[發明專利]一種有機硅親水助劑、聚氨酯發泡材料及制備方法

有效

• 申請號: 202110404985.4
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113307976B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 柯其武;趙文峰;李玉博
• 申請（專利權）人: 佳化化學科技發展（上海）有限公司;上海撫佳精細化工有限公司
• 主分類號: C08G77/46
• 分類號: C08G77/46;C08L83/08;C08L83/12;C08G18/63;C08G18/50;C08G18/48;C08G101/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 周淑歌

本發明屬于聚氨酯材料技術領域，具體涉及一種有機硅親水助劑、聚氨酯發泡材料及制備方法。本發明提供的聚氨酯發泡材料，通過各原料之間的配合以及用量調整，特別是通過采用本發明提供的有機硅親水助劑和特定配方制備得到的聚氨酯發泡材料，與常規親水性聚氨酯發泡材料相比，具有吸水不溶脹的特性，吸水速度更快，吸水/親水/保水能力更強，體積溶脹率更低，材料在潤濕狀態的物理機械性能保持率更高，且應用配方的穩定性和寬容度更好。

技術領域

本發明屬于聚氨酯材料技術領域，具體涉及一種有機硅親水助劑、聚氨酯發泡材料及制備方法。

背景技術

聚氨酯軟泡，指的是軟質聚氨酯泡沫塑料，是一種具有一定彈性的柔軟性聚氨酯泡沫塑料，它是聚氨酯制品中用量最大的一種聚氨酯產品。聚氨酯軟泡多為開孔結構，具有密度低、彈性回復好、吸音、透氣、保溫等性能，主要用作家具墊材、床墊、交通工具座椅坐墊等墊材，工業和民用上也把軟泡用作過濾材料、隔音材料、防震材料、裝飾材料、包裝材料及隔熱材料等。

傳統聚氨酯軟泡，例如聚氨酯普通軟泡海綿，高回彈海綿或慢回彈海綿等，由于合成原料普遍選擇常規的高環氧丙烷含量的聚醚，基本不吸水。但是，隨著應用領域的擴展，對聚氨酯軟泡材料的吸水性、吸水不溶脹性以及機械性能等方面提出了更高的要求。

經調查研究發現，下游市場和最新的研究發明主要集中于通過在聚氨酯海綿結構中使用含EO結構的親水基團，比如聚乙二醇、高EO含量共聚或封端結構聚醚多元醇來提高整個聚氨酯結構的親水或吸水甚至保水能力。但是，這種制備方法具有比較嚴重的缺陷：含有大量高EO結構單元的聚氨酯軟泡經過泡水后會迅速膨脹至原來體積的20％，分子交聯節點之間的距離被拉長，平均交聯密度降低，導致吸收溶脹的海綿物理結構性能極速下降，將會出現吸水量越大，海綿機械強度越差的趨勢。

正是因為這樣的原因，上述使用高份數高EO聚醚或聚乙二醇的原料的制備方法得到的聚氨酯軟泡產品常用于醫療敷料、污水處理、農業園林無土栽培等對耐用性要求不高、使用壽命周期不長的場景和領域；然而，對于清潔洗護、家具寢具、個人衣物等所使用聚氨酯軟泡產品需要長期反復使用，經受水洗晾干，機械或人工拉扯，且使用過程中不允許出現溶脹等尺寸變化的應用環境中，常規方法所制備得到的聚氨酯軟泡性能就不能夠匹配這類需求。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中親水性的聚氨酯軟泡吸水后溶脹率高、機械性能差等缺陷，從而提供一種有機硅親水助劑、聚氨酯發泡材料及制備方法。

為此，本發明提供如下技術方案：

本發明提供一種有機硅親水助劑，具有如下所示結構：M’D_xD’_yM’，

其中：x的范圍為3～8，y的范圍為0～3，并且D/(D’+M’)≤5；

M’是(CH3)₃SiO_1/2或R(CH3)₂SiO_1/2；

D是(CH3)₂SiO_2/2；

D’是R(CH3)SiO_2/2；

R是-C3H6O(C2H4O)_a(C3H6O)_bR”，平均分子量范圍350～750，其中環氧丙烷質量范圍≤25％，環氧乙烷質量范圍75％～100％，端基R”是-CH3或-COCH3。

可選的，所述有機硅親水助劑的封端率≥80％；

可選的，所述有機硅親水助劑的分子量為500-3000。

本發明還提供一種上述有機硅親水助劑的制備方法，包括如下步驟：