一种高弹性聚氨酯泡沫及其制备方法
2019-11-22

一种高弹性聚氨酯泡沫及其制备方法

本发明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。

例6(对比例)将41.1克聚醚F、58.9克由通式MD2D’1M代表的有机氢-聚硅氧烷和100克(50wt%)Ucane Alkylate-11TM的混合物充分搅拌,喷入氮气进行脱气,并加热至80℃。向该混合物中加入足量的H2PtCl66H2O的乙醇溶液,使Pt浓度达到20ppm。除去热源,进行放热的硅氢化反应,直到观察不到温度进一步升高时为止。然后对混合物加热,以维持其温度在80℃达2小时。注意不要让反应罐温度超过100℃。得到硅氧烷一氧化烯共聚物的透明溶液,其中不含有残余硅烷氢,其在25℃下的粘度为6cSt。

表2(例22和23)表明,即使当高沸点天然植物油加入到具有表面活性的制品中,水洗压缩变定、温法老化压缩变定和干压缩变定均得到了提高。表2数据代表HR(高弹性聚氨基甲酸乙酯泡沫)制品领域的三个典型状态。每个制品中使用了两种表面活性剂,也即例22和例23中制得的两种,二者的区别仅仅在于含有例22表面活性剂的硅中含有聚亚烷基二醇(聚醚D),含有例23表面活性剂的硅中含有大豆油。用带有每种表面活性剂的每个制品制得五种泡沫填料,分别测量它们的三种压缩变定性质。每个泡沫填料均测量三种压缩变定性质,因此平均值反映了15个测量结果。计算每个平均值的置信区间。结果表明,通过使用大豆油,全部三种制品全部三种变定均降低了。所有情况降低的显著性在95%概率水平,只有制品1的干压缩变定降低的显著性在90%的概率水平。表2

例12将41.14克聚醚F、58.9克由通式MD2D’1M代表的有机氢一聚硅氧烷和300克(75wt%)大豆油的混合充分搅拌,喷入氮气进行脱气,并加热至81℃。向该混合物中加入足量的H2PtCl66H2O的乙醇溶液,使Pt浓度达到5ppm。除去热源,进行放热的硅氢化反应,直到观察不到温度进一步升高时为止。然后对混合物加热,以维持其温度在80℃达2小时。注意不要让反应罐温度超过100℃。得到硅氧烷一氧化烯共聚物的透明溶液,其中不含有胶体颗粒,且没有可检测到的残余硅烷氢存在。其在25℃下的粘度为33cSt。

2.泡沫孔腔的均匀度通过泡沫结构来判定,1表示孔腔结构小而均匀,10表示孔腔结构粗糙,大而不均匀。评价进行两次,取两次的平均值。

(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、饱和或内不饱和高沸点天然植物油溶剂,和(d)任选的用来限制乙缩醛和丙醛形成的添加剂如丙酸钠,2,2,6,6-四甲基-4-哌啶醇或磷酸钠;和(B)所述成分(a)和(b)反应形成共聚物,例如通过(I)在惰性气氛中使该混合物保持在温度不超过有机氢硅氧烷与溶剂反应的温度,(ii)向所述加热的混合物中加入催化量的贵金属硅氢化反应催化剂,和(iii)将所述混合物的温度保持低于约125℃,从而形成所述共聚物;和(C)加工回收掺杂有剩余高沸点天然油溶剂的所述共聚物。

例13将41.2克聚醚F、48.75克由通式MD2D’1.5M代表的有机氢一聚硅氧烷和302克(77wt%)大豆油的混合物充分搅拌,喷入氮气进行脱气,并加热至80℃。向该混合物中加入足量的H2PtCl66H2O的乙醇溶液,使Pt浓度达到10ppm。除去热源,进行放热的硅氢化反应,直到观察不到温度进一步升高时为止。然后对混合物加热,以维持其温度在80℃达2小时。注意不要让反应罐温度超过100℃。得到硅氧烷一氧化烯共聚物的透明溶液,其中不含有胶体颗粒,且没有可检测到的残余硅烷氢存在。其在25℃下的粘度为36cSt。

如前所述,硅氢化反应可任意在诸如美国专利No.4,847,398中公开的羧酸盐,或美国专利No.5,191,103的位阻氮化合物或美国专利No.5,159,096的磷酸盐这样的添加剂的存在下进行。在不饱和聚醚或烯烃与有机氢聚硅氧烷的硅氢化反应过程中,根据反应物和溶剂的生产方法,可加入一种或多种这些添加剂。例如,若在后来用带有烯丙基、甲代烯丙基、甲基或酰基的羟基封端的过程中,由于无意中接触了微量氧而可能使烯属取代聚氧化烯中实际已存在少量,但适当浓度的羧酸盐或磷酸盐。在这种情况下则不必再特意加入盐或其它添加剂。本发明的优点在聚氨基甲酸乙酯泡沫,个人保护和外层包覆用品的制造或反应产物的生产过程中,以上述方式进行硅氢化反应,并使用高沸点天然植物油可改善反应性能如反应速率、反应产量、反应选择性,反应过程等。例如,当使用至少20%(重量)(以反应物总重为基准)大豆油时,它有助于反应物的处理并减少了反应放热。当然,如果需要也可使用20%以上的高沸点天然植物油。已经发现,一般在硅氢化反应过程中使用5-约80%(重量),更优选约20-75%(重量)的天然植物油可得到良好的效果。并且当所得表面活性剂用作聚氨基甲酸乙酯表面活性剂时,提高天然植物油的量可改善压缩变定。

少量催化剂、优选为一种胺催化剂且通常为叔胺的存在有利于形成氨基甲酸乙酯泡沫的反应。除了胺催化剂以外,也优选包括少量的某种金属催化剂作为反应混合物成分之一。这种补充的催化剂是挠性、泡沫、刚性或高弹性聚氨基甲酸乙酯泡沫制备领域已知的。例如,可用的金属催化剂包括钾和锡的有机衍生物,特别是乙酸钾与辛酸钾和锡的羧酸化合物,如辛酸亚锡、油酸亚锡等等。