本发明专利技术属于化工合成技术领域,具体涉及一种二氧化硅改性聚醚多元醇的制备方法。将水玻璃稀释,调节pH为4-7,加入化合物S和聚醚多元醇反应,得到二氧化硅改性聚醚多元醇;其中:化合物S的化学式为:(R-O)n-SiXm,其中R为C1~C20的烷基,X为任意取代基,n为1、2或3,n+m=4。本发明专利技术将无机物二氧化硅引进聚醚多元醇中,制得的二氧化硅改性聚醚多元醇对聚氨酯材料有补强增硬的效果,可以减少聚氨酯材料中异氰酸酯的使用量。本发明专利技术所述的二氧化硅改性聚醚多元醇中颗粒的粒径为10纳米到10微米之间,使聚氨酯制品减少了因填料分布不均而出现局部性能缺陷的可能性。
【技术实现步骤摘要】
二氧化硅改性聚醚多元醇的制备方法
本专利技术属于化工合成
,具体涉及一种二氧化硅改性聚醚多元醇的制备方法。
技术介绍
聚醚多元醇(Polyetherpolyol)的已经存在使用了数十年的时间,关于其改性工艺多种多样,聚醚多元醇可以从分子结构上引发剂的改变和相关结构的的改变,如含卤素单体的引入能增加产品阻燃性,如环氧氯丙烷系列产品;脂肪族长链单体的加入会增强产品亲油性,大豆油系列产品;植物基环氧化单体的引入可以增加天然有机物的使用,从而减少产品对化工石油化工的依赖,如起始剂为蔗糖,山梨醇系列的产品;聚合物颗粒的引入可以增加聚氨酯(PU)产品的力学性能,如第一代含聚脲颗粒的聚合物多元醇,第二代含丙烯腈/苯乙烯共聚的聚合物多元醇。聚合物颗粒的引入按照引入的颗粒不同,经历了聚脲颗粒、乙烯基聚合物颗粒、常见酚醛以及密胺等阻燃树脂颗粒的发展。单纯的把其他成分颗粒物理分散进聚醚的方法往往因为团聚、沉降等相容性和密度差异的存在而不可行。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术的目的是提供一种二氧化硅改性聚醚多元醇的制备方法,制得的二氧化硅改性聚醚多元醇对聚氨酯材料有补强增硬的效果,可以减少聚氨酯材料中异氰酸酯的使用量;使聚氨酯制品减少了因填料分布不均而出现局部性能缺陷的可能性。本专利技术所述的二氧化硅改性聚醚多元醇的制备方法,将水玻璃稀释,调节pH为4-7,加入化合物S和聚醚多元醇反应,得到二氧化硅改性聚醚多元醇;其中:化合物S的化学式为:(R-O)n-SiXm,其中R为C1~C20的烷基,X为任意取代基,n为1、2或3,n+m=4。X为任意取代基,可以为烷基、环烷基、芳基、含有杂原子的芳基、伯胺基、羟基、硫醇或环氧基等。其中:水玻璃的固含量为30%,模数为3。聚醚多元醇的官能度大于1,平均分子量大于2000。本专利技术所述的二氧化硅改性聚醚多元醇的制备方法,包括以下步骤:(1)将水玻璃和去离子水搅拌混合,用盐酸调节pH值为4-7,加入化合物S的有机溶液,搅拌;(2)再加入聚醚反应,反应完毕后分层,取下层乳状物;(3)向下层乳状物中加聚醚和有机溶剂,升温抽真空,脱水,得到二氧化硅改性聚醚。步骤(1)中搅拌为使用有挡板的搅拌。步骤(1)中盐酸浓度优选为10mol/L。化合物S的有机溶液为将化合物S溶解于有机溶剂中,其中有机溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇、丁二醇、丁三醇、甲醚、乙醚、甲乙醚,丙醚,丙乙醚、丙甲醚或丁醚中的一种或多种。步骤(2)中反应温度为40-80℃,反应时间为1-3小时。步骤(3)中的有机溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、丙二醇、丙三醇、正丁醇、异丁醇、丁二醇、丁三醇、甲醚、乙醚、甲乙醚,丙醚,丙乙醚、丙甲醚、丁醚或乙酸乙酯中的一种或多种。步骤(3)中所述的升温抽真空中升温的温度为90-120℃。步骤(2)和步骤(3)中所述的下层乳状物一般为白色乳状物。作为一种优选方案,本专利技术所述的二氧化硅改性聚醚多元醇的制备方法,包括以下步骤:(1)常温常压下,将水玻璃和去离子水混合搅拌0.5小时,在有挡板的搅拌下,滴加盐酸调节pH值为4-7,0.5小时后,在搅拌的条件下加入化合物S的有机溶液,搅拌0.5-2小时;(2)常温常压下,向步骤(1)制备得到的溶液中加入聚醚多元醇,搅拌并升温至40-80℃反应1-3小时;反应完毕后静置分层或离心分层,取下层乳状物;(3)向乳状物中再加入聚醚多元醇和有机溶剂,搅拌并升温到90-120℃并抽真空,当液体变为淡黄色透明或半透明状后,调节PH到7±0.2,再脱水0.5-1小时,得到二氧化硅改性聚醚。本专利技术制备得到的产品外观为透明或半透明的淡黄色。综上所述,本专利技术具有以下优点:(1)本专利技术将无机物二氧化硅引进聚醚多元醇中,制得的二氧化硅改性聚醚多元醇对聚氨酯材料有补强增硬的效果,可以减少聚氨酯材料中异氰酸酯的使用量。(2)二氧化硅可以使产品获得对无机物更好的相容性,可以减少聚氨酯涂料中气泡的生成;聚醚多元醇具有增加聚氨酯材料硬度的作用,增加耐氧化性和耐候性。(3)本专利技术制备得到的二氧化硅改性聚醚多元醇的颗粒粒径为10纳米到10微米之间,使聚氨酯制品减少了因填料分布不均而出现局部性能缺陷的可能性。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术做进一步说明。实施例1常温下,向烧杯中加入10g水玻璃,加去离子水稀释至100g的水溶液,搅拌0.5小时。在有挡板的搅拌的条件下,滴加适量的盐酸调节pH值为5,搅拌0.5小时后,在搅拌的条件下加入0.3g含有0.03g一甲氧基三甲基硅烷的乙醇溶液,搅拌1小时。将制备的溶液加入到烧瓶中,再向烧瓶中加入10g的聚醚330N,搅拌并升温至50℃,反应搅拌1小时。静置分层,取得下层白色乳状物,将乳状物加水稀释并静置分层3次,得到下层乳状物,取出乳状物并向该乳状物再加入的聚醚330N20g和正丁醇10g,将得到的乳状液体加入到烧瓶中,搅拌并缓慢升温到120℃并抽真空。当液体变为淡黄色透明或半透明状后,加入0.01mol/L的NaOH微调pH为7,再脱水0-1小时,得到二氧化硅改性聚醚。实施例1制备得到的产品的外观是淡黄色透明或半透明,pH为7±0.2,粘度6000±300mPa.s,平均粒径500nm。实施例2常温下,向烧杯中加入10g水玻璃,加去离子水稀释至100g的水溶液,搅拌0.5小时。在有挡板的搅拌的条件下,缓慢滴加适量的盐酸调节pH值为5,搅拌0.5小时后,在搅拌的条件下加入0.1g含有0.01g一甲氧基三甲基硅烷的乙醇溶液,搅拌1小时。将制备的溶液加入到烧瓶中,再向烧瓶中加入10g的聚醚330N,搅拌并升温至50℃,反应搅拌1小时。静置分层,取得下层白色乳状物,将乳状物加水稀释并静置分层3次,得到最终的乳状物,取出乳状物并向该乳状物再加入的聚醚330N20g和异丙醇15g,将得到的乳状液体加入到烧瓶中,搅拌并缓慢升温到110℃并抽真空。当液体变为淡黄色透明或半透明状后,加入0.01mol/L的NaOH微调PH到7,再脱水0-1小时,得到二氧化硅改性聚醚。实施例2制备得到的产品的外观是淡黄色透明或半透明,PH为7,粘度6300±300mPa.s,平均粒径500nm。实施例3常温下,向烧杯中加入10g水玻璃,加去离子水稀释至100g的水溶液,搅拌0.5小时。在有挡板的搅拌的条件下,缓慢滴加适量的盐酸调节pH值为5,搅拌0.5小时后,在搅拌的条件下加入0.1g含有0.015g的3-氨基丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液,搅拌1小时。将制备的溶液加入到烧瓶中,再向烧瓶中加入10g的聚醚330N,搅拌并升温至50℃,反应搅拌1小时。静置分层,取得下层白色乳状物,将乳状物加水稀释并静置分层3次,得到最终的乳状物,取出乳状物并向该乳状物再加入的聚醚330N20g和异丁醇15g,将得到的乳状液体加入到烧瓶中,搅拌并缓慢升温到110℃并抽真空。当液体变为淡黄色透明或半透明状后,加入0.01mol/L的NaOH微调PH到7,再脱水0-1小时,得到二氧化硅改性聚醚。实施例3制备得到的产品的外观是淡黄色透明或半透明,PH为7,粘度5400±300mPa.s,平均粒径700nm。实施例4制备方法与实施例1相同,唯一的不同在于:将一甲氧基三甲本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二氧化硅改性聚醚多元醇的制备方法,其特征在于:将水玻璃稀释,调节pH为4‑7,加入化合物S和聚醚多元醇反应,得到二氧化硅改性聚醚多元醇;其中:化合物S的化学式为:(R‑O)n‑SiXm,其中R为C1~C20的烷基,X为任意取代基,n为1、2或3,n+m=4。
【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅改性聚醚多元醇的制备方法,其特征在于:将水玻璃稀释,调节pH为4-7,加入化合物S和聚醚多元醇反应,得到二氧化硅改性聚醚多元醇;其中:化合物S的化学式为:(R-O)n-SiXm,其中R为C1~C20的烷基,X为任意取代基,n为1、2或3,n+m=4;包括以下步骤:(1)常温常压下,将水玻璃和去离子水混合搅拌0.5小时,在有挡板的搅拌下,滴加盐酸调节pH值为4-7,0.5小时后,在搅拌的条件下加入化合物S的有机溶液,搅拌0.5-2小时;(2)常温常压下,向步骤(1)制备得到的溶液中加入聚醚多元醇,搅拌并升温至40-80℃反应1-3小时;反应完毕后静置分层或离心分层,取下层乳状物;(3)向乳状物中再加入聚醚多元醇和有机溶剂,搅拌并升温到90-120℃并抽真空,当液体变为淡黄色透明或半透明状后,调节PH到7±0.2,再脱水0.5-1小时,得到二...
【专利技术属性】
技术研发人员:韩宏伟,郭辉,李霞,贾世谦,
申请(专利权)人:山东蓝星东大化工有限责任公司,
类型:发明
国别省市:山东;37
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