二異氰酸酯(TDI)在催化作用下可以發生三聚反應，形成含異氰脲酸酯環的三聚體。TDI三聚體具有揮發性低、毒性小、官能度高、熱穩定性好、耐腐蝕性好等優點，常作為聚氨酯固化劑被廣泛應用在涂料、粘合劑中。在20世紀70年代，國外多家公司開始工業化生產應用這類產品，如Bayer、BASF、Dow等。目前高性能、低游離單體的TDI三聚體仍然需要大量依賴進口。
本研究以催化劑 NT CAT P100合成 TDI 三聚體聚氨酯固化劑，實驗結果表明: 該催化劑具有催化速率快、活性高、反應溫度低等優點。在40 ℃下，以滴加方式催化反應，8 h 就可以達到反應終點，得到低游離單體含量 TDI 三聚體。
二異氰酸單體TDI(80/20):工業品，BASF；醋酸丁酯:分析純，廣州番禺力強化工廠；NT CAT DMP-30:工業品，新典化學；NT CAT K-15:工業品，新典化學；NT CAT P100: 新典化學；
在氮氣保護的條件下，往裝有攪拌、溫度計以及回流冷凝管的干燥四口圓底燒瓶中加入 TDI( 80/20) 單體 100 g，醋酸丁酯100 g。攪拌5 ～10 min，加熱升溫至40 ℃，滴加0. 5 g催化劑的醋酸丁酯溶液( 醋酸丁酯10 mL) 。滴加完畢后，控制溫度在40 ～80 ℃之間，保溫反應約8 h，每隔1 h測定一次反應溶液的—NCO值，當—NCO含量降低到8.5% ～ 9% 時，加入1 g甲酰氯，繼續反應0.5 h，停止加熱攪拌，降溫出料，得到淺黃色透明液體。
在上述工藝基礎上，滴加預設定量的醇，保溫反應30 ～60 min，對 TDI 三聚體進行改性處理。
催化劑的選擇是TDI三聚反應的關鍵。常用的TDI三聚催化劑包括叔胺、有機金屬化合物、有機膦化合物、堿金屬羧酸鹽等。選用DMP－30、K-15和P100對50%醋酸丁酯的TDI溶液分別催化反應，結果如表1和圖2所示。
表1 不同催化劑（0.5%添加量）對TDI三聚反應的影響
w(—NCO)/% 24.2 12.3 10.4 6.8
產品外觀 無色透明 黃色透明 微黃透明 近水白透明
新典化學創新突破：低游離度TDI三聚體
由表1和圖2可見，不加催化劑的情況下，TDI的三聚反應不發生；K-15催化三聚的效果較差，溫度較高、反應時間長，容易產生更多的多聚體結構；均為叔胺類催化劑的DMP－30和P100催化效果較好，相比之下P100的催化性能更強，短時間內就能迅速反應，降低—NCO值，而且實驗還表明在40 ℃下其仍然具有很高的催化活性。因此，選用P100作為催化劑。圖3是P100催化劑用量分別占TDI單體總質量的2%、0.5%及0.8%時對TDI三聚反應的影響。
從圖3看到，在其他條件相同的情況下，隨著P100用量的增加，反應速率加快，同時—NCO基團含量有所減少。催化劑用量太少時，即使延長反應時間，—NCO含量仍高于12%；而催化劑用量過高時，大量殘留的催化劑在一定程度上影響了產品的性能。實驗表明，P100用量為0.5%較合適。
另外，催化劑的滴加方式也會影響三聚反應。實驗表明，若一次性加入催化劑，單體馬上劇烈反應，大量放熱，局部溫度可上升10 ℃，反應物活性的增加可能導致產物的相對分子質量增加、分布變寬，生成大量的高聚物，使產物的黏度增加、顏色加深、產品性能下降。而采用醋酸丁酯稀釋催化劑后逐滴滴加的方式，能很好地控制反應溫度。
采用P100為催化劑合成TDI三聚體，實驗表明該催化劑催化活性高、催化速率快，催化效果較 DMP－30 和K-15好。
上海新典化學材料有限公司成立于2011年，總部位于上海市寶山，是一家專注于聚氨酯催化劑研發、生產和銷售的高新技術企業。公司擁有江蘇、山東兩處生產基地，年產能達萬噸級，產品覆蓋叔胺類催化劑、有機金屬化合物及環保型涂料催化劑等，廣泛應用于泡沫塑料、彈性體、涂料、膠黏劑等領域。憑借與國內外高校及行業領先企業的技術合作，新典化學持續推出適應市場需求的高效環保產品，客戶覆蓋全球多個國家和地區。
NT CAT T-12 適用于室溫固化有機硅體系，快速固化。
NT CAT UL1 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，活性略低于T-12。
NT CAT UL22 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性比T-12高，優異的耐水解性能。
NT CAT UL28 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，該系列催化劑中活性高，常用于替代T-12。
NT CAT UL30 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。
NT CAT UL50 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性。
NT CAT UL54 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，中等催化活性，耐水解性良好。
NT CAT SI220 適用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，特別推薦用于MS膠，活性比T-12高。
NT CAT MB20 適用有機鉍類催化劑，可用于有機硅體系和硅烷改性聚合物體系，活性較低，滿足各類環保法規要求。
NT CAT DBU 適用有機胺類催化劑，可用于室溫硫化硅橡膠，滿足各類環保法規要求。