[发明专利]改性聚硅氧烷及其制备方法和作为聚氨酯软泡用匀泡剂的用途

说明书

本发明提供了一种改性聚硅氧烷及其制备方法和聚氨酯软泡用匀泡剂的用途。在主链的聚硅氧烷链段中嵌入碳链结构，同时对端位的惰性甲基结构进行一定的取代修饰。增强了主链与聚氨酯发泡油相物料的相容性，增强了其在液液界面的定向吸附，降低其表面张力。在其侧链进行大分子聚醚链节的修饰，增强了聚合物的增溶效果，同时增强了其乳化效果。该方法制备的匀泡剂，可使得软质聚氨酯泡沫各原料间的相容性更好，在发泡、成核、凝胶、固泡等阶段有较好的稳定性和匀泡性，能够满足聚氨酯软泡用的性能要求，且制备的泡沫可达到国外水平。

技术领域

本发明涉及聚氨酯泡沫用有机硅匀泡剂领域，具体的一种改性聚硅氧烷及其制备方法和聚氨酯软泡用匀泡剂的用途。

背景技术

聚氨酯软泡硅油也称匀泡剂、泡沫稳定剂或稳泡剂，是一种改性聚硅氧烷表面活性剂，是聚氨酯发泡过程中非常重要的一种助剂。发泡过程是多种物料在极短的时间内进行化学反应，并由液体变成胶体再变成高聚物，经历着至少5种反应，起泡、稳泡、固泡等历程。匀泡剂保障了聚氨酯发泡过程各种反应顺利进行，支撑泡沫体本身，避免泡沫塌陷、气孔变粗及泡沫开裂等不良现象发生。

目前，国内研究硬泡、半硬泡聚氨酯匀泡剂的较为广泛，其产品性能也达到甚至替代国外相同产品；因为硬泡聚醚的Mc(体型结构大分子中交联点之间的分子量)在400-700，半硬泡的Mc在700-2500，然而软泡的Mc在2500-20000之间。因此在软质泡沫领域，对其匀泡剂的稳定性、定向吸附力、增溶性、相容性都有非常高的要求，是一般硬泡聚氨酯匀泡剂无法达到的，也因此其市场一直被国外公司所垄断。针对这一现状，开发一种聚氨酯软泡专用有机硅匀泡剂的制备方法，以解决实际应用中的这一问题。

在匀泡剂的研究领域目前较多的为聚醚改性聚硅氧烷。专利1：CN200810021954《高MDI体系聚氨酯高回弹泡沫用匀泡剂》中主要研究了两种不同聚合度和分子量的聚醚改性聚硅氧烷，其特征在于由A和B两种组分组成，A重量百分比为50-80％、B的重量百分比为20-50％，其原理类似于制备两种不同HLB值的乳化剂，通过复配来提高乳化性能。专利2：CN201310296323-《一种聚醚改性聚硅氧烷匀泡剂的制备方法》在上述专利的基础上，增加了聚醚的封端率消除了羟基的残留，提高匀泡剂的稳定性；提高改性聚醚分子量的窄分布(分子量分布太宽会导致聚醚成分的不稳定)，进而提高匀泡剂的匀泡效果。如专利3：CN201810919492《通用型聚氨酯泡沫匀泡剂及其制备方法》，也是通过低含氢硅油和烯丙基聚醚的特殊分子量和比例设计，并控制Si-H与烯丙基聚醚中C＝C反应的转化率来实现。

以上种种专利都是在设计和调整聚醚的比例分子量或者聚合度，而聚醚是亲水基，更多的起到增溶效果，并未考虑其有机硅的修饰和改性，没有增强有机硅与原料的相容性，聚氨酯软泡的油相原料多为TDI、MDI、改性MDI，而此类原料均为带有苯环的碳链结构，而一般匀泡剂的亲油性的主链为Si-O-Si的结构，与其油相的相容性一般。因此，一般普通的匀泡剂的亲油基为纯有机硅链接，其与原料油相相容性一般，不能很好的在油水两相的液液界面很好的定向吸附，其乳化效果会大打折扣。而软质泡沫的发泡过程中又不同于普通的硬泡物理发泡，特别是在软质泡沫发泡过程中产生大量的不溶性取代脲，而软泡的分子量较大，若其匀泡剂与取代脲的相容性不足，会使得泡孔壁破裂，泡孔骨架迅速崩塌。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种聚氨酯软泡用改性聚硅氧烷匀泡剂及其制备方法。该方法根据乳化剂相似相溶的原理，在一定聚合度的聚硅氧烷主链中嵌入一段线性碳链结构，再在将其端位甲基惰性基团替换为与TDI相似结构的碳链结构基团，增强亲油链节的相容性，在原料混合时主链和端位都经过修饰的有机硅链节与甲苯二异氰酸酯的相容性更强，因此匀泡剂在液液体系的定向吸附能力增强。