一种壳聚糖改性有机硅及其制备方法和应用、聚氨酯泡沫组合物技术

本发明专利技术公开了一种壳聚糖改性有机硅及其制备方法和应用、聚氨酯泡沫组合物，壳聚糖改性有机硅的制备方法包括先制备端含氢硅油，再制备端环氧硅油，还包括如下步骤：将壳聚糖溶解于醋酸水溶液中形成第一混合溶液，将所述端环氧硅油溶解于溶剂中形成第二混合溶液，将所述第一混合溶液与第二混合溶液混合均匀，使所述壳聚糖与端环氧硅油发生反应，当所述端环氧硅油的环氧值小于0.1％时停止反应，经后处理得到所述壳聚糖改性有机硅。本发明专利技术中的壳聚糖改性有机硅有利于提高聚氨酯软泡材料的开孔性，降低软泡的硬度，从而使聚氨酯软泡具有更好的柔软性和透气性；又能够降低聚氨酯硬泡材料的表面缺陷，增加硬泡材料的尺寸稳定性。增加硬泡材料的尺寸稳定性。增加硬泡材料的尺寸稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种壳聚糖改性有机硅及其制备方法和应用、聚氨酯泡沫组合物


[0001]本专利技术涉及一种壳聚糖改性有机硅及其制备方法和应用以及聚氨酯泡沫组合物。

技术介绍

[0002]聚氨酯泡沫包括聚氨酯硬质泡沫(硬泡)和聚氨酯软质泡沫(软泡)，其中，硬泡为闭孔结构，软泡为开孔结构。聚氨酯硬泡以异氰酸酯和聚醚为主要原料，在发泡剂、催化剂、阻燃剂等多种助剂的作用下，通过专用设备混合，经过高压喷涂发泡而成的高分子聚合物。其主要应用在建筑物外墙保温、冷库保温隔热、管道保温材料等。然而，现有技术中的聚氨酯硬泡的尺寸稳定性较差，泡沫表面缺陷较多。
[0003]聚氨酯软泡为主要依靠化学发泡剂和物理发泡剂搭配使用获得优异手感的聚氨酯多孔材料，其中，水作为化学发泡剂使用。聚氨酯软泡广泛用作家具、隔音、过滤和内衬等材料，这就要求材料需要具有较好的柔软性和透气性，而现有技术中的聚氨酯软泡在所使用较高指数的异氰酸酯时，会导致聚氨酯软泡的开孔性较差。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种壳聚糖改性有机硅及其制备方法和应用以及聚氨酯泡沫组合物，利用壳聚糖改性有机硅油代替传统的制备聚氨酯泡沫材料中的普通硅油，能够提升聚氨酯硬泡组合物的流动性，降低聚氨酯硬泡的表面缺陷，提高其尺寸稳定性；能够使聚氨酯软泡具有更好的开孔性。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用了以下的技术方案：
[0006]一种壳聚糖改性有机硅的制备方法，包括先制备端含氢硅油，再制备端环氧硅油，还包括如下步骤：
[0007]将壳聚糖溶解于醋酸水溶液中形成第一混合溶液，将所述端环氧硅油溶解于溶剂中形成第二混合溶液，将所述第一混合溶液与第二混合溶液混合均匀，使所述壳聚糖与端环氧硅油发生反应，当所述端环氧硅油的环氧值小于0.1％时停止反应，经后处理得到所述壳聚糖改性有机硅。
[0008]具体地，本专利技术的壳聚糖改性有机硅的制备方法包括如下步骤：
[0009](1)将四甲基二硅氧烷和八甲基环四硅氧烷混合并加入到反应釜中，再加入0.1％～1％的酸催化剂，在50～80℃下反应6～12小时后测试八甲基环四硅氧烷含量，当其含量低于5％时，向反应体系中加入中和剂调节反应体系的pH至中性，再加入吸附剂并过滤后得到端含氢硅油。
[0010](2)将步骤(1)得到的端含氢硅油与烯丙基脱水甘油醚混合并加热至60～100℃，加入催化剂氯铂金酸，放热反应约2小时，当测试所有硅氢都已消耗完时，反应结束，得到端环氧硅油。
[0011](3)将壳聚糖溶解于醋酸水溶液中后加入反应容器中，将所述端环氧硅油溶解于
溶剂中也加入至反应容器中，使所述壳聚糖与端环氧硅油发生反应，当所述端环氧硅油的环氧值小于0.1％时停止反应，经后处理得到所述壳聚糖改性有机硅。
[0012]优选地，所述壳聚糖的胺值与所述端环氧硅油的环氧值的比例为1.01～1.5：1。在本专利技术的一些实施例中，利用电位滴定法测定壳聚糖的胺值及端环氧硅油的环氧值。根据胺值和环氧值计算壳聚糖和端环氧硅油的投料量，按照胺值：环氧值为1.01～1.5：1设定壳聚糖与端环氧硅油的投料比，其中，优选胺值：环氧值的优选比例范围为1.01～1.1：1。
[0013]优选地，所述壳聚糖的分子式为(C6H
11
NO4)
m
，m为正整数且m为100～1200；所述端环氧硅油的分子式为(C
18
H
40
O6Si3)
n
，n为正整数且n为40～200。
[0014]进一步优选地，所述后处理的步骤为：在80～100℃下抽真空以去除部分所述溶剂后停止抽真空，再加入与所述溶剂去除的体积相同的二丙二醇后继续抽真空，直至所述溶剂完全去除，再加入与溶解所述端环氧硅油所用溶剂的总体积相同的溶剂后过滤得到所述壳聚糖改性有机硅。在本专利技术的一些实施例中，加入的二丙二醇作为扩链剂或者交联剂，能够降低硅油粘度，有利于降低生产成本。
[0015]优选地，在80～100℃下抽真空以去除部分所述溶剂的步骤中，去除的溶剂的体积与溶解所述端环氧硅油的总溶剂的体积的比例为1：2～4。
[0016]进一步优选地，所述醋酸水溶液的质量分数为1％～10％。
[0017]优选地，所述第一混合溶液中，所述壳聚糖的质量与醋酸水溶液的质量的比例为1：10～100；所述第二混合溶液中，端环氧硅油的质量和溶剂的质量的比例1：1～10。
[0018]优选地，所述溶剂为异丙醇、乙醇或丁醇。
[0019]本专利技术还提供了一种利用如上所述的壳聚糖改性有机硅的制备方法制备得到的壳聚糖改性有机硅。
[0020]本专利技术还提供一种如上所述的壳聚糖改性有机硅在聚氨酯泡沫中的应用，包括在聚氨酯硬泡及聚氨酯软泡中的应用。
[0021]本专利技术又提供了一种聚氨酯泡沫组合物以及由该聚氨酯泡沫组合物形成的聚氨酯泡沫材料，所述聚氨酯泡沫组合物包括白料和黑料，所述白料包括壳聚糖改性有机硅，所述壳聚糖改性有机硅由上述的壳聚糖改性有机硅的制备方法制备得到，其中的聚氨酯泡沫组合物包括聚氨酯硬泡组合物和聚氨酯软泡组合物。本专利技术的壳聚糖改性有机硅具有栅栏状的结构，其数量较多的羟基裸露在外部，由于空间位阻和氢键的原因，部分羟基参与发泡过程中的反应，形成一定的交联稳定泡沫，这样造成硬段区域的聚集，有助于提高软泡的开孔性，提升透气性；还能够降低硬泡表面的缺陷，增加的尺寸稳定性。此外，壳聚糖改性有机硅具有较好的乳化性，使得制备硬泡的白料的各成分之间的相容性提升，从而有利于提升氨酯硬泡组合物中的白料的流动性。此外，壳聚糖改性有机硅具有较多的氢键结构，故具有较好的亲水性，使得制得的软泡材料中反应上去的多氢键结构能够保持水与软泡的亲和力，不会由于多次水洗而降低二者之间的亲和力。
[0022]在本专利技术的其他一些实施例中，聚氨酯硬泡组合物包括白料和黑料，其中的白料按重量份计，包括如下重量配比的组分：
[0023][0024]此外，按重量份计，黑料为120～125份的粗MDI。
[0025]对于聚氨酯硬泡组合物，白料中所使用的聚醚多元醇一般是高官能度、高羟值的，具体地，其官能度大于3，羟值范围为350～650mgKOH/g。
[0026]聚氨酯硬泡的制备方法包括如下步骤：
[0027]在25℃的条件下，将白料倒入反应容器中混合，以2000～2200r/min的转速搅拌均匀，再加入称量好的黑料粗MDI(异氰酸酯指数为1.1)，快速搅拌5s使其混合均匀，倒入模具中自由发泡，待泡体涨定成型后，在室温下熟化，制备得到聚氨酯硬泡材料。
[0028]上述的聚醚多元醇为以蔗糖、甘油、乙二胺、山梨醇、甲苯二胺为起始剂的聚醚多元醇的一种，也可以是其中两种或者两种以上组成的混合物；催化剂为五甲基二亚乙基三胺、N,N
‑
二甲基环己胺、1,3,5
‑
三(二甲氨基丙基)六氢三嗪中的一种；发泡剂为141b、正环异本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种壳聚糖改性有机硅的制备方法，包括先制备端含氢硅油，再制备端环氧硅油，其特征在于，还包括如下步骤：将壳聚糖溶解于醋酸水溶液中形成第一混合溶液，将所述端环氧硅油溶解于溶剂中形成第二混合溶液，将所述第一混合溶液与第二混合溶液混合均匀，使所述壳聚糖与端环氧硅油发生反应，当所述端环氧硅油的环氧值小于0.1％时停止反应，经后处理得到所述壳聚糖改性有机硅。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖的胺值与所述端环氧硅油的环氧值的比例为1.01～1.5：1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述壳聚糖的分子式为(C6H
11
NO4)
m
，m为正整数且m为100～1200；所述端环氧硅油的分子式为(C
18
H
40
O6Si3)
n
，n为正整数且n为40～200。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述后处理的步骤为：在80～100℃下抽真空以去除部分所述溶剂后停止抽真空，再加入与所述溶剂去除的体积相同的二丙二醇后继续...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，王茜，周宇宇，丁智凯，孙松云，张浩明，
申请(专利权)人：奥斯佳新材料技术研究江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：