[发明专利]有机硅聚氨酯泡沫制剂、聚醚接枝聚硅氧烷聚醚嵌段共聚物及其制备方法

说明书

本发明公开了有机硅聚氨酯泡沫制剂、聚醚接枝聚硅氧烷聚醚嵌段共聚物及其制备方法，有机硅聚氨酯泡沫制剂包括：聚醚接枝聚硅氧烷、异氰酸酯化合物、化学发泡剂、催化剂，聚醚接枝聚硅氧烷结构为式I‑1或I‑2：式I‑2共聚物制备：1)八烷基环四硅氧烷、七烷基巯丙基环四硅氧烷、1,1,3,3‑四烷基二硅氧烷，或八芳基环四硅氧烷、七芳基巯丙基环四硅氧烷、1,1,3,3‑四芳基二硅氧烷；2)于溶剂中、催化剂的存在下，侧链巯丙基聚硅氧烷和端烯聚醚反应得到化合物；3)步骤2)获得的化合物与端烯聚醚反应得到；本发明制剂有机硅成分含量高、工艺简单、成本低、性能优良，制备的有机硅聚氨酯泡沫的泡孔均匀且无缺陷，泡沫的拉伸强度、撕裂强度高，水接触角大，呈疏水性。

技术领域

本发明涉及一种有机硅聚氨酯泡沫制剂，用于制备有机硅聚氨酯泡沫，属于有机硅高分子材料及聚氨酯泡沫材料技术领域。本发明还涉及上述聚氨酯泡沫制剂所用的聚醚接枝聚硅氧烷聚醚嵌段共聚物及其制备方法。

背景技术

聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，聚氨酯泡沫一般是由二元或多元有机异氰酸酯与多元醇化合物相互作用而得。有机硅高分子的骨架是硅、氧交替而成，有着其它高分子材料不能比拟和替代的性能，如耐高低温、耐候、耐老化、电气绝缘、憎水、难燃、生理惰性等。因此，近年来有机硅高分子材料的应用发展迅速。在聚氨酯泡沫的制备中所用到的多元醇种类繁多，以聚醚多元醇或聚酯多元醇为主，此外还有接枝聚合物多元醇、内酯型聚酯、高活性聚醚、亲水性聚醚等特种性能多元醇。聚酯多元醇的内聚能大且室温下为蜡状固体，加热熔融后黏度比较大，它在聚氨酯合成的应用中与其它组分的互溶性不如聚醚多元醇，而且价格昂贵。聚醚多元醇分子内具有易于旋转的醚键，相对于聚酯多元醇制备的聚氨酯材料，由它制备的聚氨酯材料低温柔顺性能好，耐水解性能优良，虽然力学性能比聚酯型聚氨酯泡沫差一些，但原料的粘度低，与异氰酸酯化合物、助剂等的互容性好，加工性能优良。

目前的聚醚改性聚硅氧烷的制备方法经济性差且副产物多。例如，李华杰等人以八甲基环四硅氧烷(D₄)、含氢D₄(D₄H)、六甲基二硅氧烷(MM)原料经催化平衡制备了一种含氢硅油，再与丙烯醇聚氧乙烯醚进行硅氢加成，得到一种侧链聚醚改性聚硅氧烷(参见文献“李华杰,王前进,张存社,等.一种聚醚改性聚硅氧烷的合成与表征[J].应用化工,2014,2.”)。上述合成方法耗时长，步骤繁琐。苏国栋等人以甲基三氯硅烷为原料，在甲基异丁基酮(MIBK)水溶液中水解，加热至120℃，在KOH催化下脱水缩聚反应制备聚倍半硅氧烷，并以聚倍半硅氧烷、甘油和水为起始剂，与环氧丙烷合成了聚醚多元醇(参见文献“苏国栋,雷宏,吕延文,施正杭,戴鸯鸯.有机硅单体副产物合成聚醚多元醇阻燃剂研究[J].工程塑料应用,2012,40(05):91-94.”)，上述方法耗时长，产率低。余龙飞等人以低含氢硅油、烯丙基聚醚为原料，在无溶剂及低氯铂酸用量下制备聚醚改性聚硅氧烷(参见文献“余龙飞,郑小珊,李欢玲,李莉.聚醚改性聚硅氧烷的合成及其在水性涂料消泡剂中的应用[J].有机硅材料,2013,27(05):333-338.”)；上述方法虽然操作简便，但只适用于低分子量的含氢硅油。