[发明专利]一种储存稳定的聚醚改性硅氧烷共聚物及其制备方法

说明书

本发明涉及硅氧烷聚合物技术领域，尤其是一种聚醚改性硅氧烷共聚物及其制备方法，所述聚醚改性硅氧烷共聚物由具有通式(Ⅰ)的含氢聚硅氧烷和具有通式(Ⅱ)的聚醚在催化剂条件下合成；通式(Ⅰ)为(R1)_c(CH₃)_3‑cSiO[(CH₃)₂SiO]_x[CH₃(H)SiO]_ySi(R2)_d(CH₃)_3‑d；通式(Ⅱ)为C_nH_2n(CH₂CH₂O)_a(CH(CH₃)CH₂O)_bR3；其中，通式(Ⅰ)中的R1和R2均为H或者CH₃，R1和R2相同或者不同；通式(Ⅰ)中的c＝0‑1，d＝0‑1，x＝50‑100，y＝5‑20；通式(Ⅱ)中的R3为C1‑C12的烃基、C(O)CH₃或H；通式(Ⅱ)中的n＝2‑4，a＝40‑100，b＝40‑100。该聚醚改性硅氧烷共聚物的结构、粘度、pH值等指标具有良好的储存稳定性，可以作为泡沫稳定剂应用于聚氨酯泡沫制品的生产中。

技术领域

本发明涉及硅氧烷聚合物技术领域，尤其是一种聚醚改性硅氧烷共聚物及其制备方法。

背景技术

聚氨酯泡沫塑料作为一种重要的化工材料，其具有多孔性、相对密度小、比强度高等特点，可根据泡沫配方和使用原料的差异制成普通软质泡沫、高回弹泡沫及硬质泡沫等不同性能和用途的材料。这些材料可用于汽车座垫、家具、保温材料、建筑材料等不同领域。聚氨酯泡沫塑料是多种原料在短时间内进行化学反应形成的，其反应过程比较复杂，经历了液体起泡、凝胶成为胶体以及最终固化成固体高聚物等形态上的变化。

泡沫稳定剂作为聚氨酯泡沫塑料生产配方中的关键组分之一，起到调节体系的作用，良好的泡沫稳定剂可以制得泡孔均匀、泡沫稳定的泡沫体。泡沫稳定剂所起的作用主要有：①将配方中的各组成分成核乳化。在聚氨酯泡沫配方中，各组分的相溶性能较差，而泡沫稳定剂具有较强乳化能力，能够将配方中的各组分混合均匀，从而使发泡反应和交联反应顺利进行。②稳定泡沫。泡沫稳定剂是一种良好的表面活性剂，加入泡沫稳定剂，可使物料的表面张力降低，也更容易使搅拌混入的空气形成气泡核，这些气泡核起到类似“晶核”的作用，使反应产生的CO₂进入即生成气泡，并使泡孔不断成长，均匀分布从而避免气泡合并，泡沫沸腾、坍塌。③使泡沫开孔。软质泡沫中的气泡必须是开孔型才能使制品柔软富于弹性。由于泡沫稳定剂的作用，当体系处于低粘度阶段时，泡孔壁稳定，而当气泡生长到适合于开孔的厚度时，则会破裂即“开孔”，当泡沫升到最高高度时，则有“冲孔”或“放气”现象。

现有工业化的聚氨酯的泡沫稳定剂的主要成分为聚醚改性硅氧烷共聚物，而生产聚醚改性硅氧烷共聚物的方法是通过氢化硅烷化，此生产方法在文献中多次描述，例如US7157541和US4855379，此部分内容下文作为参考文献。通常用于氢化硅烷化的催化剂为铂化合物。在商业实践中，已经确定使用六氯铂酸和Karstedt’s催化剂和/或其配方。

上述的氢化硅烷化在反应过程中伴随着许多副反应。主要是在羟基(OH)官能团存在下，具有SiH-官能化硅氧烷可以与OH的组分发生脱氢偶合，形成SiOC官能团。此外，在含烯丙基化合物的氢化硅烷化过程中，会出现重排反应和断裂反应，并且形成具有强固有气味的丙醛，该气味在聚醚改性硅氧烷共聚物中是不可接受的。另外，所释放的醛可以通过与属于聚醚基的OH进一步反应，形成乙缩醛桥键，进一步给2个聚醚硅氧烷分子带来链接。上述的SiOC官能团和乙缩醛桥与进一步的交联反应通常是不需要的，这是由于它们的不稳定性以及会导致高度交联结构。这将导致产物粘度增加，而产物粘度增加将阻碍聚醚改性硅氧烷共聚物的加工，且会影响甚至损害其应用性能。根据交联程度，不排除出现凝胶。这给产品的稳定性带来很大的影响。