超低导热聚氨酯泡沫稳定剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种超低导热聚氨酯泡沫稳定剂及其制备方法和应用；该超低导热聚氨酯泡沫稳定剂是由聚醚改性聚硅氧烷和偶氮苯聚氧乙烯醚复配而成。该泡沫稳定剂的制备方法包括：以烯丙醇、环氧乙烷和环氧丙烷为原料制得烯丙基共聚醚；以六甲基二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、高含氢硅油为原料制得直链含氢硅油；以烯丙基共聚醚、直链含氢硅油为原料制得聚醚改性聚硅氧烷；以4

【技术实现步骤摘要】
超低导热聚氨酯泡沫稳定剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及聚氨酯泡沫稳定剂
，特别涉及一种超低导热聚氨酯泡沫稳定剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]聚氨酯硬泡具有绝热效果好、重量轻、比强度大、耐化学品优良、施工方便及隔音效果好等特点，广泛应用于建筑行业、制冷业、家具行业、装饰行业，同时聚氨酯硬泡还能应用于交通运输、石油化工管道、机械仪表和航空等领域。因此，它具有其它材料不可比拟的性能。随着全球能源紧缺和国家政策的不断变化，对聚氨酯硬泡的性能要求也不断提高。传统聚氨酯硬泡隔热性能、强度相对较差，难以满足国家日益提高的节能环保标准。
[0003]泡沫稳定剂也称匀泡剂，是使聚氨酯泡沫组合料具有乳化性、成核性、流动性及稳定性的最重要助剂之一。首先，泡沫稳定剂要具有很强的乳化能力，与聚醚组合料的相容性好；其次，泡沫稳定剂要具有优异的稳定泡孔能力，减少开孔率，提高聚氨酯硬泡的闭孔率；再有，泡沫稳定剂还要具有优异的成核能力和流动性，以使泡孔更为细小均匀。
[0004]现有技术中如《精细石油化工》2005年第3期“聚氨酯硬泡有机硅匀泡剂的合成”一文公开了一种泡沫稳定剂，用于制备冰箱冰柜保温用聚氨酯泡沫，所制备泡沫的导热系数为0.021W/m﹒K。显然，这样的导热系数对现代节能冰箱而言是偏高的。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种超低导热聚氨酯泡沫稳定剂及其制备方法和应用；该泡沫稳定剂可以有效降低聚氨酯发泡体系的表面张力，提高成核性能，促进泡孔的凝胶化，提高聚氨酯硬泡的闭孔率，并使聚氨酯泡沫材料获得更为均匀细密的泡孔结构，极大的降低聚氨酯泡沫的导热系数。
[0006]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种超低导热聚氨酯泡沫稳定剂，其是由聚醚改性聚硅氧烷和偶氮苯聚氧乙烯醚复配而成；
[0008]其中，聚醚改性聚硅氧烷的化学结构式如下：
[0009][0010]式中，x+y为20～80；
[0011]R的化学结构式如下：
[0012][0013]其中，a+b为10～50，且a/b大于3/2；R＇为H；
[0014]其中，偶氮苯聚氧乙烯醚的化学结构式如下：
[0015][0016]其中，n＝5～15。
[0017]该超低导热聚氨酯泡沫稳定剂的制备方法，包括如下步骤：
[0018](1)以烯丙醇、环氧乙烷和环氧丙烷为原料，在碱性催化剂存在下，反应制备烯丙基共聚醚；以六甲基二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、高含氢硅油为原料，在催化剂存在下，反应制备直链含氢硅油；以烯丙基共聚醚、直链含氢硅油为原料，在贵金属催化剂存在下，反应制得聚醚改性聚硅氧烷；
[0019](2)以4
‑
羟基偶氮苯、环氧乙烷为原料，在醚类溶剂中且碱性催化剂存在下合成偶氮苯聚氧乙烯醚；
[0020](3)将聚醚改性聚硅氧烷与偶氮苯聚氧乙烯醚进行复配，得到超低导热聚氨酯泡沫稳定剂。
[0021]其中，聚醚改性聚硅氧烷与偶氮苯聚氧乙烯醚的质量配比为(1～5)：1。
[0022]步骤(1)中，烯丙醇、环氧乙烷、环氧丙烷、碱性催化剂的投料质量配比为1：(4.5～30)：(4～20)：(0.01～0.08)。
[0023]其中，八甲基环四硅氧烷、六甲基二硅氧烷、高含氢硅油的投料质量比为(8～30)：1：(1～5)。
[0024]其中，烯丙基共聚醚与直链含氢硅油的投料质量比为(1～5)：1。
[0025]步骤(2)中，反应原料4
‑
羟基偶氮苯、环氧乙烷、醚类溶剂、碱性催化剂的投料质量比为1：(1.3～3.5)：(1～5)：(0.002～0.015)。
[0026]步骤(2)中的醚类溶剂为二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、三乙二醇二甲醚、三乙二醇二乙醚中的至少一种；碱性催化剂为甲醇钾或甲醇钠。
[0027]其中，所述高含氢硅油的含氢量为1.2％～1.6％。
[0028]本专利技术进一步提供了该超低导热聚氨酯泡沫稳定剂在超低导热聚氨酯泡沫中的应用，具体为：以聚醚多元醇、异氰酸酯为原料，以发泡剂和以上所述泡沫稳定剂作为助剂，以胺类催化剂和/或金属类催化剂为催化体系，制备得到该超低导热聚氨酯泡沫材料。
[0029]本专利技术的有益效果是：
[0030]本专利技术的泡沫稳定剂是由梳状侧链型的聚醚改性聚硅氧烷和直链型的偶氮苯聚氧乙烯醚复配而成。在发泡过程中，聚醚改性聚硅氧烷中的聚醚链段在侧链上，在乳化成核时朝向发泡物料，其低极性的聚硅氧烷链段则朝向气泡一侧，从而大幅度降低表面张力，提高成核能力；而偶氮苯聚氧乙烯醚为直链结构，则更容易穿插于梳状聚醚改性聚硅氧烷分子之间，与梳状分子排列结构配合进一步提高表面活性剂分子在界面的排列紧密度，从而提高泡孔强度，以在发泡时稳定气泡。此外，偶氮苯结构之间存在Π
‑
Π作用力，容易诱导结晶，从而提高泡孔的凝胶化速度，避免泡孔破裂，提高泡沫的闭孔率。
[0031]此外，本专利技术通过设计聚醚改性聚硅氧烷的分子结构使其乳化、成核、泡沫稳定及流动性等各种性能达到综合平衡。
[0032]该泡沫稳定剂可以有效降低聚氨酯发泡体系的表面张力，提高成核性能，促进泡孔的凝胶化，提高聚氨酯硬泡的闭孔率，并使聚氨酯泡沫材料获得更为均匀细密的泡孔结构，极大的降低聚氨酯泡沫的导热系数。
具体实施方式
[0033]下面将结合具体实施例对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]一种超低导热聚氨酯泡沫稳定剂，其是由聚醚改性聚硅氧烷和偶氮苯聚氧乙烯醚复配而成；
[0035]其中，聚醚改性聚硅氧烷的化学结构式如下：
[0036][0037]式中，，x为18～70，y为2～10，x+y为20～80；
[0038]R的化学结构式如下：
[0039][0040]其中，a+b为10～50，且a/b大于3/2；R＇为H；
[0041]其中，偶氮苯聚氧乙烯醚的化学结构式如下：
[0042][0043]其中，n＝5～15。
[0044]该超低导热聚氨酯泡沫稳定剂的制备方法，包括如下步骤：
[0045](1)以烯丙醇、环氧乙烷和环氧丙烷为原料，在碱性催化剂存在下，控制反应温度90℃～130℃、反应压力不大于0.5MPa的条件下，反应4～6小时，反应结束后经中和、脱水、脱色、过滤处理后得到烯丙基共聚醚；反应原料烯丙醇、环氧乙烷、环氧丙烷、碱性催化剂的投料质量配比为1：(4.5～30)：(4～20)：(0.01～0.08)；碱性催化剂优选为烯丙醇钾或烯丙醇钠；
[0046]以六甲基二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、含氢量为1.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超低导热聚氨酯泡沫稳定剂，其特征在于，其是由聚醚改性聚硅氧烷和偶氮苯聚氧乙烯醚复配而成；其中，聚醚改性聚硅氧烷的化学结构式如下：式中，x+y为20～80；R的化学结构式如下：其中，a+b为10～50，且a/b大于3/2；R＇为H；其中，偶氮苯聚氧乙烯醚的化学结构式如下：其中，n＝5～15。2.权利要求1所述的超低导热聚氨酯泡沫稳定剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)以烯丙醇、环氧乙烷和环氧丙烷为原料，在碱性催化剂存在下，反应制备烯丙基共聚醚；以六甲基二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、高含氢硅油为原料，在催化剂存在下，反应制备直链含氢硅油；以烯丙基共聚醚、直链含氢硅油为原料，在贵金属催化剂存在下，反应制得聚醚改性聚硅氧烷；(2)以4
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羟基偶氮苯、环氧乙烷为原料，在醚类溶剂中且碱性催化剂存在下合成偶氮苯聚氧乙烯醚；(3)将聚醚改性聚硅氧烷与偶氮苯聚氧乙烯醚进行复配，得到超低导热聚氨酯泡沫稳定剂。3.根据权利要求2所述的超低导热聚氨酯泡沫稳定剂的制备方法，其特征在于，聚醚改性聚硅氧烷与偶氮苯聚氧乙烯醚的质量配比为(1～5)：1。4.根据权利要求2所述的超低导热聚氨酯泡沫稳定剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，烯丙醇、环氧乙烷、环氧丙烷、碱性催化剂的投料质量配比为1：(4.5～30)：(4～2...

【专利技术属性】
技术研发人员：卫石强，梁丹丹，孙路遥，
申请(专利权)人：苏州思德新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：