在聚氧化烯部分具有限定的多分散度的硅氧烷-聚醚嵌段共聚物及其在制备聚氨酯泡沫中作为稳定剂的用途制造技术

技术编号:4199364 阅读:223 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本申请公开了在聚氧化烯部分具有限定的多分散度的硅氧烷-聚醚嵌段共聚物及其在制备聚氨酯泡沫中作为稳定剂的用途,所述硅氧烷-聚醚嵌段共聚物是通过使用聚醚或聚醚的混合物,有机改性具有末端和/或侧链SiH官能团的带支链的聚硅氧烷或具有侧链和/或末端SiH官能团的直链聚硅氧烷制备的,其特征在于所使用的聚醚的多分散度Mw/Mn在1.0-1.5的范围内,和/或比值Mn/MWIN和Mw/MWIN在0.7-1.3的范围内,本申请还涉及所述共聚物的制备和用途以及由其制备的聚合物制品。?

【技术实现步骤摘要】
专利说明在聚氧化烯部分具有限定的多分散度的硅氧烷-聚醚嵌段共聚物及其在制备聚氨酯泡沫中作为稳定剂的用途 通过二异氰酸酯(如简称为MDI的4,4’-亚甲基-二(异氰酸苯酯),或者简称为TDI的甲苯2,4-二异氰酸酯)与聚醚多元醇或者聚酯多元醇的聚合制备各种类型的聚氨酯。在此使用的聚醚多元醇是通过多羟基官能团引发剂(如二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇或者蔗糖)的烷氧基化得到的。在聚氨酯泡沫的制备中,使用附加的发泡剂(如戊烷、二氯甲烷或者二氧化碳)。对于泡沫部件的可重复性工业生产,必须使用表面活性剂来稳定聚氨酯泡沫。除了一些纯有机表面活性剂外,通常还使用硅氧烷表面活性剂,因为硅氧烷表面活性剂具有较高的界面稳定势(interfacestabilization potential)。
技术介绍
现有技术描述了许多不同的聚氨酯泡沫,例如热固化的柔性泡沫、冷固化的泡沫、酯泡沫、刚性PUR泡沫、刚性PIR泡沫等。已开发了这里使用的稳定剂以适合各种最终用途,并且若将它们用于制备其他类型的泡沫,它们通常显示出的性能显著改变。 在刚性聚氨酯泡沫和聚异氰尿酸酯泡沫的制备中,使用孔隙稳定添加剂,以得到细孔、均匀泡沫结构(其缺陷少),并由此对刚性泡沫的使用性能(特别是绝热性能)发挥显著的积极影响。在此,基于聚醚-改性的硅氧烷的表面活性剂也特别有效,并且因此是孔隙稳定剂的优选类型。因为针对不同的应用领域,满足孔隙稳定剂必须满足的各种要求,有许多不同的刚性泡沫配方,使用具有多种结构的聚醚-硅氧烷。因此,例如发泡剂的选择已影响到新的最佳稳定剂的开发。尽管EP 0570174 A1仍描述使用氯氟烃制备刚性聚氨酯泡沫,进一步的开发已从用作发泡剂的纯氟烃(如EP0533202A1中所述)延伸至如今的标准发泡剂戊烷(如EP 1544235A1中所述)。 通常使用二氧化碳作为环境友好的发泡剂制备柔性聚氨酯泡沫。EP0797606 A1和EP 1501889 A1描述了常用于此用途的稳定剂。然而,在环境法规较不严格的国家,仍在使用二氯甲烷作为发泡剂。EP 0694585 A2描述了在这种情况下使用的稳定剂。 EP 0600261涉及在平均分子中具有不同聚氧化烯嵌段的聚硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物,并且将其作为稳定剂来制备柔性聚氨酯泡沫。该专利技术的教导非常详细地教导了平均硅氧烷-聚醚共聚物中表示的聚氧化烯基团的组成,包括它们的平均分子量、它们的环氧乙烷/环氧丙烷比例和它们各自在连接于整个基体的聚醚中的百分比方面的细节。 EP 0 585 771 A2公开了特别有效的泡沫稳定剂的代表聚硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物,其特征在于其组合仅能凭经验确定,该组合包括具有不同分子量和不同亲水性或亲脂性的带羟基官能团的和封端的聚氧化烯嵌段。只有亲水性、亲脂性和亲硅性(siliconophilic)聚合物嵌段比例准确地匹配才能使稳定剂在各种应用中发挥其最佳作用。经验表明由原材料引起的聚硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物中亲水性、亲脂性和亲硅性组分的波动可以导致泡沫稳定剂和反应性聚氨酯基体的相容性较差,这可能阻碍表面活性剂的均匀分布和随后迁移到界面,这样其直接后果是泡沫塌陷。 尚未公布的专利申请DE 10 2007 055485.2描述了用于制备有机改性的聚硅氧烷的方法,所述聚硅氧烷的硅氧烷链是支链,其中在仅一步的方法中制备具有末端和/或侧链SiH官能团的带支链的聚硅氧烷,并且使用有机化合物将其进一步官能团化,以及按照此方法制备的带支链的有机改性聚硅氧烷和它们的用途。 用于制备烷氧基化产物(聚醚)的大多数方法使用碱性催化剂,如碱金属氢氧化物和碱金属甲醇盐。KOH的使用特别广泛并且已知多年。通常在碱性催化剂存在下,使低分子量较低(即分子量低于200g/mol)的带羟基官能团的引发剂(如丁醇、烯丙醇、丙二醇或者甘油),与环氧烷烃(如环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烃或者各种环氧烷烃的混合物)反应得到聚氧化烯聚醚。在此活性聚合中的强碱性反应条件促进各种副反应。环氧丙烷重排成烯丙醇,烯丙醇用作链引发剂,且链终止反应形成具有相对较宽分子量分布的聚醚和不饱和副产物。本领域技术人员熟知的测量碘值的方法是汉诺斯(Hanus)方法,被称为Deutsche Gesellschaft für Fette的DGF C-V11a(53)方法。根据DGF C-V 11a(53)的碘值表明在确定重量的材料中的双键浓度。 毫无疑问,碱-催化的烷氧基化的缺点还包括需要使用中和步骤除去得到的反应产物中的活性碱。那么,通过蒸馏除去在中和中形成的水以及通过过滤除去所形成的盐则是绝对必须的。 除了碱-催化反应,还已知用于烷氧基化的酸催化。因此,DE 102004007561描述了在烷氧基化技术中使用HBF4和路易斯酸(如BF3、AlCl3和SnCl4)。 在酸-催化的聚醚合成中发现的缺点是在不对称环氧化物(例如环氧丙烷)的开环中区域选择性不能令人满意,由此使得以不易于控制的方式得到具有一些仲OH末端和一些伯OH末端的聚氧化烯链。在碱-催化的烷氧基化反应中,中和、蒸馏和过滤的后处理序列步骤也是必须的。如果在酸-催化聚醚合成中,引入环氧乙烷作为单体,则必须预料到会形成不需要的副产物二噁烷。 然而,多金属氰化物化合物或双金属氰化物催化剂(一般也称为DMC催化剂)也经常用作催化剂用于制备聚醚醇。使用DMC催化剂减少不饱和副产物的含量,而且与常用的碱性催化剂相比,此反应以明显较高的时空收率进行。自从20世纪60年代,已经知道了作为烷氧基化催化剂的双金属氰化物络合物的制备和用途,并且例如在US 3,427,256、US3,427,334、US 3,427,335、US 3,278,457、US 3,278,458、US 3,278,459中已有描述。在随后多年内,研制出了更加有效的DMC催化剂类型,例如在US 5,470,813和US 5,482,908中描述了这些催化剂,其包括,特别是锌-钴六氰基络合物。由于它们非常高的活性,制备聚醚醇仅需低浓度的催化剂,这样可以省略所述烷氧基化方法中的最后的对于常规的碱催化剂而言必须的后处理步骤,所述后处理步骤包括中和、沉淀和过滤催化剂。与使用碱催化的产物相比,使用DMC催化剂制备的烷氧基化产物具有较窄的分子量分布。DMC-催化的烷氧基化的高选择性是例如,基于环氧丙烷的聚醚仅含有极少量的不饱和副产物的原因。 就所述技术特征而言,与碱和酸催化直接比较,在DMC催化剂上进行的烷氧基化反应非常有利,已开发了连续性方法用于大量制备通常仅含有PO单元的简单聚醚醇。因此,WO 98/03571描述了使用DMC催化剂用于连续性制备聚醚醇的方法,其中首先将引发剂和DMC催化剂的混合物置于连续搅拌的反应罐中,活化催化剂,并将更多的引发剂、环氧烷烃和DMC催化剂连续地导入此活化的混合物中,达到所需的反应器的加料水平后,连续取出聚醚醇。 JP H6-16806描述了使用DMC催化剂用于连续性地制备聚醚醇的方法,同样地在连续搅拌的反应罐或者管式反应器中进行,其中在入口处引入活化的引发剂物质混合物,并在沿着管式反应器的多个点上供应环氧烷烃。 DD 203725也描述了使用DMC催化剂用于连续性地本文档来自技高网...

【技术保护点】
硅氧烷-聚醚嵌段共聚物,其是通过使用聚醚或聚醚的混合物,有机改性具有末端和/或侧链SiH官能团的带支链的聚硅氧烷或具有侧链和/或末端SiH官能团的直链聚硅氧烷制备的,其特征在于所使用的聚醚的多分散度M↓[w]/M↓[n]在1.0-1.5的范围内。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:F亨宁W克诺特F舒伯特R胡贝尔C艾勒布雷希特
申请(专利权)人:赢创戈尔德施米特有限公司
类型:发明
国别省市:DE[德国]

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