[发明专利]一种有机硅表面活性剂及其制备方法、聚氨酯泡沫

说明书

本发明提出了一种有机硅表面活性剂，含有如下式Ⅰ‑式Ⅱ所示通式；式中，n＝16‑64，R＝C1‑3，Ph，x＝1‑25，y＝1‑10，z＝0‑20。由泡沫形成组合物制备获得的聚氨酯泡沫，其特征在于，所述泡沫组合物使用上述有机硅表面活性剂。本发明提供的中高密度聚氨酯泡沫的添加的有机硅表面活性剂制备方法简单易行，添加入聚氨酯中得到的中高密度聚氨酯泡沫的上下层透气率差异小，透气性良好，回弹性好。

技术领域

本发明涉及有机硅表面活性剂技术领域，具体涉及一种有机硅表面活性剂及其制备方法、聚氨酯泡沫。

背景技术

表面活性剂(surfactant)被誉为“工业味精”，是指具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列，并能使表面张力显著下降的物质。表面活性剂一般为具有亲水与疏水基团的有机两性分子，可溶于有机溶液和水溶液。亲水基团常为极性的基团，如羧酸、磺酸、硫酸、氨基或胺基及其盐，也可是羟基、酰胺基、醚键等；而憎水基团常为非极性烃链，如8个碳原子以上烃链。表面活性剂分为离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂等。它是一大类有机化合物，他们的性质极具特色，应用极为灵活、广泛，有很大的实用价值和理论意义。

有机硅表面活性剂由于硅氧链的柔顺性，使其在水界面排列更加紧密，因此具有表面活性高，润湿铺展性好，乳化稳定性好等特点，同时其具有较低的生理毒性，已经被作为分散剂、消泡剂、柔软剂等广泛应用于纺织、日化、皮革、农药等领域。

聚氨酯泡沫通常是由聚酯或聚醚多元醇、聚氰酸酯、表面活性剂、催化剂、一或多种发泡剂和其它助剂组成的液体反应混合物在聚合过程中产生气体而制备的。该气体导致反应混合物产生泡沫而从形成泡孔(cell)结构。表面活性剂稳定聚氨酯泡沫的结构。在现有的聚氨酯技术中，有机硅表面活性剂用于帮助和控制聚氨酯泡沫泡孔形成的成核位点、使化学组分相容并在形成聚氨酯泡沫过程中稳定泡孔。软质的聚氨酯泡沫商业上制备成块状泡沫或模塑泡沫及连续化生产的泡沫。一块状泡沫是通过将混合的反应物倒入大的盒子中制备的(间歇法)，而其它的泡沫是通过连续的方式在衬纸的输送机上沉淀反应混合物制备的。随着输送机的前进，泡沫升起并成型，当退出泡沫机器时被切割成大块。一些软质板状聚氨酯泡沫的用途包括：家居垫子、寝具和地毯的衬垫。软质泡沫制剂通常包括如：多元醇、聚异氰酸酯、水、可选的发泡剂(低沸点的有机化合物或惰性气体，如CO2)、有机硅类型的表面活性剂和催化剂。软质泡沫通常是结构中空(opencelled)型材料，而刚性泡沫通常含有较高比例的闭合细胞。聚氨酯泡沫通常是可选择性地在发泡剂、催化剂、基于有机硅的表面活性剂和其它助剂存在下，使二-或聚异氰酸酯与含有两个或多个活性氢的化合物进行反应制得的。含有活性氢的化合物通常为多元醇、伯或仲多胺以及水。在制备聚氨酯泡沫过程中，两个主要的反应，凝胶反应和发泡反应是通过反应物中的催化剂促进的。为了获得具有所需物理性质的聚氨酯泡沫，在该方法进行过程中，这些反应需要同时进行且处于竞争性平衡速率。异氰酸酯与多元醇或多胺之间的反应(通常被称为凝胶反应)使得形成高分子量的聚合物。该反应在不使用低沸点有机化合物发泡的泡沫中是占主导地位的。该反应的进行提高了混合物的粘度，通常有助于多官能的多元醇形成交联。第二主要反应在异氰酸酯和水之间。该反应增加聚氨酯的生长，对于产生促进发泡的二氧化碳气体是重要的。因此，该反应通常被称作发泡反应。历史上，许多级别的聚氨酯泡沫用基于氯氟烃(CFC)的发泡剂发泡的，用来降低泡沫的密度、控制泡沫的硬度、冷却泡沫从而使褪色、降解和可能的着火最小化。与特定的CFCs有关的臭氧损耗的环境问题导致签订了蒙特利尔议定书，CFCs。因此，聚氨酯泡沫产业试图用新型全环保发泡剂生产同样级别和质量的泡沫。已经在软质泡沫中，对许多不同的发泡剂进行评价，包括烷基碳酸盐、丙酮、戊烷等。最近，在中高密度聚氨酯泡沫中，补充增加惰性气体如二氧化碳(CO₂)、全水作为发泡剂的一部分已经有效使用。