[发明专利]带有键合的硅氧烷嵌段的嵌段共聚物在聚氨酯泡沫的制备中的应用

说明书

本发明涉及带有键合的硅氧烷嵌段的嵌段共聚物作为添加剂在聚氨酯泡沫的制备中的应用。

在聚氨酯泡沫的制备中，向原料混合物中加入聚硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物，所述的嵌段共聚物具有多种官能团，并且有利于形成均匀的泡结构，以及稳定已形成的泡沫结构直至反应结束。但是，不是所有的聚硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物都同样适用。为适于作聚氨酯泡沫的稳定剂，这种嵌段共聚物中聚氧化烯嵌段与聚硅氧烷嵌段需要以一个平衡的比例存在，同时，这两种嵌段的结构也是非常重要的。对于非常有效的泡沫稳定剂的结构，可以采用多种形式的聚氧化烯嵌段和聚硅氧烷嵌段结构。聚氧化烯嵌段可以由多种氧化烯单元构成，优选为氧化乙烯、氧化丙烯和氧化丁烯单元。可以改变聚氧化烯嵌段中这些单元相互间的重量比、它们的序列以及聚氧化烯嵌段的分子量。聚氧化烯嵌段的末端基团也是非常重要的，这些基团根据聚氨酯的组成可以是反应性的(例如OH基团)或惰性的(例如烷氧基基团)。聚氧化烯嵌段可以通过对水解稳定的C-Si键或对水解不很稳定的C-O-Si键与聚硅氧烷嵌段键合。可以将多种不同的聚氧化烯嵌段键合到聚硅氧烷嵌段上。

聚硅氧烷嵌段可以具有不同形式和不同比例的硅单元。硅氧烷嵌段可以是线性的或支化的，并可以具有不同的分子量。聚氧化烯嵌段可以在聚硅氧烷嵌段的末端和/或侧面与其键合。

对于聚硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物作为泡沫稳定剂的有效性的预测只能被限定在一定的程度。因此本领域的技术人员只能经验性地尝试各种可能性。考虑到大量的几乎是不计其数的可能性，寻找对聚氨酯的制备特别有效的具体结构参数以及相应的嵌段共聚物是在本领域中领先的，因此是具有创造性的。

在分子中具有不同的聚氧化烯基团的聚硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物已经被反复地描述过。在大量的相关出版物中，下列文献可以称为代表性的文献：

DE-C-1570647：将氯代聚硅氧烷硫酸酯与氧化烯加合物的混合物反应，所述的氧化烯加合物包括：50-90％ OH当量的聚亚烷基二醇单醚，这种聚亚烷基二醇单醚包括氧化乙烯和氧化丙烯单元，含有40-70％(重量)的氧化丙烯单元，分子量为1000-3000，并且其羟基基团优选为二级；和5-50％ OH当量的多官能羟基化合物的氧化烯加合物，其分子量为130-3500，其聚亚烷基二醇成分包括氧化乙烯和/或氧化丙烯单元，并具有可达1750的OH当量，并且其羟基基团优选为二级；其中氯代聚硅氧烷硫酸酯与氧化烯加合物的混合比例选择为，对每一酸当量的氯代聚硅氧烷硫酸酯，最多使用1.4，优选为1.05-1.2的OH当量。

DE-C-1694366：使用聚硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物作为泡沫稳定剂，其中聚硅氧烷嵌段是以已知的方式构成，而聚氧化烯嵌段包括：25-70％(重量)的平均分子量为1600-4000的聚氧化烯，其中氧化乙烯含量为20-100％(重量)，其余为氧化丙烯和可能更高级的氧化烯；和30-75％(重量)的平均分子量为400-1200的聚氧化烯，其中氧化乙烯含量为65-100％(重量)，其余为氧化丙烯和可能更高级的氧化烯。

DE-A-2541865：聚硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物中聚氧化烯嵌段被限定为：一种聚氧化烯嵌段，其具有900-1300的平均分子量，并包括30-55％(重量)的氧化乙烯，其余为氧化丙烯；另一种聚氧化烯嵌段，其具有3800-5000的平均分子量，并包括30-50％(重量)的氧化乙烯，其余为氧化丙烯。

EP-A-0275563：该专利申请所述的嵌段共聚物包括三种不同的聚氧化烯嵌段，即含有20-60％(重量)氧化乙烯单元，并且分子量为3000-5000的嵌段；含有20-60％(重量)氧化乙烯单元，并且分子量为800-2900的另一嵌段；以及只由聚氧化丙烯单元组成的分子量为130-1200的第三嵌段。

尽管按照现有技术可以获得许多产品，仍需进一步优化作为聚氨酯泡沫生产中的添加剂的制备方法。这种优化的需要一方面来源于聚氨酯泡沫的多种可能的类型，例如柔性泡沫、刚性泡沫、酯泡沫、冷固化泡沫、包装泡沫、火焰层合(flame-laminatable)泡沫、模制泡沫、整体泡沫等；另一方面来源于最新的发泡技术，例如可变压力发泡，使用加压的惰性气体发泡或使用强制冷却过程发泡(例如，ENVIRO-CURE，CRAIN INDUSTRIES)。