CN105199111A - 一种聚氨酯软泡用有机硅表面活性剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工领域,特别涉及一种聚氨酯软泡用有机硅表面活性剂的制备方法,由侧链含氢的高含氢硅油,氢含量为0.2~1.0%,与分子量小于1500的低分子量烯丙基聚醚,在异丙醇-氯铂酸的催化作用下,进行硅氢加成反应来制备,与现有技术相比,这种通过Si-C键连接的有机硅表面活性剂具有气味低、无溶剂、绿色环保,粘度低、用量少,耐水解及良好的水溶性。
Description
技术领域
本发明属于化工领域,特别涉及一种聚氨酯软泡用有机硅表面活性剂的制备方法。
技术背景
聚氨酯软泡具有密度低、回弹性好、保温、透气、吸音等优异性能,是一种非常理想的垫材材料,也是用量最大的一种聚氨酯产品。有机硅表面活性剂是聚氨酯软泡发泡过程中必不可少的原料之一,长期以来,聚氨酯软泡用有机硅表面活性剂严重依赖进口,这制约了我国聚氨酯工业的良性发展。本发明的目的在于提供一种稳定可靠、可替代部分进口产品的解决方案。
聚氨酯软泡可分为普通软泡、超柔软泡沫、高承载型软泡、高回弹软泡,每种软泡又因配方体系及性能的差异,对有机硅表面活性剂结构上有不同的要求。含氢硅油的氢含量、分子量,烯丙基聚醚的分子量、分子结构等,它们结构上的细小变化都会带了聚氨酯软泡性能上的大幅波动,因此,一款性能优异、适用面广的聚氨酯软泡用有机硅表面活性剂就显得尤为重要。
聚氨酯软泡用有机硅表面活性剂通常是以含氢硅油为憎水基、聚醚为亲水基的两亲性非离子型表面活性剂,它主要是通过含氢硅油与烯丙基聚醚进行硅氢加成反应制得。在聚氨酯软泡发泡过程中,有机硅表面活性剂起到降低体系表面张力,乳化配方体系中的各个组分,有利于泡核形成及气泡产生,稳定泡沫的作用。有机硅表面活性剂不仅起到匀泡的作用,还对泡沫的比重、弹性、发泡倍率、泡孔大小、开孔率等有重要影响。配方体系不同,使用性能各异,针对不同类型的软泡,需要特定结构的有机硅表面活性剂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚氨酯软泡用有机硅表面活性剂,它是通过侧链含氢的高含氢硅油与低分子量烯丙基聚醚进行硅氢加成反应制备,这种通过Si-C键连接的有机硅表面活性剂具有气味低、无溶剂、绿色环保,粘度低、用量少,耐水解及良好的水溶性。
一种聚氨酯软泡用有机硅表面活性剂的制备方法,由侧链含氢的高含氢硅油(氢含量为0.2~1.0%)与分子量小于1500的低分子量烯丙基聚醚,在异丙醇-氯铂酸的催化作用下,进行硅氢加成反应来制备,具体步骤是:在反应瓶中加入任意份的烯丙基聚醚,然后加入烯丙基聚醚与含氢硅油总重量1~100ppm的异丙醇-氯铂酸溶液,升温至60℃,逐渐加入化学计量比的含氢硅油,控制反应温度在80℃以下,加完后,继续反应2~3h;然后升温至70~80℃,继续反应3~5h,即得所需有机硅表面活性剂。
具体的,所述侧链含氢的高含氢硅油的氢含量为0.2~1.0%。
进一步地,所述烯丙基聚醚为一种或两种复配使用。
进一步地,所述含氢硅油的量为烯丙基聚醚量的化学计量比。
进一步地,所述化学计量比是指乙烯基与硅氢键的摩尔比为1:1。
专利申请保护的是一系列的配方体系,高含氢硅油的氢含量不同,需要加入的烯丙基聚醚的种类与配比也不同,所以这里写的是一个通用的方法,具体方案在实施例里有体现。
上述侧链含氢的高含氢硅油,其结构式如下:
其中,x、y、z是大于或等于0的整数,且1≤x+y+z≤60,R1是取自1~3个碳原子的烃基或取代烃基。
上述烯丙基聚醚的结构通式如下:
其中,e、f是大于或等于0的整数,且1≤e+f≤30;R4选自氢、含1~6个碳原子的烃基或取代烃基、含2~5个碳原子的酰氧基。
以上制得的有机硅表面活性剂的结构通式如下:
其中x、y、z是大于或等于0的整数,且1≤x+y+z≤60;a、b、c、d是大于或等于0的整数,且1≤a+b≤30,1≤c+d≤30。
其中,R1是取自1~3个碳原子的烃基或者取代烃基;R2、R3各自独立地选自氢、含1~6个碳原子的烃基或取代烃基、含2~5个碳原子的酰氧基。
与现有技术相比,这种通过Si-C键连接的有机硅表面活性剂具有气味低、无溶剂、绿色环保,粘度低、用量少,耐水解及良好的水溶性。
具体实施方式
实施例1
在装有搅拌器、温度计、通氮气装置的圆底烧瓶中,加入0.5mol烯丙基聚醚(e=4,f=12,R4为氢),加入烯丙基聚醚与含氢硅油总重量40ppm的氯铂酸-异丙醇溶液,升温至60℃,滴加氢含量为0.45%的高含氢硅油(x=0,y+z=1),滴完后,在60℃继续反应2小时,然后升温至75℃,继续反应3小时,即得聚氨酯软泡用有机硅表面活性剂。
实施例2
在装有搅拌器、温度计、通氮气装置的圆底烧瓶中,加入0.45mol烯丙基聚醚(e=4,f=12,R4为氢)和0.05mol烯丙基聚醚(e=5,f=5,R4为乙酰氧基),加入烯丙基聚醚与含氢硅油总重量50ppm的氯铂酸-异丙醇溶液,升温至60℃,滴加氢含量为0.56%的高含氢硅油(x=1,y+z=2),滴完后,在60℃继续反应2小时,然后升温至80℃,继续反应3小时,即得聚氨酯软泡用有机硅表面活性剂。
实施例3
在装有搅拌器、温度计、通氮气装置的圆底烧瓶中,加入0.4mol烯丙基聚醚(e=4,f=12,R4为氢)和0.1mol烯丙基聚醚(e=0,f=10,R4为氢),加入烯丙基聚醚与含氢硅油总重量40ppm的氯铂酸-异丙醇溶液,升温至60℃,滴加氢含量为0.45%的高含氢硅油(x=0,y+z=1),滴完后,在60℃继续反应2小时,然后升温至75℃继续反应3小时,即得聚氨酯软泡用有机硅表面活性剂。
Claims (5)
1.一种聚氨酯软泡用有机硅表面活性剂的制备方法,其特征在于,它是由侧链含氢的高含氢硅油,与分子量小于1500的低分子量烯丙基聚醚,在异丙醇-氯铂酸的催化作用下,进行硅氢加成反应来制备,具体步骤是:在反应瓶中加入任意份的烯丙基聚醚,然后加入烯丙基聚醚与含氢硅油总重量1~100ppm的异丙醇-氯铂酸溶液,升温至60℃,逐渐加入化学计量比的含氢硅油,控制反应温度在80℃以下,加完后,继续反应2~3h;然后升温至70~80℃,继续反应3~5h,即得所需有机硅表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨酯软泡用有机硅表面活性剂的制备方法,其特征在于:所述侧链含氢的高含氢硅油的氢含量为0.2~1.0%。
3.根据权利要求1所述的一种聚氨酯软泡用有机硅表面活性剂的制备方法,其特征在于:所述烯丙基聚醚为一种或两种复配使用。
4.根据权利要求1所述的一种聚氨酯软泡用有机硅表面活性剂的制备方法,其特征在于:所述含氢硅油的量为烯丙基聚醚量的化学计量比。
5.根据权利要求4所述的一种聚氨酯软泡用有机硅表面活性剂的制备方法,其特征在于:所述化学计量比是指乙烯基与硅氢键的摩尔比为1:1。
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