[发明专利]一种有机硅亲水助剂、聚氨酯发泡材料及制备方法

说明书

本发明属于聚氨酯材料技术领域，具体涉及一种有机硅亲水助剂、聚氨酯发泡材料及制备方法。本发明提供的聚氨酯发泡材料，通过各原料之间的配合以及用量调整，特别是通过采用本发明提供的有机硅亲水助剂和特定配方制备得到的聚氨酯发泡材料，与常规亲水性聚氨酯发泡材料相比，具有吸水不溶胀的特性，吸水速度更快，吸水/亲水/保水能力更强，体积溶胀率更低，材料在润湿状态的物理机械性能保持率更高，且应用配方的稳定性和宽容度更好。

技术领域

本发明属于聚氨酯材料技术领域，具体涉及一种有机硅亲水助剂、聚氨酯发泡材料及制备方法。

背景技术

聚氨酯软泡，指的是软质聚氨酯泡沫塑料，是一种具有一定弹性的柔软性聚氨酯泡沫塑料，它是聚氨酯制品中用量最大的一种聚氨酯产品。聚氨酯软泡多为开孔结构，具有密度低、弹性回复好、吸音、透气、保温等性能，主要用作家具垫材、床垫、交通工具座椅坐垫等垫材，工业和民用上也把软泡用作过滤材料、隔音材料、防震材料、装饰材料、包装材料及隔热材料等。

传统聚氨酯软泡，例如聚氨酯普通软泡海绵，高回弹海绵或慢回弹海绵等，由于合成原料普遍选择常规的高环氧丙烷含量的聚醚，基本不吸水。但是，随着应用领域的扩展，对聚氨酯软泡材料的吸水性、吸水不溶胀性以及机械性能等方面提出了更高的要求。

经调查研究发现，下游市场和最新的研究发明主要集中于通过在聚氨酯海绵结构中使用含EO结构的亲水基团，比如聚乙二醇、高EO含量共聚或封端结构聚醚多元醇来提高整个聚氨酯结构的亲水或吸水甚至保水能力。但是，这种制备方法具有比较严重的缺陷：含有大量高EO结构单元的聚氨酯软泡经过泡水后会迅速膨胀至原来体积的20％，分子交联节点之间的距离被拉长，平均交联密度降低，导致吸收溶胀的海绵物理结构性能极速下降，将会出现吸水量越大，海绵机械强度越差的趋势。

正是因为这样的原因，上述使用高份数高EO聚醚或聚乙二醇的原料的制备方法得到的聚氨酯软泡产品常用于医疗敷料、污水处理、农业园林无土栽培等对耐用性要求不高、使用寿命周期不长的场景和领域；然而，对于清洁洗护、家具寝具、个人衣物等所使用聚氨酯软泡产品需要长期反复使用，经受水洗晾干，机械或人工拉扯，且使用过程中不允许出现溶胀等尺寸变化的应用环境中，常规方法所制备得到的聚氨酯软泡性能就不能够匹配这类需求。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中亲水性的聚氨酯软泡吸水后溶胀率高、机械性能差等缺陷，从而提供一种有机硅亲水助剂、聚氨酯发泡材料及制备方法。

为此，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种有机硅亲水助剂，具有如下所示结构：M’D_xD’_yM’，

其中：x的范围为3～8，y的范围为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”，平均分子量范围350～750，其中环氧丙烷质量范围≤25％，环氧乙烷质量范围75％～100％，端基R”是-CH3或-COCH3。

可选的，所述有机硅亲水助剂的封端率≥80％；

可选的，所述有机硅亲水助剂的分子量为500-3000。

本发明还提供一种上述有机硅亲水助剂的制备方法，包括如下步骤：