[发明专利]一种聚烯烃专用有机氟匀泡剂的合成与应用

说明书

一种聚烯烃专用有机氟匀泡剂的合成与应用。本发明提供了一种可用于聚烯烃发泡产品匀泡剂的合成方法。本发明的聚烯烃专用匀泡剂的分子链是双亲结构，一端是亲聚烯烃的长碳链，另外一端是疏聚烯烃的氟碳链，发泡过程中可稳定固气两相界面，控制形成细腻稳定的泡孔结构。所述匀泡剂的制备方法，包括如下步骤：将长碳链脂肪酸或者是酸酐改性的聚烯烃和十七氟癸基三甲氧基硅烷反应，以1‑(3‑二甲胺基丙基)‑3‑乙基碳二亚胺和4‑二甲氨基吡啶为催化剂，以二氯甲烷作为溶剂，制得有机氟缩合长碳链脂肪酸或酸酐改性的聚烯烃的匀泡剂。此类匀泡剂在发泡过程中能使泡沫混合均匀，降低体系的表面张力以促进成核并起到支撑泡沫体的作用，从而防止泡沫塌陷，提高闭孔率，制备高性能的聚烯烃发泡产品。

技术领域

本发明涉及用于制备高性能的匀泡剂，特别涉及用于制备聚烯烃发泡时所需的匀泡剂，以及该匀泡剂的应用效果和性能。

背景技术

泡沫塑料是以塑料为基本组分并含有大量气泡的聚合物材料,因此也可以说是以气体为填料的复合塑料。与纯塑料相比,它具有很多优良的性能,如质轻、比强度高、可吸收冲击载荷、隔热和隔音性能好等。因而在工业、农业、建筑、交通运输等领域得到了广泛应用。泡沫塑料自问世以来,其用途日益广泛,品种不断丰富,其中较为常见的传统泡沫塑料主要有聚丙烯(PP)聚氨酯(PUR)、聚苯乙烯(PS)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、酚醛树脂(PF) 等品种。

匀泡剂是泡沫塑料发泡工艺过程中必不可少的组分之一，它是一种高效表面活性剂,具有成核、乳化配方中各个组分、稳定泡沫、使泡沫开孔和冲孔等作用。有机硅表面活性剂是泡沫塑料中最重要的稳定剂,在硬质和软质泡沫塑料制造中具有广泛的应用。20世纪50年代初,硅氧烷表面活性剂作为泡沫塑料匀泡剂开始研究和应用，随着一步法生产工艺要求,聚醚改性聚硅氧烷以其优异的稳泡性能得到了迅速发展和应用，其中Si─C型耐水解匀泡剂是聚醚改聚硅氧烷中的主要品种。

碳硅型匀泡剂中有机硅侧链的主要作用就是可以降低体系表面张力并促进成核并起到支撑泡沫体的作用，我们发现，另外一种有机物侧链在这一方面的性能可能会更加优异，就是有机氟侧链。鉴于此，目前有待合成一种聚烯烃发泡产品专用匀泡剂，能够起到均匀泡孔结构，提高闭孔率，提升回弹性能，制备高性能的聚烯烃发泡产品。本发明通过有机氟缩合长碳链的脂肪酸或酸酐改性的聚烯烃，得到了适用于聚烯烃发泡产品的匀泡剂，具有良好的使用效果。

发明内容

本发明的目的在于合成一种聚烯烃发泡产品专用匀泡剂，以解决聚烯烃材料发泡过程中气孔的塌落，孔粗，开裂问题，有效的降低了发泡过程中固-气两相的表面张力，达到均匀、细化泡孔的目的。

为了解决上述问题，本发明提供聚烯烃发泡产品专用匀泡剂，本发明的聚烯烃发泡产品专用匀泡剂其中一端是长碳链，以提供与聚烯烃熔体良好的相容性；另外一端为有机氟，有效的降低了发泡过程中固-气两相的界面张力，达到均匀、细化泡孔的目的。十八酸和十七氟癸基三甲氧基硅烷在1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶做催化剂，二氯甲烷作为溶剂的条件下反应，得到匀泡剂。

优选地，所述聚烯烃发泡产品专用匀泡剂包括如下原料：十八酸，酸酐改性的聚烯烃，十七氟癸基三甲氧基硅烷，1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺和4-二甲氨基吡啶，二氯甲烷。

优选地，所述聚烯烃发泡产品专用匀泡剂包括如下重量份的原料：所述脂肪酸中羧基和十七氟癸基三甲氧基硅烷中甲氧基的摩尔比3：1～1：1，所述酸酐改性的烯烃中酸酐与十七氟癸基三甲氧基硅烷中的甲氧基比为3：1～1：1，1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺添加量为脂肪酸的1～2wt％，4-二甲氨基吡啶为脂肪酸质量的1～2wt％。

优选地，所述的长碳链的酸为十八酸。

优选地，所述聚烯烃发泡产品的发泡剂为超临界CO_2。