一种有机硅共聚物表面活性剂及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种有机硅共聚物表面活性剂，由聚合物和泡沫稳定剂组成，在所述的有机硅共聚物表面活性剂中，所述的聚合物的质量百分比含量为50‑70%，所述的泡沫稳定剂的质量百分比含量为30%‑50%；所述的聚合物具有以下通式：MDxD’yM；其中，M选自（CH3）3SiO1/2、（CH3）2RSiO1/2中的任一种；D为(CH3)2SiO2/2；D’为（CH3）2（R）SiO2/2,x+y为50~100，y为3~10；所述的R为聚醚。本发明专利技术的有机硅共聚物表面活性剂能够更好的提高聚氨酯软质泡沫体的稳定性，同时改善聚氨酯软质泡沫体的上中下密度分布，提高海绵得率。

A Silicone Copolymer Surfactant and Its Application

【技术实现步骤摘要】
一种有机硅共聚物表面活性剂及其应用
本专利技术属于化工领域，涉及一种表面活性剂，具体来说是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。CN102015838A公开了一种用于制备低密度聚氨酯泡沫体的有机硅表面活性剂，通过引入结构为–Cn’H2n”(C2H4O)a”(C3H6O)b”OH的聚氧化烯聚醚,制备出高活性的有机硅表面活性剂，适用于密度小于20kg/m3的聚氨酯软质泡沫体，优化6～14kg/m3的聚氨酯软质泡沫体。不封端聚醚的分子量为1400-2300，该类有机硅表面活性剂应用的聚氨酯软质泡沫体的密度范围较窄。现有的聚氨酯软质泡沫体制备技术中，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；提供泡沫的开孔性。聚氨酯软质泡沫体(俗称海绵)制备过程中，海绵的上下密度通常不均匀，上部的密度低，底部的密度高，通常上下差异在1-4kg/m3密度，在30kg/m3以上的高密度海绵尤其明显，对于切片的海绵，密度的差异严重地影响了海绵的得率本专利技术的有机硅表面活性剂可以明显提高聚氨酯软质泡沫体的稳定性，同时改善聚氨酯泡沫体的密度分布，提高海绵的得率。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种有机硅共聚物表面活性剂及其应用,所述的这种有机硅共聚物表面活性剂及其应用要解决现有技术中的聚氨酯软质泡沫体的稳定性不高，同时制备得到的聚氨酯软质泡沫体的密度范围较窄的技术问题。本专利技术提供了一种有机硅共聚物表面活性剂，由聚合物和泡沫稳定剂组成，在所述的有机硅共聚物表面活性剂中，所述的聚合物的质量百分比含量为50-70％，所述的泡沫稳定剂的质量百分比含量为30％-50％；所述的聚合物具有以下通式：MDxD’yM；其中，M选自(CH3)3SiO1/2、(CH3)2RSiO1/2中的任一种；D为(CH3)2SiO2/2；D’为(CH3)2(R)SiO2/2,；x+y为50～100，y为3～10；所述的R选自下组的聚醚：(1)至少一种聚醚部分，通式为：–CnH2n(C2H4O)a(C3H6O)bR’，重均分子量为200-1500，其中n为2～4，a为2～16，b为2～16,且链段中聚环氧乙烷链段与聚环氧丙烷链段的重量比为20～100：0～80，R’表示1～4的烷基或为乙酰基。(2)至少一种不封端的聚醚部分，通式为：–Cn’H2n’(C2H4O)a’(C3H6O)b’OH，重均分子量为3000-8000，其中n’为2～4，a’为33～80，b为33～80,且链段中聚环氧乙烷链段与聚环氧丙烷链段的重量比40～50：50～60。进一步的，所述的泡沫稳定剂为甘油、二乙醇胺、丁二醇、二乙二醇或者三乙醇胺中的任意一种。进一步的，所述的有机硅共聚物表面活性剂的重均分子量在5500-85000。进一步的，所述的烷基为甲基(-CH3)或丁基(-(CH2)3-CH3。本专利技术还提供了上述的有机硅共聚物表面活性剂在制备聚氨酯软质泡沫体中的应用。本专利技术在有机硅共聚物表面活性剂中引入高分子量的不封端聚醚，同时引入泡沫稳定剂。本专利技术将高分子量的不封端聚醚引入到有机硅表面活性剂中，末端的羟值可与异氰酸根反应，改善泡沫体的支撑强度。本专利技术和已有技术相比，其技术效果是积极和明显的。本专利技术提供的有机硅表面活性剂用于制备聚氨酯软质泡沫体，可改善泡沫体的稳定性，同时改善聚氨酯软质泡沫体的上中下密度分布，提高海绵得率，降低了泡沫体的密度分布，制得的泡孔均匀、细腻。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售获得的常规产品。本专利技术提供的有机硅共聚物表面活性剂可通过公知的方法制备，如用非水解的Si-C共聚物通过含有Si-H的聚硅氧烷与C＝C双键的烯丙基聚醚反应制备。铂催化剂例如六水氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)具有特别好的催化效果；此外，聚硅氧烷-聚氧乙烯支链共聚物最终分子结构还依赖于反应温度、反应物的活性、反应物的投料比例。对上述有机硅共聚物表面活性剂的结构仅列举以下4个实施例进行详细说明，其他结构的有机硅共聚物表面活性剂也可以根据该方法进行制备，不再一一列举。实施例1有机硅共聚物表面活性剂的制备在一个具有固定装置、恒温功能、机械搅拌、热电偶和通有氮气的500ml的四口烧瓶中，加入130g烯丙醇起始的甲基封端的平均分子量为600的聚氧乙烯醚(称为聚醚A)，该聚醚A含有摩尔百分比为50％的环氧乙烷基团和摩尔百分比为50％的环氧丙烷基；加入300g烯丙醇起始的未封端的平均分子量为3300的聚氧乙烯醚(称为聚醚B)，该聚醚B含有摩尔百分比为50％的环氧乙烷基团和摩尔百分比为50％的环氧丙烷基，然后将150g低含氢聚硅氧烷(简称MD60D’4M)加入四口烧瓶中，开始搅拌，采用加热套加热至80℃，搅拌5分钟，加入20ppm的Pt的氯铂酸乙醇溶液，反应4小时后，得到清澈透明的淡黄色液体，即为有机硅共聚物表面活性剂。该有机硅共聚物表面活性剂/1，4-丁二醇/甘油按照重量比5/4/1复配即得有机硅表面活性剂。实施例2有机硅共聚物表面活性剂的制备在一个具有固定装置、恒温功能、机械搅拌、热电偶和通有氮气的500ml的四口烧瓶中，加入116g烯丙醇起始的甲基封端的平均分子量为1500的聚氧乙烯醚(称为聚醚C)，该聚醚C含有摩尔百分比为40％的环氧乙烷基团和摩尔百分比为60％的环氧丙烷基；加入200g烯丙醇起始的未封端的平均分子量为4000的聚氧乙烯醚(称为聚醚D)，该聚醚D)含有摩尔百分比为50％的环氧乙烷基团和摩尔百分比为50％的环氧丙烷基，然后将120g低含氢聚硅氧烷(简称MD80D’7M)加入四口烧瓶中，开始搅拌，采用加热套加热至80℃，搅拌5分钟，加入20ppm的Pt的氯铂酸乙醇溶液，反应4小时后，得到清澈透明的淡黄色液体，即为有机硅共聚物表面活性剂。该有机硅共聚物表面活性剂/1，4-丁二醇/二乙醇胺按照重量比6/3/1复配即得有机硅表面活性剂。实施例3有机硅共聚物表面活性剂的制备在一个具有固定装置、恒温功能、机械搅拌、热电偶和通有氮气的500ml的四口烧瓶中，加入90g烯丙醇起始的甲基封端的平均分子量为350的聚氧乙烯醚(称为聚醚C)，该聚醚C含有摩尔百分比为100％的环氧乙烷基团；加入200g烯丙醇起始的未封端的平均分子量为8000的聚氧乙烯醚(称为聚醚D)，该聚醚D含有摩尔百分比为40％的环氧乙烷基团和摩尔百分比为60％的环氧丙烷基，然后将90g低含氢聚硅氧烷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种有机硅共聚物表面活性剂，其特征在于：由聚合物和泡沫稳定剂组成，在所述的有机硅共聚物表面活性剂中，所述的聚合物的质量百分比含量为50‑70％，所述的泡沫稳定剂的质量百分比含量为30％‑50％；所述的聚合物具有以下通式：MDxD’yM；其中，M选自(CH3)3SiO1/2、(CH3)2RSiO1/2中的任一种；D为(CH3)2SiO2/2；D’为(CH3)2(R)SiO2/2,；x+y为50～100，y为3～10；所述的R选自下组的聚醚：(1)至少一种聚醚部分，通式为：–CnH2n(C2H4O)a(C3H6O)bR’，重均分子量为200‑1500，其中n为2～4，a为2～16，b为2～16,且链段中聚环氧乙烷链段与聚环氧丙烷链段的重量比为20～100：0～80，R’表示1～4的烷基或为乙酰基。(2)至少一种不封端的聚醚部分，通式为：–Cn’H2n’(C2H4O)a’(C3H6O)b’OH，重均分子量为3000‑8000，其中n’为2～4，a’为33～80，b为33～80,且链段中聚环氧乙烷链段与聚环氧丙烷链段的重量比为40～50：50～60。

【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：由聚合物和泡沫稳定剂组成，在所述的有机硅共聚物表面活性剂中，所述的聚合物的质量百分比含量为50-70％，所述的泡沫稳定剂的质量百分比含量为30％-50％；所述的聚合物具有以下通式：MDxD’yM；其中，M选自(CH3)3SiO1/2、(CH3)2RSiO1/2中的任一种；D为(CH3)2SiO2/2；D’为(CH3)2(R)SiO2/2,；x+y为50～100，y为3～10；所述的R选自下组的聚醚：(1)至少一种聚醚部分，通式为：–CnH2n(C2H4O)a(C3H6O)bR’，重均分子量为200-1500，其中n为2～4，a为2～16，b为2～16,且链段中聚环氧乙烷链段与聚环氧丙烷链段的重量比为20～100：0～80，R’表示1～4的烷基或为乙酰基。(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文凯，信延垒，龚国安，宋慧，
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