高沸点天然植物油中的硅氢化反应制造技术

本发明专利技术提供一种以高沸点天然植物油作为反应溶剂，经硅氢化反应制备硅氧烷－氧化烯和硅氧烷－烷基共聚物组合物的改进方法。该反应溶剂不必从嵌段共聚产物中除去，特别是当该共聚物用作聚氨基甲酸乙酯泡沫制品的表面活性剂时，其保留在共聚物中是有利的。当该共聚产物用于聚氨基甲酸乙酯泡沫的表面活性剂的制备时，高沸点天然油溶剂优选大豆油和亚麻子油。用这些存在天然油的表面活性剂制品制得的高弹性聚氨基甲酸乙酯泡沫可提供改善的压缩变定、水洗压缩变定和温法老化压缩变定。另外，当将用天然油作为反应溶剂而制成的表面活性剂或随后用天然油稀释的表面活性剂用于聚氨基甲酸乙酯泡沫的制备时，可大大降低“玻璃成雾”的量。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
总的来说，本专利技术涉及改进的有机多分子硅醚表面活性剂的制备方法，一方面，本专利技术涉及改进的硅氧烷-氧化烯共聚组合物的制备方法；另一方面，本专利技术涉及适合用作(例如)聚氨基甲酸乙酯泡沫，外层包覆用品或个人保护制品中表面活性剂的硅氧烷-氧化烯和硅氧烷-烷基共聚物以及有机硅氧烷。利用有机氢硅氧烷和不饱和烯烃或聚氧化烯的硅氢化反应制备硅氧烷-氧化烯或硅氧烷-烷基共聚物是已知的且在文献中有记载。该硅氢化反应一般是在诸如苯、甲苯或二甲苯这样的低分子量、高挥发性烃类溶剂中进行的，以使反应物和助剂在共聚产物的转移和过滤中协调一致，或降低该硅氧化反应的放热性。有机氢聚硅氧烷反应物与不饱和聚氧化烯或烯烃反应物间的硅氢化反应也可以在如美国专利NO.3,980,688中公开的没有溶剂的条件下进行或在诸如醚、聚醚、低或高分子量醇这样含有氧的溶剂中进行，但这两种方法不太常用。例如，美国专利No.3,280,160和No.3,402,192中分别分开了共聚物在丁基醚和在异丙醇/甲苯的50/50混合物中的制备。美国专利No.4,122,029和No.3,518,288中也分别公开了将异丙醇和正丙醇/甲苯用作硅氧烷-氧化烯共聚物中制备中的合适溶剂。美国专利No.4,857,583公开了用高沸点极性多元醇作为硅氧烷—氧化烯共聚物制备中的反应溶剂，其中并没有将该溶剂从终产物除去。美国专利No.5,153,293指出用链烷二醇的一元羧酸酯，限制为2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇-异丁酸酯作为反应溶剂。尽管这是一种良好的反应溶剂，但人们发现将其用于汽车内用聚氨基甲酸乙酯泡沫的生产时，它会促使玻璃成雾。本文所用的术语“玻璃成雾”是指当接触热时产物从例如聚氨基甲酸乙酯泡沫中挥发且挥发产物在另一个表面如汽车窗的内面再沉淀的现象。在上面所提到的大部分方法中，当硅氢化反应完成后要将烃类溶剂除去，因为在多数情况下，该溶剂太易燃、有毒或对终产物或利用该共聚物的进一步操作步骤不利。尤其是在使用挥发性芳香或烃类溶剂时，如果该终产物用于个人保护用品，则人与该终产物的接触是极可能的，或在氨基甲酸乙酯泡沫用品中，此时“玻璃成雾”很可能在汽车内部的泡沫用品中发生，因此在上述专利公开的多数方法中，在硅氧化反应完成后要将溶剂从反应产物中除去。所述溶剂的去除增加了批量循环时间并需要以诸如焚烧这样的环境完全方式来处理该溶剂。在上面所提到的溶剂中，异丙醇(IPA)和甲苯是最常用的。已知甲苯和IPA可协调或改善硅氧烷与不饱和聚氧化烯的混溶性以使反应更易进行。然而它们的使用也有缺点，这些缺点包括(A)IPA与不饱和聚醚争夺硅氧烷主链上的硅烷部位(SiH)而导致异丙氧甲硅烷基(CH3)2CHOSi官能团的形成，它会降低氨基甲酸乙酯泡沫中表面活性剂的效能；(B)IPA与聚氨基甲酸乙酯泡沫制品中的异氰酸酯反应，从而有效地降低了该制品中的异氰酸酯指数，因此必须从产物中除去并回收IPA，这一过程既费时又昂贵，(C)IPA可与水混溶，这在聚氨基甲酸乙酯泡沫表面活性剂的制备中是有害的；和(D)甲苯和IPA是易燃的，这将造成更多的生产问题。另外，用甲苯或IPA生产的表面活性剂的长时间洗提可能导致表面活性剂效通下降。文献中报导了一些实例，其中因为这种或那种理由，既不必要也不希望分离共聚物与反应溶剂。例如，美国专利No.4,520,160公开了利用饱和高级醇(如异十八烷醇)作为反应溶剂，为的是将所得共聚物随后用于个人保护组合物时，它可作为乳化剂而不必特意从共聚物中除去。美国专利No.4,857,583和No.5,153,293中也分别指出当所得共聚物随后用于氨基甲酸乙酯泡沫制品时，高沸点多元醇或链烷二醇的一元羧酯酯不必特意从共聚物中除去。然而正如这些专利中所公开的，确实存在溶剂的羟基官能度与不饱和聚氧化烯争夺硅氧烷主链上SiH部位的可能。另外，这些醇含有挥发性物质，当它们用于汽车内装饰泡沫的生产时将产生“玻璃成雾”。不过在许多情况下，溶剂并不参与任何进一步的反应而是原样保留在终产物中，因此若它不影响生产过程或产品在个人保护、氨基甲酸乙酯泡沫或外层包覆用品中的应用的活，则不必将其去除。因此在某些情况下，如美国专利No.4,520,160的个人保护制品中，在终产物中存在一些溶剂甚至是有益的。然而，如果在最终使用产品的制备完成以前，该共聚物还将经历进一步反应的话，溶剂的存在就可能对这类反应产生不利影响，因此需要在硅氢化反应后将其去除、例如，如果某人在氨基甲酸乙酯泡沫用品中使用含有一元醇的共聚物，这些醇将参与氨基甲酸乙酯反应并以有害的方式充当反应链终止剂，因为它们仅含有一个羟基。而且如前所示，有些溶剂可能有毒或不适合与人接触或在共聚物的进一步生产中是不需要的。因此本专利技术的一个目的是提供一种改进的硅氧烷-氧化烯和硅氧烷-烷基共聚物的制备方法。本专利技术的另一个目的是提供一种低挥发度、透明、均匀的硅氧烷-氧化烯或烷基-硅氧烷共聚物的制备方法，它们在氨基甲酸乙酯泡沫制品的组成中是有用且有益的，并且在其中不必去除反应溶剂。本专利技术的另一个目的是提供一种改进的澄清、均匀硅氧烷-氧化烯或烷基-硅氧烷共聚物的制备方法，它们可在天然植物油中制备或与天然植物油混合以便当用于聚氨基甲酸乙酯泡沫时获得表面活性剂搀和物，使该泡沫具有改善的压缩变定，降低的可燃性和降低的成雾倾向，以及其它所需要的性能。对于本领域普通技术人员来说，根据本文所讲述的内容很容易理解这些以及其它目的。本专利技术主要涉及改进的硅氧烷一氧化烯和/或烷基-硅氧烷共聚物的制备方法，它们用作个人保护制品、外层包覆制品和聚氨基甲酸乙酯泡沫制品的制备中的表面活性剂的用途，以及由此所制得的泡沫。在本专利技术的一个方面，在一种或多种高沸点天然植物油存在的条件下，可以是在诸如美国专利No.4,847,398、No.5,191,103和No.5,159,096中公开的特性添加剂存在的条件下，利用有机氢聚硅氧烷与不饱和聚氧化烯或有机氢聚硅氧烷与不饱和烯烃之间的硅氢化反应制备共聚物。高沸点天然植物油不仅在共聚物的制备中有用，而且如果将其保留在共聚物中的话，在随后的加工中也有用并作为含有硅氧烷-氧化烯或烷基-硅氧烷共聚物的组合物的必需和有益成分。在本专利技术的另一方面，在上面所提到的反应后，将高沸点天然植物油加入该反应产物中，由此制得共聚物。优点包括该共聚产物的粘度降低且倾点易转移，以及改善的多羟基化合物可溶性。当把在天然植物油中制得的共聚物或利用任何其它方法后再与天然植物油搀和制得的共聚物用于制成泡沫时，该泡沫显示出改善的水洗和湿法老化压缩变定，降低了玻璃成雾特性并降低了泡沫可燃性。优选半干性油如大豆油、红花油、和脱水蓖麻油，以及干性油如亚麻子油或紫苏子油，它们的优点是无毒，无腐蚀性并可生物降解。不太优选的是非干性油，如棉子油、椰子油或蓖麻油。本专利技术方法包含在下列步骤中(A)形成含有下列物质的反应混合物(a)由具有通式RaHbSiO(4-a-b)/2的单元组成的有机氢硅氧烷，(b)具有下述通式的不饱和聚氧化烯或烯烃R1(OCH2CH2)z(OCH2CH(R3))w(OCH(R3)CH2)y-OR2或CH2＝CH-R4其中W、Z、Y、R、R1、R2、R3和R4如下文所示，(c)液态、饱和或内不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成有机硅氧烷共聚物组合物的方法，包括 （Ａ）形成含有下列物质的反应混合物： （ａ）一种或多种由通式Ｒ↓［ａ］Ｈ↓［ｂ］ＳｉＯ↓［（４－ａ－ｂ）］／ｚ单元组成的有机氢化硅氧烷，其中Ｒ基团代表１－１２个碳原子的取代或未取代一价烃基，ａ和ｂ为整数，ａ为０－３，ｂ为０－１，且（ａ＋ｂ）为０－３， （ｂ）选自下列通式化合物及其混合物的不饱和聚氧化烯或链烯烃成分： Ｒ↑［１］（ＯＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］）↓［ｚ］（ＯＣＨ↓［２］ＣＨ（Ｒ↑［３］））↓［ｗ］（ＯＣＨ（Ｒ↑［３］）ＣＨ↓［２］）↓［ｙ］－ＯＲ↑［２］和ＣＨ↓［２］＝ＣＨ－Ｒ↑［４］ 其中Ｒ↑［１］表面３－１０个碳原子的一价不饱和烃基；Ｒ↑［２］选自：氢，含有１－８个碳原子的烷基，含有２－８个碳原子的酰基，三（Ｃ↓［１］－Ｃ↓［ｋ］烷基）甲硅烷基，和４－６个碳原子的环脂族醚基；Ｒ↑［３］和Ｒ↑［４］各自独立地为含有１－２０个碳原子的一价烷基或支链烷基、芳基、烷芳基或环烷基、或Ｒ↑［４］可以是氢，Ｚ为０－１００，下标Ｗ和Ｙ各自为０－１２０且（Ｗ＋Ｙ）为０－１２０，（Ｚ＋Ｗ＋Ｙ）≥３，和 （Ｃ）一种油成分，选自：天然产植物油，其氢化衍生物，其甲基化衍生物以及任何上述物质的混合物，所述油成分是至少具有１７５℃沸点的液体；和 （ｄ）一种硅氢化反应催化剂；和 （Ｂ）所述反应混合物的成分反应形成含有所述共聚物和所述油成分的反应产物。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PE奥斯丁，EJ德尔得里安，RA科瑟尔，
申请(专利权)人：CK韦特科公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]