一种改性聚硅氧烷化合物及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种软泡用改性聚硅氧烷匀泡剂的制备方法。将常规线性有机硅主链结构改变为长链烷基T型的支化结构，增加其主体产物的支化程度，不但降低其聚合物得粘度使其更好分散，同时也降低了其表面张力，使其匀泡效果更优。该方法制备的匀泡剂，可使得软质聚氨酯泡沫各原料间的相容性更好，在发泡、成核、凝胶、固泡等阶段有较好的稳定性和匀泡性，能够满足聚氨酯软泡用的性能要求，且制备的泡沫可达到国外水平。达到国外水平。

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚硅氧烷化合物及其制备方法和用途


[0001]本专利技术涉及聚氨酯泡沫用有机硅匀泡剂领域，尤其是一种改性聚硅氧烷化合物及其制备方法，并将其作为聚氨酯软泡用改性聚硅氧烷匀泡剂使用。

技术介绍

[0002]匀泡剂是聚氨酯发泡过程中非常重要的一种助剂，它保障了聚氨酯发泡过程中各种反应的顺利进行，泡沫体形成前期帮助油相和水相的乳化，增加分散性，帮助成核；发泡过程中发挥表面活性剂性能稳住泡沫快速上升；同时控制泡沫孔径大小；调整泡沫体孔径的均匀程度等。
[0003]目前，国内研究软泡硅油的较少，一般软泡硅油的分子量较大(聚二甲基硅氧烷的分子量在6000
‑
1000，聚醚多元醇的分子量在2000
‑
3000)，则硅油的分子量大约在6000
‑
20000之间；大分子硅油与大分子聚醚的加成反应较为困难。故此在这一领域，目前基本还是赢创、迈图、陶氏等国外公司产品占据着软泡硅油的绝大多数市场。
[0004]针对这一现象，迫切需要开发相对特殊的聚氨酯软泡用有机硅匀泡剂，来克服或者冲击国外公司占据的市场。
[0005]首先在聚氨酯软泡硅油方面的研究相对较少，如公开专利CN201810919492《通用型聚氨酯泡沫匀泡剂及其制备方法》只是研究了侧链含氢硅油与烯丙基聚醚的接枝，目前仅适用于常规硬泡产品，有一定的局限性。如公开专利CN110283324A《一种特殊结构的聚氨酯软泡用有机硅匀泡剂的制备方法》研究了端位含氢与烯丙基聚醚接枝反应，聚醚的端位进行甲氧基封端等，如公开专利CN 110408042A《一种有机硅接枝丙烯酸酯共聚物匀泡剂的制备和应用》聚丙烯酸酯共聚物主链提供与丙烯酸酯泡棉熔体良好的相容性，有机硅侧链有效降低发泡过程中固
‑
气两相的表面张力，均匀、细化丙烯酸酯泡棉的泡孔。将聚醚改性有机硅改变为丙烯酸类接枝有机硅，应用于特殊的丙烯酸发泡体系。

技术实现思路
：
[0006]本专利技术的目的在于提供一种改性聚硅氧烷化合物及其制备方法，其长链烷基T型的支化结构，增加其主体产物的支化程度，降低其聚合物的粘度使其更好分散，同时也降低了其表面张力，使其匀泡效果更优。T型支化后的聚合物增加了其在液液界面的定向吸附，使得其用量更低，效果更好。其次，在其端位进行大分子聚醚链节的修饰，增强了聚合物的增溶效果，同时增强了其乳化效果。同时，此结构与常规“梳型”不同，解决了“梳型”结构分布不均的弊端，使其产品更优。
[0007]本专利技术的另一个目的在于提供所述的改性聚硅氧烷化合物作为聚氨酯软泡用改性聚硅氧烷匀泡剂的用途，其具有良好的匀泡效果。
[0008]为达到以上专利技术目的，本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种改性聚硅氧烷化合物，其结构式如式(1)所示：
[0010][0011]式中，n为5
‑
200，优选50
‑
150；
[0012]R为长链烷基，优选丁基、辛基、月桂基、鲸蜡基中的其中一种；
[0013]R1为烯丙基聚醚残基：
‑
CH2CH2‑
CH2‑
O
‑
(CH2‑
CH2‑
O)
x
‑
(CH2‑
CH(CH3)
‑
O)
y
‑
H；
[0014]其中，x为10
‑
40，y为20
‑
60
[0015]本专利技术在有机硅的主链上进行修饰和改性：
[0016]1、将常规的线性有机硅改变为T型结构，在相同分子量下，其有机硅的粘度大大降低了；基于此点，接枝相同分子量的聚醚的反应活性更高，更好反应。
[0017]2、T型结构的优势还在于，同等分子量时，T型结构的有机硅表面张力更低。
[0018]3、此T型结构每个臂都是单一独立，相比常规的侧含氢硅油，不存在分布不均匀的弊病。
[0019]本专利技术的改性聚硅氧烷化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0020]步骤1、将烷基烷氧基硅烷与四甲基二硅氧烷投料到反应釜中，升温至10℃
‑
75℃后加入催化剂A后，缓慢滴加水，平衡反应2
‑
5小时后，中和催化剂并脱除小分子(优选加入催化剂A质量10倍的碳酸钙，搅拌0.5小时后；在70℃下，负压真空100mbar条件下脱除小分子)，压滤得T型含氢封头剂；
[0021][0022]步骤2、将T型含氢封头剂与八甲基环四硅氧烷进行投料后，升温至40
‑
65℃，优选50
‑
60℃后，加入催化剂B，反应3～8小时，优选4
‑
5小时后，中和催化剂并脱除小分子(优选加入催化剂B质量10倍的碳酸钙，搅拌0.5小时后；在120℃下，负压真空10mbar条件下)，压滤得T型含氢硅油；
[0023][0024]步骤3、将T型含氢硅油与烯丙基聚醚进行投料，升温至80℃～110℃，优选90
‑
100℃后；加入催化剂C，反应2
‑
8小时，优选3
‑
4小时后，降温至30℃
‑
40℃，得最终产物。
[0025][0026]本专利技术制备方法中，所述的烷基烷氧基硅烷为丁基三甲氧硅烷、丁基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、十二烷基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷中的一种或多种。
[0027]本专利技术制备方法中，在步骤1中，所述的烷基烷氧基硅烷与四甲基二硅氧烷的摩尔比为1:1.5
‑
4；烷基烷氧基硅烷与水的摩尔比为1：1.5
‑
2。
[0028]本专利技术制备方法中，所述的催化剂A为三氟甲基磺酸、浓硫酸、酸性离子交换树脂中的一种或者多种；优选三氟甲磺酸，用量为0.1
‑
0.2wt％，基于烷基烷氧基硅烷与四甲基二硅氧烷总量。
[0029]本专利技术制备方法中，在步骤2中，T型含氢封头剂与八甲基环四硅氧烷按照1:40～80的摩尔比进行投料。
[0030]本专利技术制备方法中，在步骤2中，所述的催化剂B为三氟甲基磺酸、浓硫酸、酸性离子交换树脂中的一种或者多种；优选三氟甲磺酸，用量为0.1～4wt％，优选0.1
‑
0.2wt％，基于T型含氢封头剂与八甲基环四硅氧烷总量
[0031]本专利技术制备方法中，在步骤3中，将T型含氢硅油与烯丙基聚醚按照1：1.05～1.2的摩尔比进行投料。
[0032]本专利技术制备方法中，在步骤3中，所述的催化剂C为卡斯特、氯铂酸、铑催化剂中的一种或多种；用量为：2
‑
10ppm，基于T型含氢硅油与烯丙基聚醚总量。
[0033]所述的烯丙基聚醚的分子式
[0034]CH2＝CH
‑
CH2‑
O
‑
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性聚硅氧烷化合物，其特征在于：其结构式如式(1)所示：式中，n为5
‑
200，优选50
‑
150；R为长链烷基，优选丁基、辛基、月桂基、鲸蜡基中的一种；R1为烯丙基聚醚残基：—CH2CH2‑
CH2‑
O
‑
(CH2‑
CH2‑
O)
x
‑
(CH2‑
CH(CH3)
‑
O)
y
‑
H；其中，x为10
‑
40，y为20
‑
60。2.根据权利要求1所述的改性聚硅氧烷化合物的制备方法，其特征在于：制备步骤包括：步骤1、将烷基烷氧基硅烷与四甲基二硅氧烷投料到反应釜中，升温至10℃
‑
75℃后加入催化剂A后，缓慢滴加水，平衡反应2
‑
5小时后，中和催化剂并脱除小分子，压滤得T型含氢封头剂；步骤2、将T型含氢封头剂与八甲基环四硅氧烷进行投料后，升温至40
‑
65℃，优选50
‑
60℃后，加入催化剂B，反应3～8小时，优选4
‑
5小时后，中和催化剂并脱除小分子，压滤得T型含氢硅油；步骤3、将T型含氢硅油与烯丙基聚醚进行投料，升温至80℃～110℃，优选90
‑
100℃后；加入催化剂C，反应2
‑
8小时，优选3
‑
4小时后，降温至30℃
‑
40℃，得最终产物。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤1中，所述的烷基烷氧基硅烷为丁基三甲氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、辛基三乙氧基硅烷、...

【专利技术属性】
技术研发人员：高源，封玲珑，宋远超，赵召辉，杨继朋，杨慧雅，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：