[發明專利]一種兼有穩泡和開孔性能的聚氨酯泡沫有機硅表面活性劑

無效

• 申請號: 201210559832.8
• 申請日: 2012-12-21
• 公開（公告）號: CN103055759A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 孫宇;李豐富
• 申請（專利權）人: 南京美思德新材料有限公司
• 主分類號: B01F17/54
• 分類號: B01F17/54
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 郭百濤

技術領域

本發明涉及一種有機硅表面活性劑，更具體地說涉及一種兼有穩泡和開孔性能的聚氨酯泡沫有機硅表面活性劑。

背景技術

有機硅表面活性劑，以聚二甲基硅氧烷為疏水主鏈，在主鏈中間位或端位連接一個或多個有機極性基團而構成的一類表面活性劑。有機硅表面活性劑，具有優良的降低表面張力的性能，潤濕和鋪展性好、乳化性作用大、配伍性能好，并具有發泡、穩泡和抑泡作用，且無毒副作用，以廣泛應用于化妝品、聚氨酯泡沫塑料、紡織、涂料、農藥等方面。

有機硅表面活性劑是生產聚氨酯泡沫塑料泡沫穩不可缺少的組份，亦被稱為泡沫穩定劑。它起著乳化泡沫物料、穩定泡沫和調節泡孔的作用，其用量雖然不大，但對泡沫體的泡孔大小和結構、物理性能、制造工藝都有著重大影響。

傳統意義上，聚氨酯泡沫塑料用有機硅表面活性劑均要求具有良好的穩泡性能。US6166098、US6245824、EP1081177A，以及《一種聚氨酯泡沫穩定劑的制備方法》（CN102226002）等專利均報道了以端基羥基聚醚接枝改性聚硅氧烷的共聚物，作為具有穩泡性能的有機硅泡沫穩定劑的結構及其制備方法，以及在聚氨酯泡沫塑料生產配方中的應,。但是該類有機硅表面活性劑過度強調其穩泡性能，在一些對聚氨酯泡沫塑料的尺寸穩定性能要求高的應用領域，如太陽能熱水器、單組份填縫劑等，就會表現出明顯的弱勢，使得這類產品的生產過程中不得不加入具有開孔性能的助劑，使其達到尺寸穩定的效果。

中國發明專利《封端型非離子表面活性劑、制備方法及其應用》（CN100509128）報道了，以甲基封端羥基烯丙醇聚醚改性聚硅氧烷的封端型表面活性劑，以及在聚氨酯軟泡中的應用。

上述以端羥基烯丙醇聚醚端基羥基聚醚接枝改性聚硅氧烷制備出的表面活性劑，在聚氨酯硬泡中，具有較高的穩泡性能和閉孔率；而以甲基封端羥基烯丙醇聚醚改性聚硅氧烷的封端型表面活性劑，在聚氨酯軟泡中具有開孔作用，雖然其也具有一定的穩泡作用，但其具有過高的分子量，在聚氨酯硬泡中應用時其開孔性能占主導地位，幾乎無穩泡作用。

針對上述兩種結構的局限性，本發明專利從分子結構設計角度，通過控制聚合物分子量以及烯丙基聚醚的種類，發明了一種同時具有穩泡性能和開孔性能的有機硅表面活性劑，并將其應用于具有尺寸穩定性要求的聚氨酯硬泡及單組份聚氨酯填縫劑的生產中，取得了良好的應用效果。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現在技術中存在的不足和問題，從結構設計角度，提供了一種兼有穩泡和開孔性能的聚氨酯泡沫有機硅表面活性劑，利用一種有機硅表面活性劑，同時滿足穩泡和開孔性能的要求，并且根據應用的要求不同，可以調節穩泡和開孔的比例，更好的滿足實際應用需求。

本發明的有機硅表面活性劑，其具有以下結構式Ⅰ的結構：

其中結構式Ⅰ中：

m的值為15～210，n1的值為1～10，n2的值為1～10，且m+n1+n2=20～235；

R1的結構通式，為下式Ⅱ

其中結構式Ⅱ中：分子量范圍是400～3500，a的值為0～60，b的值為5～90，且鏈段中聚環氧乙烷與聚環氧丙烷鏈段的重量配比：聚環氧乙烷鏈段為0～50％，聚環氧丙烷鏈段為50～100％；M為碳原子數為1~4的烷烴、酰氧基；

R2的結構通式，為下式Ⅲ

其中結構式Ⅲ中：分子量范圍是400～3500，c的值為5～90，d的值為0～60，且鏈段中聚環氧乙烷與聚環氧丙烷鏈段的重量配比：聚環氧乙烷鏈段為100～50％，聚環氧丙烷鏈段為0～50％。

本發明的有機硅表面活性劑的制備方法，同公開號為CN100509128公開的《封端型非離子表面活性劑、制備方法及其應用》，具體步驟如下：

A)以烯丙醇為起始劑，在反應器中加入環氧乙烷和環氧丙烷，在堿性催化劑存在下、壓力≤0.2Mpa、反應溫度為100～130℃條件下反應4~6小時，得到不同分子量的端丙烯基聚醚R0和R2，其中環氧乙烷和環氧丙烷用量之和與起始劑烯丙醇的用量的摩爾為3～300：1；

B）改性聚醚R1的制備方法詳細描述見公開號為CN101343358的《一種由端羥基聚醚制備的封端聚醚及其制備方法》專利，具體如下：將聚醚R0的端羥基進行改性，即將聚醚R0的端羥基采用含鈉或鉀類化合物進行醇鹽化取代，得到聚醚醇金屬，然后采用氯化物進行氯化反應，得到封端改性聚醚R1；