包含支化聚醚基團(tuán)的聚硅氧烷用于制備聚氨酯泡沫的用途制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及在聚醚基團(tuán)支化的并優(yōu)選含有碳酸酯基團(tuán)的聚醚硅氧烷化合物作為聚氨酯泡沫制備中的泡沫穩(wěn)定劑的用途。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
包含支化聚醚基團(tuán)的聚硅氧烷用于制備聚氨酯泡沫的用途
本專利技術(shù)涉及在一個(gè)或多個(gè)聚醚基團(tuán)具有支鏈并且優(yōu)選含有碳酸酯基團(tuán)的聚醚硅氧烷化合物用作制備聚氨酯泡沫時(shí)的泡沫穩(wěn)定劑的用途。
技術(shù)介紹
聚氨酯泡沫(PU泡沫)因其優(yōu)異的機(jī)械和物理性能可用于各種領(lǐng)域。汽車業(yè)和家具業(yè)是各類PU泡沫的特別重要的市場(chǎng)，例如基于醚多元醇和基于酯多元醇的常規(guī)柔性泡沫、高彈力泡沫(也稱作HR泡沫或冷泡沫)、硬泡沫、整體泡沫和微孔狀泡沫，以及性能介于它們之間的泡沫，例如半硬體系。例如，使用硬泡沫作為內(nèi)頂板，將酯泡沫用于門的內(nèi)覆層，也用于沖切防曬板，并將高彈力和柔性泡沫用于座椅系統(tǒng)和床墊。典型的聚氨酯泡沫的制備方法是基于氣體的產(chǎn)生，其在液體反應(yīng)混合物（典型地由聚酯多元醇組成的或者由聚醚多元醇組成的，并且由異氰酸酯、穩(wěn)定劑、催化劑、任選地發(fā)泡劑、和其它組分組成）的反應(yīng)期間可以使就地制得的聚合物發(fā)泡。孔狀結(jié)構(gòu)在該反應(yīng)期間形成并受到適當(dāng)穩(wěn)定劑的支持。穩(wěn)定劑在這里具有各種功能。它促進(jìn)和控制氣泡核形成，具有相對(duì)于反應(yīng)混合物中不兼容組分的兼容效果，并且制備期間穩(wěn)定泡沫所需的孔并通過充分硬化泡沫恰當(dāng)。已證實(shí)特別適用于穩(wěn)定聚氨酯泡沫的材料是嵌段共聚物，它是由本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法與聚氧化烯單元反應(yīng)從而得到相應(yīng)的嵌段共聚物的聚硅氧烷嵌段制成的。所用的穩(wěn)定劑根據(jù)所需的泡沫性能而具有不同的結(jié)構(gòu)。為了用作聚氨酯泡沫穩(wěn)定劑，該嵌段共聚物中的聚烯化氧嵌段和聚硅氧烷嵌段彼此必需以平衡比例存在并且必需具有為了各個(gè)最終泡沫特性而最佳化的具體結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)已經(jīng)提供了在平均分子中具有不同直鏈聚烯化氧基團(tuán)的聚硅氧烷-聚烯化氧嵌段共聚物的詳細(xì)描述。相反，僅在相當(dāng)少的情況下描述了在[聚氨酯]泡沫穩(wěn)定劑的結(jié)構(gòu)中使用支化聚烯化氧基團(tuán)，并且大多數(shù)用于非-聚氨酯領(lǐng)域。在專利申請(qǐng)WO2010/003611A1和WO2010/003610A1中，例如，已描述使用多羥基官能的聚硅氧烷增加熱塑性材料的表面能，最終改善熱塑性材料和模壓組合物的印刷性/涂布性。WO2007/075927A1涉及已用支化聚醚官能化的有機(jī)聚硅氧烷，并且由于其親水性能增加而改善了圖畫區(qū)的斥污性。然而，該說明書描述了借助縮水甘油或氧雜環(huán)丁醇(hydroxyoxetane)僅直接支化在聚硅氧烷骨架上的聚硅氧烷-聚烯化氧共聚物。JP10-316540解釋了甲基氫化硅氧烷與烯丙基聚甘油的反應(yīng)。相應(yīng)的產(chǎn)物用作頭發(fā)調(diào)理劑。EP1489128和US2005/0261133描述了借助(聚)甘油改性的聚硅氧烷的合成，它不僅可用于化妝品而且可用作化工廠保護(hù)制劑中的抑制液滴形成的試劑。DE102006031152解釋了用氧雜環(huán)丁醇改性的聚硅氧烷的另一應(yīng)用，其中使用該產(chǎn)物改善聚合模壓組合物中的分離性能。盡管已經(jīng)描述了許多和各種穩(wěn)定劑結(jié)構(gòu)用于聚氨酯泡沫，但是需要另外的泡沫穩(wěn)定劑，其用量?jī)?yōu)選少，并且在泡沫中具有穩(wěn)定效果，并且能夠容忍配制品特性，例如加入NOP(天然油基多元醇)、填料(碳酸鈣、三聚氰胺)或大量發(fā)泡劑、和/或?qū)λ门菽募庸ば院蜋C(jī)械性能沒有負(fù)面影響。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為聚氨酯體系提供泡沫穩(wěn)定劑，其用量?jī)?yōu)選小，并且其在泡沫中具有穩(wěn)定效果，并且能夠容忍配制品的特性，例如添加NOP(天然油基多元醇)、填料(碳酸鈣、三聚氰胺)或大量發(fā)泡劑、和/或?qū)λ门菽募庸ば院蜋C(jī)械性能沒有負(fù)面影響。特別希望泡沫穩(wěn)定劑適用于能夠制備穩(wěn)定的、細(xì)小孔的聚氨酯泡沫，根據(jù)應(yīng)用需要可以是開放孔或封閉孔的。已出人意料地發(fā)現(xiàn)，在聚醚鏈中具有至少一個(gè)支化點(diǎn)的式(IV)的化合物實(shí)現(xiàn)了所述目的。本專利技術(shù)因此提供了一種聚氨酯泡沫的制備方法，其特征在于式(IV)的聚硅氧烷化合物用作泡沫穩(wěn)定劑。本專利技術(shù)還提供了一種適用于制備聚氨酯泡沫的組合物，它包括至少一種多元醇組分和一種催化形成尿烷鍵或異氰脲酸酯鍵的催化劑，并且任選包括發(fā)泡劑，特征在于它還包括式(IV)的聚硅氧烷化合物并且任選還包括添加劑并任選包括異氰酸酯組分。本專利技術(shù)還提供了通過本專利技術(shù)的方法制得的聚氨酯泡沫，以及它們作為、或者用于制備家具、冰箱絕熱材料、其它絕熱裝置或絕熱片、包裝材料、夾層構(gòu)件、噴霧泡沫、單一組分裝罐泡沫和1.5-組分裝罐泡沫(canisterfoam)、仿木產(chǎn)品、模型泡沫、包裝泡沫、床墊、家具軟墊、汽車座椅軟墊、頭枕、儀表板、汽車內(nèi)部覆層產(chǎn)品、汽車內(nèi)頂板(automobilerooflining)、隔音材料、方向盤、鞋底、地毯襯背泡沫、過濾器泡沫、密封劑泡沫、密封劑或粘合劑的用途。根據(jù)本專利技術(shù)，式(IV)的化合物作為泡沫穩(wěn)定劑的用途具有如下優(yōu)點(diǎn)：盡管結(jié)構(gòu)內(nèi)氧化乙烯含量高，因存在支化而不易結(jié)晶。其第一個(gè)結(jié)果是加工性較好，并且第二個(gè)結(jié)果是可以獲得全新性能的材料。例如，OH-官能度的增加改善了溶劑兼容性。而且由于存在的單位Si-H官能可加入到聚醚硅氧烷中的聚醚含量較高，因此支化聚醚的引入需要較少的催化。下面通過實(shí)例描述本專利技術(shù)的主題，但是不打算將本專利技術(shù)限制在所述具體實(shí)施方式。其中下面提及化合物的范圍、通式或類型，它們打算不僅包括解釋性提及的化合物的相應(yīng)范圍或組，而且包括可以由化合物的單個(gè)值(范圍)提取獲得的化合物的所有子范圍或亞組。其中為了本說明書而引證文獻(xiàn)，將其全文，特別是引證文獻(xiàn)上下文中的實(shí)質(zhì)性內(nèi)容，打算作為本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
的一部分。其中描述的百分比是重量百分比，除非另有說明。其中下面所述的平均值是重量平均值，除非另有說明。其中下面提及的測(cè)定參數(shù)，除非另有說明，進(jìn)行測(cè)定時(shí)的溫度和壓力分別是25℃和101.325Pa。為了本專利技術(shù)的目的，聚氨酯泡沫(PU泡沫)是基于異氰酸酯和多元醇或者具有異氰酸酯-反應(yīng)基團(tuán)的化合物的反應(yīng)產(chǎn)物獲得的泡沫。這里沿齊名的聚氨酯可以形成其它官能團(tuán)，例如脲基甲酸酯類、縮二脲類、尿素或異氰脲酸酯類。為了本專利技術(shù)的目的，PU泡沫因此不僅是聚氨酯泡沫(PU泡沫)，而且是聚異氰脲酸酯泡沫(PIR泡沫)。優(yōu)選的聚氨酯泡沫是柔性聚氨酯泡沫、硬聚氨酯泡沫、粘彈性泡沫、HR泡沫、半硬聚氨酯泡沫、可熱成型聚氨酯泡沫或完整泡沫。術(shù)語聚氨酯這里是由二異氰酸酯或聚異氰酸酯并由多元醇或由其它與異氰酸酯反應(yīng)的物質(zhì)例如胺制得的聚合物的總稱，并且尿烷鍵不一定是這里唯一或主要類型的鍵。聚異氰脲酸酯和聚脲是明顯地所包括的。根據(jù)本專利技術(shù)的制備聚氨酯泡沫的方法的特征在于式(IV)的聚硅氧烷化合物用作泡沫穩(wěn)定劑(IV)其中a相互獨(dú)立地是0-2000，優(yōu)選0-1000，尤其是1-500，b1相互獨(dú)立地是0-60，優(yōu)選0-15，尤其是0或者1-5,b2相互獨(dú)立地是0-60，優(yōu)選0-15，尤其是0或者1-8,c相互獨(dú)立地是0-10，優(yōu)選0-6，優(yōu)選是0或者1-3，d相互獨(dú)立地是0-10，優(yōu)選0-5，優(yōu)選是0或者1-3，R是下述組中的至少一種基團(tuán)：直鏈、環(huán)狀或支化的、飽和或不飽和的具有1-20個(gè)碳原子的烴基團(tuán)或者是具有6-20個(gè)碳原子的芳香烴基團(tuán)，R1相互獨(dú)立地是R或–OR4，R1a相互獨(dú)立地是R、RV、RP或–OR4，R1b相互獨(dú)立地是R、RV、RP或-OR4，R3相互獨(dú)立地是R或任選用雜原子取代的飽和或不飽和的有機(jī)基團(tuán)并優(yōu)選選自下面的組：烷基、芳基、氯烷基、氯芳基、氟烷基、氰基烷基、丙烯酰氧基芳基、丙烯酰氧基烷基、甲基丙烯酰氧基烷基、甲基丙烯酰本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種聚氨酯泡沫的制備方法，特征在于式(IV)的聚硅氧烷化合物用作泡沫穩(wěn)定劑其中a相互獨(dú)立地是0？2000，b1相互獨(dú)立地是0？60，b2相互獨(dú)立地是0？60，c相互獨(dú)立地是0？10，d相互獨(dú)立地是0？10，R是直鏈、環(huán)狀或支化的、飽和或不飽和的具有1？20個(gè)碳原子的烴基團(tuán)或者是具有6？20個(gè)碳原子的芳香烴基團(tuán)中的至少一種基團(tuán)，R1相互獨(dú)立地是R或–OR4，R1a相互獨(dú)立地是R,RV,RP或–OR4，R1b相互獨(dú)立地是R,RV,RP或–OR4，R3相互獨(dú)立地是R或任選用雜原子取代的飽和或不飽和的有機(jī)基團(tuán)并優(yōu)選選自烷基、芳基、氯烷基、氯芳基、氟烷基、氰基烷基、丙烯酰氧基芳基、丙烯酰氧基烷基、甲基丙烯酰氧基烷基、甲基丙烯酰氧基丙基或乙烯基基團(tuán)，R4相互獨(dú)立地是具有1？10個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)，優(yōu)選甲基、乙基或異丙基基團(tuán)，RP相互獨(dú)立地是？OR4或氫或者是通過Si？C鍵相連的并由具有1？30個(gè)碳原子的亞烷基氧單元、亞芳基氧單元和/或縮水甘油基醚單元制成的重均分子量為200？30000g/mol的未支化聚醚基團(tuán)、和/或重均分子量為200？30000g/mol的通過Si？C鍵相連的脂肪族和/或脂環(huán)族和/或芳香族聚酯或聚醚酯基團(tuán)，RV是通過Si？C鍵相連的式(Ia)的基團(tuán)？Z“(？Q？M1i1？M2i2？M3i3？M4i4？M5i5？M6i6？M7i7？M8i8？M9i9？M10i10？M11i11？M12i12？M13i13？Ji14)i(X？J)k？？？？？？？？？？？？(Ia)其中i=1？10，優(yōu)選1？5，優(yōu)選2？3k=0？9，優(yōu)選0？5，優(yōu)選1？3i+k=1？10，優(yōu)選1？5，尤其優(yōu)選2？3i1？i14=各自相互獨(dú)立地0？500，優(yōu)選0.1？100，尤其優(yōu)選1？30Q=相同或不同，是O、NH、N？烷基、N？芳基或S，Z“=任意所需的有機(jī)基團(tuán)，其中每個(gè)Q與所述有機(jī)基團(tuán)的碳原子相連，J相互獨(dú)立地是氫、直鏈、環(huán)狀或支化的、脂肪族或芳香族的、飽和或不飽和的具有1？30個(gè)碳原子的烴基團(tuán)、具有1？30個(gè)碳原子的羧酸基團(tuán)或官能的、飽和或不飽和的、用雜原子取代的有機(jī)基團(tuán)，其中X1？X4相互獨(dú)立地是氫或直鏈、環(huán)狀或支化的、脂肪族或芳香族的、飽和或不飽和的具有1？50個(gè)碳原子，優(yōu)選2？50個(gè)碳原子的烴基團(tuán)，并且能任選包括鹵原子，前提是X1？X4的選擇不會(huì)使得M3與M1或M2相同，其中Y相互獨(dú)立地是直鏈、環(huán)狀或支化的、脂肪族或芳香族的、飽和或不飽和的具有2？30個(gè)碳原子的烴基團(tuán)并且也能包括雜原子，其中R1和R2各自相互獨(dú)立地是氫、烷基、烷氧基、芳基或芳烷基，優(yōu)選具有1？15個(gè)碳原子，并且n相互獨(dú)立地是3？8，其中每個(gè)M10單元中的n、R1和R2相同或不同，其中R3、R4、R5和R6各自相互獨(dú)立地是氫、烷基、烯基、次烷基、烷氧基、芳基或芳烷基并且基團(tuán)R4和R5能具有通過片段T的脂環(huán)族或芳香族橋接，任選地基團(tuán)R3和R6能形成連接鍵，m和o能相互獨(dú)立地是1？8，具有系數(shù)o和m的單元能隨機(jī)排列，T是二價(jià)亞烷基或亞烯基基團(tuán)并且每個(gè)單元M11中的系數(shù)m和o和基團(tuán)T、R3、R4、R5和R6相同或不同，其中單體M1？M13能以任意所需比例以嵌段狀、交替或無規(guī)排列，或者能呈現(xiàn)分布梯度，并且其中特別是單體M1？M4能夠自由交換，前提是i9>0，M12、M5或M6中至少一個(gè)單元存在使得沒有基團(tuán)J直接鄰接在任意末端并且有至少一個(gè)選自M1、M2和M3的單元鄰接在各自末端，并且不連續(xù)存在兩個(gè)M9類的單體單元，其中每個(gè)式(IV)分子中有平均至少一個(gè)基團(tuán)RV，前提是b1和b2之和=b，每個(gè)式(IV)分子中d單元的平均數(shù)∑a不大于2000，并且每個(gè)分子中帶有RP？和RV？的單元的平均數(shù)∑b不大于100，并且每個(gè)分子中平均數(shù)∑c+d不大于20，并且由式(IV)獲得的所有化合物平均，基團(tuán)RP、R1、R1a或R1b中最多20mol%是類型？OR4。FDA00001970182100011.jpg,FDA00001970182100021.jpg,FDA00001970182100022.jpg,FDA00001970182100023.jpg,FDA00001970182100031.jpg,FDA00001970182100032.jpg,FDA00001970182100033.jpg,FDA00001970182100034.jpg,FDA00001970182100035.jpg,FDA00001970182100036.jpg,FDA00001970182100037.jpg,FDA00001970182100041.jpg,FDA00001970182100042.jpg,FDA00001970182100043.jpg...

【技術(shù)特征摘要】
2011.08.03 DE 102011109541.51.一種聚氨酯泡沫的制備方法，特征在于式(IV)的聚硅氧烷化合物用作泡沫穩(wěn)定劑其中a相互獨(dú)立地是0-2000，b1相互獨(dú)立地是0-60，b2相互獨(dú)立地是0-60，c相互獨(dú)立地是0-10，d相互獨(dú)立地是0-10，R是直鏈、環(huán)狀或支化的、飽和或不飽和的具有1-20個(gè)碳原子的烴基團(tuán)或者是具有6-20個(gè)碳原子的芳香烴基團(tuán)中的至少一種基團(tuán)，R1相互獨(dú)立地是R或–OR4，R1a相互獨(dú)立地是R,RV,RP或–OR4，R1b相互獨(dú)立地是R,RV,RP或–OR4，R3相互獨(dú)立地是R或任選用雜原子取代的飽和或不飽和的有機(jī)基團(tuán)，R4相互獨(dú)立地是具有1-10個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)，RP相互獨(dú)立地是-OR4或氫或者是通過Si-C鍵相連的并由具有1-30個(gè)碳原子的亞烷基氧單元、亞芳基氧單元和/或縮水甘油基醚單元制成的重均分子量為200-30000g/mol的未支化聚醚基團(tuán)、和/或重均分子量為200-30000g/mol的通過Si-C鍵相連的脂肪族和/或脂環(huán)族和/或芳香族聚酯或聚醚酯基團(tuán)，RV是通過Si-C鍵相連的式(Ia)的基團(tuán)-Z'(-Q-M1i1-M2i2-M3i3-M4i4-M5i5-M6i6-M7i7-M8i8-M9i9-M10i10-M11i11-M12i12-M13i13-Ji14)i(Q-J)k(Ia)其中i＝1-10，k＝0-9，i+k＝1-10，i1-i14＝各自相互獨(dú)立地0-500，Q＝相同或不同，是O、NH、N-烷基、N-芳基或S，Z'＝任意所需的有機(jī)基團(tuán)，其中每個(gè)Q與所述有機(jī)基團(tuán)的碳原子相連，J相互獨(dú)立地是氫、直鏈、環(huán)狀或支化的、脂肪族或芳香族的、飽和或不飽和的具有1-30個(gè)碳原子的烴基團(tuán)、具有1-30個(gè)碳原子的羧酸基團(tuán)或官能的、飽和或不飽和的、用雜原子取代的有機(jī)基團(tuán)，其中X1-X4相互獨(dú)立地是氫或直鏈、環(huán)狀或支化的、脂肪族或芳香族的、飽和或不飽和的具有1-50個(gè)碳原子的烴基團(tuán)，并且能任選包括鹵原子，前提是X1-X4的選擇不會(huì)使得M3與M1或M2相同，其中Y相互獨(dú)立地是直鏈、環(huán)狀或支化的、脂肪族或芳香族的、飽和或不飽和的具有2-30個(gè)碳原子的烴基團(tuán)并且也能包括雜原子，其中R1和R2各自相互獨(dú)立地是氫、烷基、烷氧基、芳基或芳烷基，并且n相互獨(dú)立地是3-8，其中每個(gè)M10單元中的n、R1和R2相同或不同，其中R3、R4、R5和R6各自相互獨(dú)立地是氫、烷基、烯基、次烷基、烷氧基、芳基或芳烷基并且基團(tuán)R4和R5能具有通過片段T的脂環(huán)族或芳香族橋接，任選地基團(tuán)R3和R6能形成連接鍵，m和o能相互獨(dú)立地是1-8，具有系數(shù)o和m的單元能隨機(jī)排列，T是二價(jià)亞烷基或亞烯基基團(tuán)并且每個(gè)單元M11中的系數(shù)m和o和基團(tuán)T、R3、R4、R5和R6相同或不同，其中單體M1-M13能以任意所需比例以嵌段狀、交替或無規(guī)排列，或者能呈現(xiàn)分布梯度，并且其中特別是單體M1-M4能夠自由交換，前提是i9>0，M12、M5或M6中至少一個(gè)單元存在使得沒有基團(tuán)...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：M·勒貝特，S·施米茨，R·胡貝爾，M·格洛斯，C·席勒，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：贏創(chuàng)高施米特有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：