایی با تغییرات جزئی در خلوص، محتوای حلال یا وجود تثبیتکنندهها ارائه دهند . به عنوان مثال، BNT Chemicals، DBTL را در انواع مختلف محصول متناسب با نیازهای خاص، از جمله آنهایی که دارای اثرات تثبیتکننده نور یا حرارت هستند (BNT-CAT 420، 423، 422)، ارائه میدهد . کاربران باید با دقت برگه اطلاعات فنی ارائه شده توسط تولیدکنندگان مختلف را بررسی کنند تا از هرگونه تفاوت احتمالی در فرمولاسیون و ویژگیهای عملکرد، حتی اگر محصول مبتنی بر DBTL باشد، آگاه شوند . در حالی که فعالیت کاتالیزوری اصلی ناشی از DBTL است، عملکرد کلی یک محصول تجاری میتواند تحت تأثیر سایر اجزای موجود در فرمولاسیون، مانند حلالها یا تثبیتکنندهها، که ممکن است بین تولیدکنندگان متفاوت باشد، قرار گیرد.
کاتالیست دیبوتیل تین دیلوریت DBTL برند Borchers OMG نیز در بازار ایران بسیار شناخته شده و مورد استفاده است.
جدول 1: نامهای تجاری و تولیدکنندگان DBTL
| نام تجاری | تولیدکننده(ها) |
| T-12 | Evonik (DABCO® T 12), Ataman Kimya |
| BNT-CAT 420, 421, 422, 423, 425, 428 | BNT Chemicals |
| BRB DBTDL, D-22, Fomrez SUL-4E, Mark DBTL, Metatin Catalyst 712E/ES, SILOPREN CATALYST 162, T-CAT B12 | Ataman Kimya |
| Butynorate, Davainex, Dibutylbis(lauroyloxy)tin, Dibutylstannylene dilaurate, Dibutyltin didodecanoate, Dibutyltindilaurate, Lauric acid, 1,1′-(dibutylstannylene) ester, Stabilizer D-22, Tinostat | (مترادفهای رایج) |
| Borchi® Kat | Borchers (به عنوان یک محصول در خط تولید) |
محصول DABCO® T 12 از شرکت Evonik به دو صورت گالن های 25 کیلویی و بشکه های 200 کیلوگرمی توسط شرکت پلیمر کاوه در ایران عرضه می شود.