[发明专利]用于使用植物油类多元醇制备的聚氨酯泡沫体的硅酮表面活性剂

说明书

技术领域

本实施方案涉及用于聚氨酯泡沫体的硅酮表面活性剂。更特别地，本实施方案涉及具有含有连接的烷基侧基和聚醚侧基的二甲基硅氧烷骨架的硅酮表面活性剂，对于利用植物油类多元醇的软质聚氨酯泡沫体组合物，所述硅酮表面活性剂提供改进的性质。

背景技术

聚氨酯泡沫体广泛地应用于各种工业和消费用途。聚氨酯泡沫体的常规生产对于本领域熟练的技术人员是公知的。聚氨酯由存在于多异氰酸酯中的异氰酸酯基与存在于多元醇中的羟基反应来生产。聚氨酯泡沫体生产，即多异氰酸酯与多元醇的反应，在以下几种添加剂的存在下进行：表面活性剂、催化剂、交联剂、阻燃剂、水、发泡剂和其它添加剂。表面活性剂在聚氨酯泡沫体制造过程中通常是必需的，并对最终聚氨酯泡沫体的物理性能具有显著影响。大多数常规类型表面活性剂基于硅氧烷/聚醚共聚物。软质聚氨酯泡沫体，即聚氨酯泡沫体的子类，一般是软的、较小密度、易弯的，并且在载重后进行结构性回弹。

用于生产聚氨酯的多元醇通常源于石化，一般是源自环氧丙烷、环氧乙烷和各种起始材料如丙二醇、甘油、蔗糖和山梨糖醇。聚醚多元醇是在最常见的用于生产聚氨酯的多元醇。对于软质泡沫体，一般使用分子量为约2,000至10,000的聚醚多元醇。这些类型的多元醇促进作为不可再生资源的来源于石油的油消耗。

因此，近年来，植物油类多元醇已渗透各种聚氨酯应用。对于“绿色”产品增长的消费需求和不可再生资源的消耗，已造成增加对于用可再生能源生产的聚氨酯泡沫体的需求。植物油类多元醇源自可再生资源，也被称为“天然油类多元醇”(NOP)，提供石油类原料的替代选择。由于多元醇供应商和聚氨酯泡沫体生产商二者已经认识到这个机会，NOP与石油类多元醇组合，越来越多地用于宽范围的聚氨酯泡沫体。

目前用于聚氨酯泡沫体的NOP通常是基于至少一种植物油，包括但不限于大豆、蓖麻、向日葵、低芥酸菜子、亚麻子、棉子、油桐、棕榈、罂粟籽、玉米和花生。在一个方面，取决于植物油进行化学改性的程度和性质，NOP一般可分为羟基化植物油或烷氧基化植物油。这些商购自不同制造商。

在聚氨酯泡沫体中使用石油类多元醇是一种制造具有严格行业要求的产品的完善的技术。因此，尝试在制造聚氨酯泡沫体中用NOP部分或完全代替它们，导致产品品质的损失。这在软质聚氨酯泡沫体的情况中是特别确切的，其中增加NOP的引入对泡沫体的物理性能具有负面影响。

然而，由于在聚氨酯生产中使用NOP的好处，特别是从环境的角度，正在进行努力以继续使用它们。因此，减轻由此类多元醇的使用导致的对物理性能的负面影响的解决方案已经主要由NOP的生产商/供应商提供，并且涉及在泡沫体配方中引入额外的多元醇组分(美国专利公布2006/0235100)或植物油类多元醇的结构改性(美国专利公布2007/0238798)。

本发明作用在于通过使用特定表面活性剂组合物最小化或消除在利用NOP制造的软质聚氨酯泡沫体中泡沫体物理性能的损失。当在聚氨酯泡沫体中使用NOP时遇到的物理性能课题(本发明的课题，通过使用改性结构的硅氧烷/聚醚/烷基表面活性剂解决该问题)以前没有解决方案。

出于比较目的，美国专利6,653,359描述了常规的硅氧烷/聚醚表面活性剂。将这些在先类型的表面活性剂用于使用植物油类多元醇的软质聚氨酯泡沫体配方中导致泡沫体劣化的物理性能。相比之下，本发明中提出的硅氧烷/聚醚/烷基表面活性剂与现有技术表面活性剂相比提供泡沫体改进的物理性能，能够使得在软质聚氨酯泡沫体配方中NOP用量增加。

发明内容

本实施方案涉及特定表面活性剂，所述特定表面活性剂为具有聚环氧烷聚醚侧基和烷基侧基的硅酮共聚物，与其它表面活性剂组合物相比，所述特定表面活性剂生产具有改进的性能的使用NOP制造的聚氨酯泡沫体。

更特别地，本发明在于一种聚氨酯泡沫体的生产方法，其包括：

A)制备包括以下物质的混合物：

(1)多元醇，其包含来源于植物油的多元醇，

(2)有机多异氰酸酯，

(3)至少一种用于生产聚氨酯泡沫体的催化剂，

(4)水，和

(5)表面活性剂，其具有下式：