[发明专利]一种开孔聚氨酯高回弹泡沫组合物及制备泡沫方法

说明书

本发明公开了一种开孔聚氨酯高回弹泡沫组合物及制备泡沫方法，开孔聚氨酯高回弹泡沫组合物，包括组合聚醚组分(A组分)和异氰酸酯组分(B组分)，其特征是在异氰酸酯组分(B组分)中添加有机硅改性异氰酸酯预聚体，有机硅改性异氰酸酯预聚体中有机硅部分的质量分数为0.5％～5％，有机硅改性异氰酸酯预聚体中有机硅部分在B组分中的质量分数为0.001％～0.05％。本发明所述的组合物，有机硅改性异氰酸酯预聚体容易均匀分散到异氰酸酯组分中，且储存6个月不分层；有机硅改性异氰酸酯预聚体的引入不会导致泡沫的力学性能和阻燃性能下降。制备泡沫方法简单。

技术领域

本发明属于聚氨酯领域，具体涉及开孔型聚氨酯高回弹泡沫及其制备方法。

背景技术

开孔性是聚氨酯高回弹泡沫的一项重要评价指标。开孔性差会导致泡沫泡孔封闭，内部气体无法排出。在制备工艺上表现为开模困难、开模时泡沫内部胀裂、脱模困难，并且脱模后泡孔内气体遇冷体积变小，导致泡沫收缩。在泡沫性能方面表现为泡沫表面僵硬和回弹性显著下降。反之，过于开孔则会导致泡沫制备过程泡沫稳定性下降，排气孔处漏气，排气孔处泡沫局部塌泡。

目前改善聚氨酯高回弹泡沫开孔性的方法主要是在组合聚醚中引入开孔剂，并在脱模后采用辊压、真空、注射压缩空气等物理方法进一步辅助打开泡孔。

专利文献US4929646公开了一种聚醚多元醇型开孔剂，该聚醚多元醇的特征为具有高环氧乙烷(EO)比例，EO比例高达65％-80％。专利文献CN105315448A中开孔剂EO比例为75％-83％。该类开孔剂技术比较成熟，已有商品化的产品，是业内目前普遍使用的开孔剂。但是该类开孔剂的加入会导致泡沫的力学性能和阻燃性能下降(化学推进剂与高分子材料，2016，14(6)：69-71)，并且由于EO单元具有亲水性，当其在聚醚多元醇中大量存在时，会导致聚氨酯(PU)制品的耐水性和湿热稳定性变差(化学推进剂与高分子材料，2017，15(5)：8-19)，此外高回弹泡沫的主体聚醚多元醇为高环氧丙烷(PO)结构，与高EO结构的开孔剂相溶性差，且EO和PO的亲水性不同，导致长时间放置的高回弹组合聚醚会部分分层，上部和下部的组合聚醚水分及开孔剂含量不完全相同，取上部和下部组合聚醚分别发泡，在工艺表现和制品性能方面均有较大差别。

专利文献US2007072951公开了一种表面活性剂，其结构为含有羟基的二甲基硅氧烷，且羟基直接连在硅原子上。该表面活性剂能够提供较好的泡沫开孔性。但聚硅氧烷为疏水物质，组合聚醚粘度大且聚硅氧烷加入量非常小，均匀稳定分散较困难。

发明内容

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种开孔聚氨酯高回弹泡沫组合物。该开孔聚氨酯高回弹泡沫组合物，组合聚醚组分(A组分)不含开孔剂。

本发明要解决的第二个技术问题是提供一种制备开孔聚氨酯高回弹泡沫的方法。

为解决第一个技术问题，本发明的技术方案是不改变常规聚氨酯高回弹泡沫组合物配方，在异氰酸酯组分(B组分)中添加有机硅改性异氰酸酯预聚体，以改进聚氨酯高回弹泡沫的开孔性。

本发明提供一种开孔聚氨酯高回弹泡沫组合物，包括组合聚醚组分(A组分)和异氰酸酯组分(B组分)，其特征是在异氰酸酯组分(B组分)中添加有机硅改性异氰酸酯预聚体，所述有机硅改性异氰酸酯预聚体由以下方法制备：

(1)将八甲基环四硅氧烷和酸性催化剂加入反应器，然后加入四甲基二氢二硅氧烷，在60～80℃，开环聚合反应4～6h，反应结束，降温，反应产物用碱中和至中性，水洗、过滤、脱除小分子副产物，得到端氢基封端的聚二甲基硅氧烷。可采用旋转蒸发仪脱除小分子副产物，旋蒸温度为100～130℃为宜。