一种有机硅共聚物表面活性剂及其应用制造技术

本发明专利技术涉及表面活性剂领域，特别涉及一种有机硅共聚物表面活性剂及其应用。本发明专利技术提供的有机硅共聚物表面活性剂引入至少两个不饱和双键基团，通过多个不饱和双键形成一种交联结构的有机硅共聚物表面活性剂，具有交联结构的有机硅共聚物表面活性剂能够更好的提高慢回弹泡沫体的开孔性，通过设计交联度的数量和聚醚型有机硅的结构共同来实现聚氨酯泡沫体的开孔性和稳定性的平衡。甚至在不使用开孔剂的情况下仍然能制备出较高开孔率的泡沫体，同时具有均匀的泡孔结构和稳定的发泡过程。本发明专利技术提供的有机硅共聚物表面活性剂可应用于软质泡沫、慢回弹泡沫、高回弹泡沫、硬质泡沫及微孔聚氨酯泡沫。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及表面活性剂领域，具体而言，涉及一种有机硅共聚物表面活性剂及其应用。
技术介绍
软质聚氨酯泡沫(俗称聚氨酯泡沫体)通常是由聚醚多元醇或聚酯多元醇、水、胺类催化剂、有机硅表面活性剂、锡类催化剂、物理发泡剂、其它助剂和异氰酸酯在高速搅拌下混合，多元醇、水与异氰酸酯在催化剂的作用下快速反应形成网状结构的泡沫体，同时物理发泡剂挥发，水与异氰酸酯反应产生大量气体填充于泡沫体中，导致泡沫体不停的扩大，最终泡沫体内部的气体从泡沫体中挥发出来，泡沫体达到最大体积，气体挥发后泡沫体略有回落，五分钟后即基本成型。慢回弹泡沫体属于软质聚氨酯泡沫塑料中的一种新型功能性泡沫体，也被称之为记忆泡沫、粘弹泡沫，其独特之处是可以顺应承载物的形状，使得接触面积最大化、应力梯度最小化，受力集中点能够得到缓解，局部没有挤压和刺痛感。因此，慢回弹块状泡沫被广泛用作头枕、床垫、坐垫等，有利于人体的血液循环，是一种高舒适性的保健泡沫。慢回弹泡沫体通常是由特殊的羟值较高的慢回弹聚醚、常规聚醚多元醇、水、胺类催化剂、有机硅表面活性剂、开孔剂、锡类催化剂、少量物理发泡剂、其它助剂和异氰酸酯在高速搅拌下反应制备出。异氰酸酯通常采用甲苯二异氰酸酯(俗称TDI)制备，最近几年，采用改性二甲苯烷二异氰酸酯(俗称改性MDI)制备慢回弹泡沫体也成为慢回弹泡沫体的一部分，主要是由于改性MDI相对TDI更加环保，改性MDI体系泡沫的泡孔更为规整些，空气透过率更高些，更舒适。而TDI体系泡孔杂乱，且偏闭孔，也是造成其回弹变慢的一个主要原因。但改性MDI制备出软质聚氨酯泡沫体相对采用TDI制备出的泡沫体物理性能略差，这也是目前市面上仍以TDI制备慢回弹泡沫体占主导地位的原因之一。现有的聚氨酯泡沫体制备技术中，有机硅表面活性剂的功能主要体现在：泡沫体形成前期帮助油水相乳化成核；发泡过程中稳定泡沫体的上升；控制泡沫体的孔径大小及泡孔均匀性。众所周知，通常制备慢回弹泡沫体的工艺路线是把低羟值软泡聚醚和较高羟值的聚醚混合使用，提高泡沫的交联密度，从而既提高了泡沫的玻璃化温度，又降低了相分离程度。由于泡沫的交联密度高，所以相对于普通聚氨酯泡沫，慢回弹泡沫体相对闭孔，泡沫体的透气性较差，所以在制备慢回弹泡沫通常都要求提高其开孔性，如果闭孔率过高，容易导致泡沫收缩，影响产品质量，严重时导致产品报废。当被用作头枕、床垫、坐垫时，夏季开孔性好的慢回弹泡沫体透气不闷热，细菌更加不容易繁殖；冬季开孔性好的慢回弹泡沫体手感较软，使用时更加舒适。而现有的慢回弹泡沫体通常是使用大量开孔剂，泡沫体基本成型后采用物理挤压排气办法使其泡孔破裂，从而提高泡沫体的开孔性和透气率。然而，过多开孔剂的使用会导致泡沫体的泡孔结构不均匀，泡孔粗大，采用物理挤压排气会导致能源消耗、人工成本增加。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种有机硅共聚物表面活性剂，所述的有机硅共聚物表面活性剂引入至少两个不饱和双键基团，从而通过多个不饱和双键形成一种交联结构的有机硅表面活性剂。同目前市面上其它的有机硅表面活性剂相比，本专利技术提供的具有交联结构的有机硅共聚物表面活性剂能够更好的提高慢回弹泡沫体的开孔性，通过设计交联度的数量和聚醚型有机硅的结构共同来实现聚氨酯泡沫体的开孔性和稳定性的平衡。可实现在不使用开孔剂的情况下仍然能制备出较高开孔率的泡沫体，同时具有均匀的泡孔结构和稳定的发泡过程，降低了生产成本和能源消耗。本专利技术的第二目的在于提供所述的有机硅共聚物表面活性剂在软质泡沫、慢回弹泡沫、高回弹泡沫、硬质泡沫及微孔聚氨酯泡沫中的应用。本专利技术提供的有机硅共聚物表面活性剂用于制备软质聚氨酯泡沫体，能够很好的提供泡沫体的开孔性和稳定性的平衡；用于制备慢回弹聚氨酯泡沫体，可改善泡沫体的开孔性，防止泡沫体收缩，制得的泡孔均匀、细腻；还可用于制备开孔率较高的高回弹泡沫、硬质泡沫及微孔聚氨酯材料。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：一种有机硅共聚物表面活性剂，具有以下通式：(MDxD’aD”bM)y；其中，M选自(N)3SiO1/2、(N)2RSiO1/2、(N)2R’SiO1/2中的任一种；D为(CH3)2SiO2/2；D’为(N)(R)SiO2/2,；D”为(N)(R’)SiO2/2；x+a+b为0～300，y大于0小于等于3；N选自烷基、苯环、苯甲基；R为重均分子量为50-10000的聚氧化乙烯醚；R’为至少含有两个不饱和双键的化学基团；R”选自-OH、–C(O)CH3、1～4个碳原子的烷基。本专利技术提供的有机硅共聚物表面活性剂引入至少两个不饱和双键基团，从而通过多个不饱和双键形成一种交联结构的有机硅共聚物表面活性剂，具有交联结构的有机硅共聚物表面活性剂能够更好的提高慢回弹泡沫体的开孔性，通过设计交联度的数量和聚醚型有机硅的结构共同来实现聚氨酯泡沫体的开孔性和稳定性的平衡。甚至在不使用开孔剂的情况下仍然能制备出较高开孔率的泡沫体，同时具有均匀的泡孔结构和稳定的发泡过程。其中，y值为聚合度，由于聚合度太高会形成固体，不易使用，而聚合度太低，有机硅共聚物表面活性剂的开孔效果变差，为了既便于使用，又具有很好的开孔效果，优选地，y为1.5-2。如在一些实施例中，y可以为0.5、1、1.5、2、2.5、3等等。为了有机硅共聚物表面活性剂具有更好的交联度，进一步地，R通式为：–CnH2n(C2H4O)c(C3H6O)d R”；其中，n为2～4；c为20～100％，表示聚氧化乙烯醚中环氧乙烷基团占聚氧化乙烯醚的重量百分比；d为0～80％，表示聚氧化乙烯醚中环氧丙烷基团占聚氧化乙烯醚的重量百分比。如在一些实施例中，R可以为–C2H4(C2H4O)0.2(C3H6O)0.3OH；–C2H4(C2H4O)0.5(C3H6O)0.5OH；-C2H4(C2H4O)0.2(C3H6O)0.3C(O)CH3；–C2H4(C2H4O)0.5(C3H6O)0.5C(O)CH3；-C3H6(C2H4O)1(C3H6O)0.8CH3；–C3H6(C2H4O)0.8(C3H6O)0.5CH2CH3；–C3H6(C2H4O)0.8(C3H6O)0.5(CH2)3CH3等等。为了得到的有机硅共聚物表面活性剂具有更好的开孔性和稳定性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有机硅共聚物表面活性剂，其特征在于，具有以下通式：(MDxD’aD”bM)y；其中，M选自(N)3SiO1/2、(N)2RSiO1/2、(N)2R’SiO1/2中的任一种；D为(CH3)2SiO2/2；D’为(N)(R)SiO2/2,；D”为(N)(R’)SiO2/2；x+a+b为0～300，y大于0小于等于3；N选自烷基、苯环、苯甲基；R为重均分子量为50‑10000的聚氧化乙烯醚；R’为至少含有两个不饱和双键的化学基团；R”选自‑OH、–C(O)CH3、1～4个碳原子的烷基。

【技术特征摘要】
1.一种有机硅共聚物表面活性剂，其特征在于，具有以下通
式：(MDxD’aD”bM)y；
其中，M选自(N)3SiO1/2、(N)2RSiO1/2、(N)2R’SiO1/2中
的任一种；D为(CH3)2SiO2/2；D’为(N)(R)SiO2/2,；D”为(N)
(R’)SiO2/2；x+a+b为0～300，y大于0小于等于3；
N选自烷基、苯环、苯甲基；
R为重均分子量为50-10000的聚氧化乙烯醚；
R’为至少含有两个不饱和双键的化学基团；
R”选自-OH、–C(O)CH3、1～4个碳原子的烷基。
2.根据权利要求1所述的有机硅共聚物表面活性剂，其特征
在于，R通式为：–CnH2n(C2H4O)c(C3H6O)dR”；
其中，n为2～4；c为20～100％，表示聚氧化乙烯醚中环氧乙烷
基团占聚氧化乙烯醚的重量百分比；d为0～80％，表示聚氧化乙烯
醚中环氧丙烷基团占聚氧化乙烯醚的重量百分比。
3.根据权利要求2所述的有机硅共聚物表面活性剂，其特征
在于，所述R的重均分子量为350-5000；所述c优选为40～80％。
4.根据权利要求1所述的有机硅共聚物表面活性剂，其特征
在于，R’选自(CH2＝CH)x’-G、DVi4、M’V...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚国安，张家菲，谢海波，
申请(专利权)人：上海麦浦新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31