一种阻燃的有机硅表面活性剂及其应用制造技术

一种阻燃的有机硅表面活性剂，其具有以下通式：MDxD’yM；其中，M选自(CH3)3SiO1/2、(CH3)2RSiO1/2中的任一种；D为(CH3)2SiO2/2；D’为(CH3)2(R)SiO2/2；x+y为5～50，y为3～13；且R选自至少一种不封端的聚醚部分和至少一种含有苯环的基团。本发明专利技术还提供了上述有机硅表面活性剂在制备阻燃聚氨酯硬质泡沫体中的应用。本发明专利技术的有机硅表面活性剂可改善用聚氨酯硬质泡沫体的阻燃性，尤其在太阳能热水器应用中，聚氨酯泡沫塑料无需添加阻燃剂即可达到较高的阻燃性，同时本发明专利技术具有流动性好，在组合料中的储存稳定性高的优点。

A Flame Retardant Organosilicon Surfactant and Its Application

A flame retardant silicone surfactant has the following general formula: MDxD'yM; M is selected from either of (CH3) 3SiO1/2 or (CH3) 2RSiO1/2; D is (CH3) 2SiO 2/2; D'is (CH3) 2 (R) SiO 2/2; x+y is 5-50, y is 3-13; and R is selected from at least one unsealed polyether part and at least one group containing phenyl ring. The invention also provides the application of the silicone surfactant in the preparation of the rigid polyurethane foam. The silicone surfactant of the invention can improve the flame retardancy of polyurethane rigid foam, especially in the application of solar energy water heater, polyurethane foam plastics can achieve higher flame retardancy without adding flame retardants, and the invention has the advantages of good mobility and high storage stability in composite materials.

【技术实现步骤摘要】
一种阻燃的有机硅表面活性剂及其应用
本专利技术涉及高分子化工领域，尤其涉及表面活性剂，特别是一种阻燃的有机硅表面活性剂及其应用。
技术介绍
新能源是二十一世纪世界经济发展中最具决定力的五大
之一。太阳能是一种清洁、高效和永不衰竭的新能源。在建筑行业，聚氨酯保温板材保温效果极佳。在实际中，各国政府都将太阳能资源和聚氨酯保温板材利用作为可持续发展战略的重要内容。聚氨酯硬质泡沫塑料由于绝热、低密度、比强度高等优点，在太阳能行业和建筑保温领域得到广泛应用。现在市场上使用过渡发泡剂HCFC-141b代替CFC-11后，仍然存在对臭氧层的消耗作用。环戊烷体系的组合聚醚及其使用后生产的产品由于存在易燃的特点，使得使用过程的安全隐患太大。随着近几年各化工行业对环保、阻燃性要求的提高，开发无氟环保、阻燃的聚氨酯硬泡组合料是聚氨酯硬质泡沫行业的巨大需求和趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种阻燃的有机硅表面活性剂及其应用，所述的这种阻燃的有机硅表面活性剂及其应用要解决现有技术中的聚氨酯硬质泡沫塑料易燃，而且其中的组份容易破坏臭氧层的技术问题。本专利技术提供了一种阻燃的有机硅表面活性剂，所述的有机硅表面活性剂具有以下通式：MDxD’yM；其中，M选自(CH3)3SiO1/2、(CH3)2RSiO1/2中的任一种；D为(CH3)2SiO2/2；D’为(CH3)2(R)SiO2/2,；x+y为5～50，y为3～13；且R选自至少一种不封端的聚醚部分和至少一种含有苯环的基团，所述的不封端的聚醚部分的通式为–CnH2n(C2H4O)a(C3H6O)bOH，重均分子量为200-1500，其中n为2～4，a为2～16，b为2～16,且链段中聚环氧乙烷与聚环氧丙烷链段的重量比为：聚环氧乙烷链段为60～90％，聚环氧丙烷链段为10～40％。进一步的，R为至少含有一个不饱和双键和一个苯环的化学基团。本专利技术还提供了上述的有机硅表面活性剂在制备阻燃聚氨酯硬质泡沫体中的应用。苯环结构具有一定的热稳定性和刚性，实验证明有机硅表面活性剂中引入苯环结构中可以提高聚氨酯泡沫体的阻燃性，本专利技术的有机硅表面活性剂可改善聚氨酯泡沫的阻燃性，泡孔细腻，导热系数优良。本专利技术和已有技术相比，其技术效果是积极和明显的。本专利技术的有机硅表面活性剂可改善用聚氨酯硬质泡沫体的阻燃性，尤其在太阳能热水器应用中，聚氨酯泡沫塑料无需添加阻燃剂即可达到较高的阻燃性，同时本专利技术的阻燃的有机硅表面活性剂具有流动性好，在组合料中的储存稳定性高等优点。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售获得的常规产品。本专利技术提供的有机硅共聚物表面活性剂可通过公知的方法制备，如用非水解的Si-C共聚物通过含有Si-H的聚硅氧烷与C＝C双键的烯丙基聚醚反应制备。铂催化剂例如六水氯铂酸(H2PtCl6·6H2O)具有特别好的催化效果；此外，聚硅氧烷-聚氧乙烯支链共聚物最终分子结构还依赖于反应温度、反应物的活性、反应物的投料比例。对上述有机硅表面活性剂的结构仅列举以下3个实施例进行详细说明，其他结构的有机硅表面活性剂也可以根据该方法进行制备，不再一一列举。实施例1有机硅表面活性剂的制备在一个具有固定装置、恒温功能、机械搅拌、热电偶和通有氮气的500ml的四口烧瓶中，加入250g烯丙醇起始的甲基封端的平均分子量为750的聚氧乙烯醚(称为聚醚A)，该聚醚A含有摩尔百分比为75％的环氧乙烷基团和摩尔百分比为25％的环氧丙烷基；加入50g烯丙基苯，常温混合搅拌5分钟，然后将150g低含氢聚硅氧烷(简称MD40D’12M)加入四口烧瓶中，开始搅拌，采用加热套加热至75℃，搅拌5分钟，加入20ppm的Pt的氯铂酸乙醇溶液，反应4小时后，得到清澈透明的淡黄色液体，即为有机硅共聚物表面活性剂。实施例2有机硅表面活性剂的制备在一个具有固定装置、恒温功能、机械搅拌、热电偶和通有氮气的500ml的四口烧瓶中，加入240g烯丙醇起始的甲基封端的平均分子量为500的聚氧乙烯醚(称为聚醚B)，该聚醚B含有摩尔百分比为60％的环氧乙烷基团和摩尔百分比为40％的环氧丙烷基；加入60g2，4-二苯基-4-甲基-1-戊烯，常温混合搅拌5分钟，然后将140g低含氢聚硅氧烷(简称MD40D’12M)加入四口烧瓶中，开始搅拌，采用加热套加热至75℃，搅拌5分钟，加入20ppm的Pt的氯铂酸乙醇溶液，反应4小时后，得到清澈透明的淡黄色液体，即为有机硅共聚物表面活性剂。实施例3有机硅表面活性剂的制备在一个具有固定装置、恒温功能、机械搅拌、热电偶和通有氮气的500ml的四口烧瓶中，加入300g烯丙醇起始的甲基封端的平均分子量为1250的聚氧乙烯醚(称为聚醚C)，该聚醚C含有摩尔百分比为60％的环氧乙烷基团和摩尔百分比为40％的环氧丙烷基；加入100g烯丙基三苯基溴化膦，常温混合搅拌5分钟，然后将100g低含氢聚硅氧烷(简称MD40D’12M)加入四口烧瓶中，开始搅拌，采用加热套加热至75℃，搅拌5分钟，加入20ppm的Pt的氯铂酸乙醇溶液，反应4小时后，得到清澈透明的淡黄色液体，即为有机硅共聚物表面活性剂。实施例4本专利技术还提供了一种阻燃聚氨酯硬泡组合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)一个制备A组份料的步骤，将称量好的聚醚多元醇、阻燃聚醚多元醇、线性聚醚多元醇、聚酯多元醇、有机硅表面活性剂、水、物理发泡剂、催化剂、阻燃剂、添加剂紫外线吸收剂投入反应釜内，在常温下搅拌2-4小时，装桶备用；2)一个制备B组份料的步骤，将称量好的异氰酸酯投入反应釜内，常温下搅拌2-3小时，装桶备用；3)将A、B组份料按A:B＝100:100-150的质量比混合均匀后，注入模温在30-65℃的太阳能夹具内，经过5-10分钟后，开夹具，在常温下放置20～30小时即可。将实施例1～3制备的有机硅表面活性剂制备聚氨酯硬质泡沫体分别作为组1～3；同时选用市售的硬泡硅油有机硅L-6900作为对照组，制备了聚氨酯硬质泡沫体，以下实施例中各组份重量单位为kg。其中，聚醚多元醇SA-380为山梨醇起始的聚醚，蓝星东大化工有限责任公司生产；进一步的，阻燃聚醚多元醇IxolB251为SolvayFluor生产。进一步的，线性聚醚多元醇DL400为二元醇起始的线性聚醚，蓝星东大化工有限责任公司生产。进一步的，聚酯多元醇PS-1752为南京斯泰潘有限责任公司生产。进一步的，所述的物理发泡剂为无氟环保发泡剂HFC-356。进一步的，所述的催化剂为四甲基己二胺(TMHDA)。进一步的，所述的阻燃剂为高分子量卤代磷酸酯类化合物。优选美国Monsanto公司的ZXC-20。进一步的，所述的紫外线吸收剂BA-45为上海缔睿化工科技有限公司生产。进一步的，所述的异氰酸酯为烟台万华公司生产的聚合多苯基异氰酸酯。氧指数测试的方法根据塑料燃烧性能试验方法GB/T2406-93；下述尺寸稳定性的测试方法根据硬质泡沫塑料尺寸稳定性试验方法GB/T8811-2008。由上表可知，市场现有的有机硅表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阻燃的有机硅表面活性剂，其特征在于：具有以下通式：MDxD’yM；其中，M选自(CH3)3SiO1/2、(CH3)2RSiO1/2中的任一种；D为(CH3)2SiO2/2；D’为(CH3)2(R)SiO2/2,；x+y为5～50，y为3～13；且R选自至少一种不封端的聚醚部分和至少一种含有苯环的基团，所述的不封端的聚醚部分的通式为–CnH2n(C2H4O)a(C3H6O)bOH，重均分子量为200‑1500，其中n为2～4，a为2～16，b为2～16,且链段中聚环氧乙烷与聚环氧丙烷链段的重量比为：聚环氧乙烷链段为60～90％，聚环氧丙烷链段为10～40％。

【技术特征摘要】
1.一种阻燃的有机硅表面活性剂，其特征在于：具有以下通式：MDxD’yM；其中，M选自(CH3)3SiO1/2、(CH3)2RSiO1/2中的任一种；D为(CH3)2SiO2/2；D’为(CH3)2(R)SiO2/2,；x+y为5～50，y为3～13；且R选自至少一种不封端的聚醚部分和至少一种含有苯环的基团，所述的不封端的聚醚部分的通式为–CnH2n(C2H4O)a(C3H6O)bOH，重均...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文凯，信延垒，宋慧，
申请(专利权)人：江西麦豪化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36