[发明专利]含有高分子量聚醚基团的聚硅氧烷-聚醚嵌段共聚物及它们作为制备聚氨酯泡沫的稳定剂的用途

说明书

技术领域

本发明涉及聚硅氧烷-聚醚嵌段共聚物，其包含含有至少一个聚醚基团的聚有机基硅氧烷，其中所含的至少一个聚醚基团的分子量不小于5000g/mol，并且通过化学键与所述聚有机基硅氧烷相连的所有聚醚基团的重均分子量大于3000g/mol，本发明还涉及其制备和用途，以及由其而得的组合物和聚合物制品，更具体地说是聚氨酯泡沫制品。

通过二异氰酸酯如4，4’-亚甲基双(异氰酸苯酯)(缩写MDI)或2，4-甲苯二异氰酸酯(缩写TDI)与聚醚多元醇或聚酯多元醇聚合获得各种聚氨酯。用于此的聚醚多元醇是通过使含多羟基官能团的引发剂(例如二醇、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇或蔗糖)烷氧基化获得。利用额外的发泡剂(例如戊烷、丙酮、二氯甲烷或二氧化碳)制备聚氨酯泡沫。可重复地工业生产泡沫部件的不可或缺的必要条件是利用表面活性剂使聚氨酯泡沫稳定。除了几种纯的有机表面活性剂之外，通常使用聚硅氧烷表面活性剂，因为它们的界面稳定潜力更高。

背景技术

已知多种不同的聚氨酯泡沫，例如，热固型软泡沫、冷固型泡沫、酯泡沫、硬PUR泡沫和硬PIR泡沫。在此所用的稳定剂已特别开发用来满足特定的终端用途，并且若用于制备其它类型的泡沫，典型地显示出显著改变的性能。

为了可获得泡沫的细泡孔的、均匀且低缺陷的结构，由此对硬泡沫的性能特征特别是隔热性发挥显著的积极影响，使用稳定泡孔的添加剂制备聚氨酯和聚异氰脲酸酯硬泡沫。此外，基于聚醚改性的硅氧烷的表面活性剂在此特别有效，因此成为优选类型的泡孔稳定剂。因为对不同的应用领域，有多种不同的硬泡沫配制物，对泡孔稳定剂有各自的要求，所以使用具有不同结构的聚醚硅氧烷。例如，发泡剂的选择已影响新的优化的稳定剂的开发。EP 0 570 174 A1仍然描述使用氯氟烃制备聚氨酯硬泡沫，该领域的发展从EP 0 533 202 A1中所述的纯氟代烃发泡剂进展至EP 1 544 235 A1中所述的目前标准的发泡剂戊烷。

聚氨酯软泡沫常利用二氧化碳作为对环境友好的发泡剂制得。EP 0 797 606 A1和EP 1 501 889 A1描述常规用于此用途的稳定剂。但是，在环境法规较不严格的国家中，二氯甲烷仍然用作发泡剂。EP 0 694 585 A2描述用于此情况中的稳定剂。

在现有技术中，用于使聚氨酯泡沫稳定的聚硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物，通常按照例如EP 1 520 870中所述，通过对含有SiH-官能团的硅氧烷(即氢化硅氧烷)的不饱和聚氧化烯进行贵金属催化的氢化硅烷化制得。氢化硅烷化可按照例如DE 198 59 759 C1中所述分批或连续地进行。

热固型聚氨酯软泡沫稳定剂通常通过在氢化硅烷化中使用不含羟基官能团的烯丙基聚醚制得。实际上，它们是所谓的封端的聚醚，其羟基官能团末端在后续反应中被转化成甲基醚基团或者羧酸酯基团。另外，通常使用由具有对摩尔质量和极性而言准确界定的性质的特别限定的各个聚醚组成的聚醚混合物。

例如EP 0 600 261描述聚硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物，其在平均分子中具有不同的聚氧化烯嵌段，并且用作制备聚氨酯软泡沫的稳定剂。其中所述发明的教导非常确切地详述平均聚硅氧烷-聚醚共聚物中所含的聚氧化烯基团的组成、它们的平均分子量、它们的氧化乙烯/氧化丙烯比值及它们各自在加成的聚醚的整体材料中的百分比。

EP 0 585 771 A2公开特别有效的泡沫稳定剂聚硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物，其特征在于仅凭经验确定的具有不同的分子量和不同的亲水性/亲脂性的含羟基官能团和封端的聚氧化烯嵌段的组合。仅是精细地调整亲水性、亲脂性和亲硅性聚合物嵌段的比值，使特别用途中的稳定剂具有其最佳性能。经验教导，当对应于原材料的变化，聚硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物中的亲水性、亲脂性和亲硅性的比例改变时，泡沫稳定剂与反应性聚氨酯材料的相容化可能变差，这会阻碍表面活性剂的均匀分布及其向界面的后续迁移，以至直接导致泡沫塌陷。

诸如EP 0 493 836 A1、US 5,565,194或EP 1 350 804的多篇其它文献，各自公开了特别聚合的聚硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物以达到在各种聚氨酯泡沫配制物中对泡沫稳定剂的要求的特定概况。为了获得涉及的各稳定剂，使用两种或三种优选的封端的分子量小于6000g/mol、优选小于5500g/mol的烯丙基聚醚的混合物进行氢化硅烷化。分子量高于5500g/mol的聚醚难以通过碱性烷氧基化获得，因为随着链长度增长，促使链终止的次要反应变成主要反应。