一种细孔型聚氨酯发泡材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种细孔型聚氨酯发泡材料及其制备方法，与现有有机硅泡沫稳定剂相比，具烯丙基封端的聚醚和Si‑H封端低含氢硅油进行接枝反应，得到的有机硅泡沫稳定剂具有很好的乳化性，增加聚氨酯发泡体系的相容性，使泡孔更均匀、更细。本发明专利技术公开的细孔型聚氨酯发泡材料采用的有机硅泡沫稳定剂体系中使用了高分子量烯丙基嵌段聚醚，提高了泡沫稳定剂的开孔性，使其透气率很高。

A Fine Porous Polyurethane Foaming Material and Its Preparation Method

The invention discloses a fine porous polyurethane foam material and a preparation method thereof. Compared with the existing silicone foam stabilizer, the polypropyl terminated polyether and Si H are sealed off with low hydrogen silicone oil to graft. The obtained silicone foam stabilizer has good emulsifying property, increases the compatibility of the polyurethane foaming system, and makes the foams more uniform and finer. The disclosed silicone foam stabilizer system uses a high molecular weight allyl block polyether, which improves the opening property of the foam stabilizer and makes the air permeability of the foam stabilizer high.

【技术实现步骤摘要】
一种细孔型聚氨酯发泡材料及其制备方法
本专利技术属于聚氨酯
，具体涉及一种细孔型聚氨酯发泡材料及其制备方法。
技术介绍
泡沫稳定剂是聚氨酯制备过程中重要的技术点，其关系到聚氨酯产品的开孔率、泡孔大小及分布，同时泡沫稳定剂的结构对泡沫的透气率有决定性的影响，从而决定聚氨酯软泡的手感和透气性等应用指标。现有泡沫稳定剂，在聚氨酯发泡体系中，泡沫的泡孔粗、开孔性差，体现在聚氨酯泡沫手感粗糙，有大的串孔，泡沫收缩。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供用细孔型有机硅泡沫稳定剂制备的聚氨酯发泡材料及其制备方法，用于软泡海绵领域，比如要求比较高的胸围绵，在聚氨酯发泡体系中能降低各组份的表面张力，增加各组分的互溶性，控制气泡的大小和均匀性，同时开孔性好。本专利技术采用如下技术方案：一种细孔型聚氨酯泡沫的制备方法，包括以下步骤：（1）在碱性催化剂存在下，以环氧丙烷、烯丙醇、环氧乙烷为原料反应制备烯丙基封端的氧化共聚醚；（2）以烯丙基封端的氧化共聚醚与乙酸酐反应，生成乙酰基封端的烯丙基聚醚；（3）以四甲基二氢二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、高含氢硅油为原料，在酸性催化剂存在下，反应制备低含氢硅油；（4）以乙酰基封端的烯丙基聚醚、低含氢硅油为原料，在贵金属催化剂存在下，反应制备细孔型有机硅泡沫稳定剂；（5）将聚醚、催化剂、水、细孔型有机硅泡沫稳定剂混合搅拌后，加入异氰酸酯化合物，搅拌后熟化，得到细孔型聚氨酯泡沫。上述技术方案中，所述细孔型有机硅泡沫稳定剂的化学结构式如下：其中，x为10～100，y为1～20；R的化学结构式如下：其中，a为60～100，b为40～100；R`的化学结构式如下：。上述技术方案中，步骤（1）中，烯丙醇、环氧乙烷、环氧丙烷、碱性催化剂的质量比为（0.5～1.5）∶（60～100）∶（40～100）∶（0.1～0.3）；步骤（2）中，烯丙基封端的氧化共聚醚与乙酸酐的摩尔比为1∶1.2～1:3；步骤（3）中，四甲基二氢二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、高含氢硅油的摩尔比为7∶40～150∶1，酸性催化剂的加入量为高含氢硅油质量的2～20%；步骤（4）中，乙酰基封端的烯丙基聚醚与低含氢硅油中的Si-H摩尔比为1∶（1.1～2），所述贵金属催化剂的用量为乙酰基封端的烯丙基聚醚、低含氢硅油总质量的10～30ppm。上述技术方案中，步骤（1）中，所述碱性催化剂为金属氢氧化物；步骤（3）中，高含氢硅油的氢含量为1%～2%，所述酸性催化剂包括强酸性树脂、浓硫酸；步骤（4）中，所述贵金属催化剂为铂、钯或铑的化合物。上述技术方案中，步骤（1）中，反应的温度为90℃～130℃，反应的压力不大于0.5MPa，反应的时间为7～10小时；步骤（2）中，反应的温度为80～150℃，时间为2～5小时；步骤（3）中，反应的温度为30℃～60℃，反应的时间为3～24小时；步骤（4）中，反应的温度为80℃～120℃，反应的压力为0.5～2atm，反应的时间为1～5小时。上述技术方案中，步骤（1）中，先混合烯丙醇和碱性催化剂，然后通入环氧丙烷，反应之后再通入环氧乙烷；步骤（2）中，反应完成后加入水，然后于90℃～140℃下抽真空，最后过滤得乙酰基封端的烯丙基聚醚。上述技术方案中，步骤（5）中，聚醚为甘油聚醚；催化剂为锡催化剂、胺催化剂，优选锡催化剂、胺催化剂的质量比为1∶0.9～1.1；异氰酸酯化合物为TDI；聚醚、催化剂、水、细孔型有机硅泡沫稳定剂混、异氰酸酯化合物的质量比为300∶1～1.1∶2.5～3∶1.5∶120～130。细孔型有机硅泡沫稳定剂在制备聚氨酯材料中的应用；所述细孔型有机硅泡沫稳定剂的化学结构式如下：其中，x为10～100，y为1～20；R的化学结构式如下：其中，a为60～100，b为40～100；R`的化学结构式如下：。本专利技术公开的制备方法中，步骤（1）先加入烯丙醇和催化剂，然后先通入环氧丙烷，反应一段时间之后再通入环氧乙烷，反应温度在90-130度，压力不大于0.5Mpa，反应时间7-10小时；步骤（2）中，端羟基的烯丙基聚醚与乙酸酐80-150度反应2-5小时，烯丙基聚醚与乙酸酐的摩尔比在1:1.2～1:3，然后降温至60-90度，加入一定量的水，使未反应完全的乙酸酐水解，然后升温至90-140度抽真空，脱出乙酸和水，然后过滤得产品；步骤（3）中，四甲基二氢二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、高含氢硅油的摩尔比为7∶40～150∶1，并加入强酸性催化剂如浓硫酸、酸性树脂，加入量为高含氢硅油质量的2-20%，制备低含氢硅油时，反应温度为30℃～60℃，反应时间为3-24小时；步骤（4）中，烯丙基聚醚与低含氢硅油中的Si-H摩尔比为1∶（1.1～2），所述贵金属催化剂比如氯铂酸(Speier氏催化剂)、铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基硅氧烷络合物（Karstedt氏催化剂），制备有机硅泡沫稳定剂时，反应温度为80℃～120℃，反应压力为0.5～2atm，反应时间为1～5小时。上述技术方案中，所述有机硅泡沫稳定剂的制备方法如下：（1）在反应釜中加入烯丙醇、环氧乙烷和环氧丙烷，在碱性催化剂作用下，先通入环氧丙烷，反应一段时间后再通入环氧乙烷，控制反应温度90℃～130℃、反应压力不大于0.5MPa的条件下，反应4～8小时，降温停止反应，经中和、过滤及抽提处理后得到烯丙基封端的氧化共聚醚；（2）以烯丙基封端的氧化共聚醚为原料，端羟基的烯丙基聚醚与乙酸酐80-150度反应2-5小时，烯丙基聚醚与乙酸酐的摩尔比在1:1.2～1:3；然后降温至60-90度，加入一定量的水，使未反应完全的乙酸酐水解，然后升温至90-140度抽真空，脱出乙酸和水，然后过滤得产品；（3）四甲基二氢二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、高含氢硅油的摩尔比为7∶40～150∶1，并加入强酸性催化剂如浓硫酸、酸性树脂，加入量为高含氢硅油的2-20%，制备低含氢硅油时，反应温度为30℃～60℃，反应时间为3-24小时；（4）将步骤（2）所得的共聚醚、步骤（3）所得含氢硅油、催化剂加入到反应釜中，在反应温度为80℃～120℃、反应压力为0.5～2atm的条件下，反应3～8小时。本专利技术公开的有机硅泡沫稳定剂生产的聚氨酯泡沫，泡孔均匀细腻，手感好效果好；在聚氨酯保温材料发泡体系中，使其聚氨酯泡沫泡孔均匀，透气性好。本专利技术公开的有机硅泡沫稳定剂与现有有机硅泡沫稳定剂相比，具有嵌段型聚醚和Si-H封端的低含氢硅油，使得有机硅泡沫稳定剂具有很好的乳化性，使聚氨酯泡沫泡孔细、均匀、透气性好。附图说明图1为本专利技术稳定剂以及现有稳定剂制备的泡沫材料图。具体实施方式本实施例中，高含氢硅油的氢含量为1%～2%，为市购产品。步骤（1）中，烯丙醇、环氧乙烷、环氧丙烷、氢氧化钠的质量比为1∶80∶60∶0.2；步骤（2）中，烯丙基封端的氧化共聚醚与乙酸酐的摩尔比为1∶2；步骤（3）中，四甲基二氢二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、高含氢硅油的摩尔比为7∶100∶1，酸性催化剂的加入量为高含氢硅油质量的10%；步骤（4）中，乙酰基封端的烯丙基聚醚与低含氢硅油中的Si-H摩尔比为1∶1.5，所述贵金属催化剂的用量为乙酰基封端的烯丙基聚醚、低含氢硅油总质量的20ppm。实施例一（1）在氢氧化钠作用下，先通入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种细孔型聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在碱性催化剂存在下，以环氧丙烷、烯丙醇、环氧乙烷为原料反应制备烯丙基封端的氧化共聚醚；（2）以烯丙基封端的氧化共聚醚与乙酸酐反应，生成乙酰基封端的烯丙基聚醚；（3）以四甲基二氢二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、高含氢硅油为原料，在酸性催化剂存在下，反应制备低含氢硅油；（4）以乙酰基封端的烯丙基聚醚、低含氢硅油为原料，在贵金属催化剂存在下，反应制备细孔型有机硅泡沫稳定剂；（5）将聚醚、催化剂、水、细孔型有机硅泡沫稳定剂混合搅拌后，加入异氰酸酯化合物，搅拌后熟化，得到细孔型聚氨酯泡沫。

【技术特征摘要】
1.一种细孔型聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在碱性催化剂存在下，以环氧丙烷、烯丙醇、环氧乙烷为原料反应制备烯丙基封端的氧化共聚醚；（2）以烯丙基封端的氧化共聚醚与乙酸酐反应，生成乙酰基封端的烯丙基聚醚；（3）以四甲基二氢二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、高含氢硅油为原料，在酸性催化剂存在下，反应制备低含氢硅油；（4）以乙酰基封端的烯丙基聚醚、低含氢硅油为原料，在贵金属催化剂存在下，反应制备细孔型有机硅泡沫稳定剂；（5）将聚醚、催化剂、水、细孔型有机硅泡沫稳定剂混合搅拌后，加入异氰酸酯化合物，搅拌后熟化，得到细孔型聚氨酯泡沫。2.根据权利要求1所述细孔型聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于，所述细孔型有机硅泡沫稳定剂的化学结构式如下：其中，x为10～100，y为1～20；R的化学结构式如下：其中，a为60～100，b为40～100；R`的化学结构式如下：。3.根据权利要求1所述细孔型聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，烯丙醇、环氧乙烷、环氧丙烷、碱性催化剂的质量比为（0.5～1.5）∶（60～100）∶（40～100）∶（0.1～0.3）；步骤（2）中，烯丙基封端的氧化共聚醚与乙酸酐的摩尔比为1∶1.2～1:3；步骤（3）中，四甲基二氢二硅氧烷、八甲基环四硅氧烷、高含氢硅油的摩尔比为7∶40～150∶1，酸性催化剂的加入量为高含氢硅油质量的2～20%；步骤（4）中，乙酰基封端的烯丙基聚醚与低含氢硅油中的Si-H摩尔比为1∶（1.1～2），所述贵金属催化剂的用量为乙酰基封端的烯丙基聚醚、低含氢硅油总质量的10～30ppm。4.根据权利要求1所述细孔型聚氨酯泡沫的制备方法，其特征在于：步骤（1）...

【专利技术属性】
技术研发人员：林斌，卫石强，张朝臣，赵春晓，
申请(专利权)人：苏州思德新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32