用于制备高弹性聚氨酯冷软泡沫的含水硅氧烷制剂的制作方法

专利名称：用于制备高弹性聚氨酯冷软泡沫的含水硅氧烷制剂的制作方法
用于制备高弹性聚氨酯冷软泡沬的含水硅氧烷制剂本发明提供了含水冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂和它们的用途，所述含水冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂用于制备高弹性冷固化柔性聚氨酯泡沫或用于制备用于高弹性冷固化聚氨酯泡沫的冷固化柔性泡沫活化溶液。本发明还提供基于所述含水冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂的冷固化柔性泡沫活化溶液，以及可使用所述含水冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂和/ 或冷固化柔性泡沫活化溶液获得的高弹性冷固化聚氨酯泡沫。在本申请的上下文中，应当理解冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂是指适于制备冷固化柔性泡沫的包含硅氧烷的含水组合物。因此，应当理解冷固化柔性泡沫活化剂溶液是指除了冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂以外，含有除多元醇和异氰酸酯组分以外在冷固化柔性泡沫制备中所需的所有其他助剂和添加剂。冷固化柔性聚氨酯泡沫也被称为“冷固化泡沫”或“高弹性泡沫”(HR泡沫)。人们已经将高弹性冷固化聚氨酯泡沫大量用于制备床垫、装饰家具或车辆座椅。 它们通过使异氰酸酯与多元醇反应来制备。将也称为硅氧烷表面活性剂的特定的硅氧烷用于在冷固化柔性聚氨酯泡沫制备中稳定膨胀的泡沫。它们确保产生规则的孔结构，并在表皮下区域不存在缺陷。为了制备冷固化柔性聚氨酯泡沫，通常使用聚醚、交联剂和聚异氰酸酯，和诸如催化剂、稳定剂、发泡剂等的常规助剂。所有这些方法常规的特征在于由于聚氨酯泡沫的早期交联，所述体系具有高度内在稳定性。因此，在许多情况下，可以或必须使用聚硅氧烷-聚醚共聚物作为稳定泡沫而不沉降的添加剂来进行分配。本文所述的作为稳定剂的硅氧烷在泡沫内可能具有不同的任务，例如包括孔调节或开孔、稳定化、边缘区域调节(edge zone regulation)、预防破坏现象、促进发泡混合物的流动性等。已有许多用于高弹性柔性聚氨酯泡沫的制备方法，其已在文献中详细地描述。例如，本申请完全引用的的公开DE 25 33 074 Al报道了多篇文献，这些文献描述了工业规模制备柔性聚氨酯泡沫。此夕卜， 在 Polyurethane Handbook Chemistry Raw Materials Processing Application Properties:G. Oertel) ,Carl Hanser Verlag, 1985
酯泡沫的制备，其全部内容援引并入本申请中。使用的硅氧烷通常不以纯物质的形式使用，而是作为组分加入适当的制剂中，从而提高可计量性或加工成反应基质的加工性。为了共混硅氧烷，使用不同的有机物质作为用于这样的制剂的溶剂。DE 2 356 443公开的说明书描述了用于制备含有硅氧烷油 (siloxane oil)的芳烷基改性制剂的多种有机溶剂。这些通常是表面活性剂物质。WO 2008/071497描述了用于制备冷固化聚氨酯泡沫的水不溶性硅氧烷的水基制剂，所述制剂包含常规的分子表面活性剂。在DE 3626297 Cl中，在将使用的硅氧烷发泡之前，将使用的硅氧烷与基于环氧丙烷的短链聚醚共混。然而，有机溶剂带来了许多缺点，例如，麻烦的毒物学分级，制剂过高的可燃性和/或从得到的泡沫中不理想地排放出有机溶剂残余物。此外，有机溶剂可能不利地影响冷固化柔性聚氨酯泡沫的性质，例如孔隙结构、弹性等。使用水比使用有机溶剂有利，因为事实上水的供应量无限，水无毒并且不可燃。此外，可以容易地提纯水并处理它而没有任何技术复杂性。另一优势在于用于水储存的安全规定很少。本发明的目的是提供包含水不溶性硅氧烷化合物的冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂和冷固化柔性泡沫活化剂溶液，它们将避免上述缺点中的至少一个。本发明的另一目的是提供具有最大比例的水和硅氧烷的冷固化柔性泡沫硅氧烷溶液，因为需要这两种组分进行发泡。因此，根据本发明将发泡所不需要的物质如表面活性剂或有机溶剂的比例降至尽可能的低。目前已经发现，可以通过使用在至少一维上是纳米尺度和/或纳米结构的颗粒来稳定所述制剂，从而实现该目标，所述颗粒呈现表面活性剂或乳化剂的界面稳定化功能。在本发明的上下文中，这样的乳液被称为颗粒乳液(particulate emulsion)。使用除了多元醇和异氰酸酯组分以外，冷固化柔性聚氨酯泡沫的制备所需的其他助剂和添加剂，可以将冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂转化为冷固化柔性泡沫活化剂溶液。冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂应当具有最大比例的水和水不溶性聚硅氧烷化合物。更特别地，基于全部组合物，水溶性聚硅氧烷化合物与水的和应当大于50重量％。任选地可以另外使用其他表面活性物质。本发明优于常规乳液的优势在于挥发性有机组分预期的较低的散发，所述挥发性有机组对应于VOC (雾化)，所述VOC (雾化) 来自于形成的泡沫，所述泡沫可以源于共混组分或表面活性物质。此外，关于液滴的聚结 (coalescence)，已知固态稳定的乳液具有良好的稳定性；仅可以观察到内相液滴的乳状化或沉降与液滴的大小、外相与内相之间的密度差以及外相的粘度有关。通常，简单的搅拌可以使固态稳定的乳状化/沉降的乳液再均化；因此，可以预期这样的乳液具有良好的储存性。发明人出人意料地发现，在发泡中，以固态(o/w)稳定的乳液形式的硅氧烷与在常规乳液或溶液中的硅氧烷一样有效。出人意料地，尽管用固态稳定的乳液覆盖了界面，但是可以通过开始发泡来释放硅氧烷。因为在固态稳定的乳液的内相和外相之间的界面被颗粒所“覆盖”，其稳定性比使用界面活性分子作为乳化剂的情况高得多。因此，出人意料地可以通过添加乳化剂来基本上或甚至完全地分散。在发泡的过程中，内相中存在的硅氧烷必须降低整个体系的表面张力，从而确保良好的成核，从而可以形成相应的细孔和规则的泡沫。在 1907 年由 S.U. Pickering( "Emulsion”，Spencer Umfreville Pickering, Journal of the Chemical Society, Transactions(1907)，91，2001-2021)描述了固态稳定的含水乳液，并且人们认为在聚结方面特别的稳定。例如，DE 10 2004 014 704 描述了通过用热裂解方法获得的颗粒制备稳定的乳液。这样的稳定性固体颗粒的性质 W ^ ^T ^ ^ Bernhard P. Binks 的"Particles as surfactants-similarities and differences，，(Current opinion in colloid & interface science，7 (2002)，21-41)中找到。现有技术还包括如在FR 2 808 704中所述的，被称为“jmus颗粒”的具有半球形改性表面的两亲性颗粒。特别适用于乳液稳定的是纳米尺度，主要为无机颗粒，例如，二氧化硅颗粒，其可以商购，如来自Grace Davison的含水溶胶或分散液形式的“LUDOX ”。在文献中讨论的稳定作用的机理是水/油界面的颗粒的团聚和团块的蓄积(“The mechanism of emulsion stabilization by small silica (LUDOX ) particles)，，，Helen Hassander, Beatrice Johansson, Bertil Tornell, Colloids 和 Surfaces，40，(1989)，93-105)。本发明的方法还具有以下优势，在使用颗粒乳化剂制备硅氧烷乳液的过程中，即使需要，也仅需要少量的常规乳化剂，这在应用的后续阶段易成问题。对于该目的，乳化剂可以是在至少一维上优选为纳米尺度的颗粒和/或纳米结构颗粒或纳米个体(nanoobject)，其更优选自半金属氧化物、金属氧化物(例如Al、Si、Ti、 Fe、Cu、Zr、B等)、混合氧化物、氮化物、碳化物、氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐、硅氧烷树脂、硅酮和/或二氧化硅和/或有机聚合物，其中提及的所有这些颗粒类型可以任选地为疏水化的或部分疏水化的，例如用选自以下化合物中的至少一种硅烷、硅氧烷、季铵化合物、阳离子、两性、阴离子或非离子表面活性物质或表面活性剂，阳离子聚合物和脂肪酸或其阴离子。在本发明的上下文中，纳米个体应当理解为在一个、两个或三个外部维度上为纳米尺度的材料，优选至少一维的大小为1至lOOnm，例如纳米薄片、纳米棒和纳米颗粒。在本发明的上下文中，纳米结构的颗粒应当理解为具有内部纳米尺度结构的材料或颗粒。通常代表性的是例如，纳米个体的聚集体和团块。特别优选的颗粒乳化剂的平均初级粒径在至少一维上小于< lOOOnm，优选小于 < 500nm并更优选Ι-lOOnm。初级粒径可以以本领域技术人员已知的方式来测定，例如通过 SEM、TEM、DLS或静态光散射等测定。优选地，初级粒径通过由透射电子显微镜所产生的图像的光学评价来测定。特别是在使用颗粒乳化剂的情况下，当在制备过程的一个步骤中，添加一种或多种辅助乳化剂来进行乳液的制备是有利的。在本发明方法中使用的辅助乳化剂可以特别是与固态乳化剂颗粒相互作用的那些化合物，优选吸附在疏水的固态乳化剂颗粒上的那些化合物。在本发明方法中使用的辅助乳化剂通常可以是吸附在固态乳化剂颗粒上的阳离子表面活性物质、非离子表面活性物质或阴离子表面活性物质，也可以是两性表面活性物质。在本发明的方法中，因此特别可以使用作为具有负的ζ电势的乳化剂颗粒的辅助乳化剂，特别是选自阳离子表面活性剂的化合物。使用的阳离子辅助乳化剂例如为由Evonik Goldschmidt GmbH 获得的以下商品名的产品VARIS0FT 470P、VARISOFT TC-90、VARISOFT 110,VARISOFT PATC、AR0SURF TA-100,ADOGEN 442-100P,ADOGEN 432,ADOGEN 470,ADOGEN 471、ADOGEN 464、VARIQUAT K 300、VARIQUAT B 343、VARIQUAT 80ME, REffOQUAT 3690、 REffOQUAT WE 15,REffOQUATffE 18,REffOQUAT WE 28 或 RETOQUAT CR 3099(以大写字母书写的产品为Evonik Goldschmidt GmbH的注册商标)。在本发明的方法中，优选使用十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵(VARIS0FT 300)或VARIS0FT PATC作为阳离子辅助乳化剂。对于具有正的ζ电势的乳化剂颗粒，使用的辅助乳化剂可以特别是选自阴离子表面活性剂的化合物，例如，十二烷基硫酸钠、月桂基乙醚硫酸钠、磺基丁二酸盐(如 REffOPOLSB DO 75)、烷基醚磷酸酯、脂肪酸阴离子、N-酰氨基酸、烯烃磺酸盐或烷基苯磺酸盐。为了该目的，同样可以使用两性或非离子表面活性物质或表面活性剂。这些化合物可以发挥疏水的作用，但是单独使用，没有颗粒乳化剂，不能显示本发明的作用。然而，辅助乳化剂可以促进或优化颗粒乳化剂的作用。当改性剂具有至少一个可以进入与将要改性的表面的共价键、离子键或配位键或氢键的官能团时，这特别有利。这些官能团可以例如为羧酸基、酰氯基、酯基、腈基和异腈基、OH基、SH基、环氧基、酸酐基、酰胺基、伯氨基、仲氨基和叔氨基、Si-OH基、硅烷(Si-OR) 或CH-酸性部分的可水解基团，例如，在β - 二羰基化合物中，例如，乙酰丙酮、2，4_己二酮、3，5_庚二酮、二乙酰基或乙酰乙酸。同样地，在改性剂中还可以存在多于一个这样的基团，如例如在甜菜碱中，氨基酸，例如甘氨酸、丙氨酸、β-丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、精氨酸和氨基己酸中，还在EDTA中。用于表面改性的羧酸为例如脂肪酸、甲酸、乙酸、 丙酸、丁酸、戊酸、己酸、丙烯酸、己二酸、丁二酸、富马酸、衣康酸、硬脂酸、羟基硬脂酸、蓖麻酸(ricinoic acid)和聚醚羧酸，及其相应的酸酐、氯化物、酯和酰胺，例如，甲氧基乙酸、3， 6- 二噁庚酸和3，6，9-三噁癸酸，及其相应的酸性氯化物、酯和酰胺。除了至少一个可以进入与颗粒表面结合的键的官能团以外，改性剂还可以具有改变颗粒性质的其他基团。这样的基团或其部分可以例如为疏水的或亲水的或具有一个或多个官能团，从而以该方式使硅酮颗粒与周围的介质相容，以使它们不活跃或使它们具有反应性，这还包括与周围基质的连接。这些官能团可以例如选自烷基、芳基、烷芳基、芳烷基、 氟烷基、羟基、烷氧基、聚烷氧基、环氧基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、羧基、氨基、磺酰基、硫酸根、磷酸根、多磷酸根、亚磷酸根、酰胺基、硫离子、硫氢根(hydrogensulfid)、卤烷基、卤芳基和酰基。优选基本上不含其他辅助乳化剂来制备本发明的乳液。然而，如果另外使用辅助乳化剂，则基于颗粒乳化剂，辅助乳化剂的用量为0至10重量％，优选0. 05至8重量％，并且更优选0.2至5重量％。本发明还提供不含非颗粒乳化剂的组合物。如果为了性能的目的不能用非颗粒乳化剂分散，该乳化剂的含量为> 0至小于10
重量％。还可以用硅烷和有机聚硅氧烷来改性所述固态乳化剂颗粒，优选地获得必须通过施用高剪切力的分散来引入的部分疏水化的颗粒。本发明优选使用氧化颗粒，例如热裂解或沉淀的二氧化硅颗粒，或通过Stoeber方法制备的那些二氧化硅颗粒，但这并不排除使用其他颗粒材料。当用硅烷进行表面改性时，可以优选使用另外具有至少一个非水解基团的可水解有机硅烷。这样的硅烷由通式(IV)来表示RnSiX(4_n) (IV)其中R=相同或不同的不可水解基团，X =相同或不同的可水解基团或羟基基团，并且n=l、2、3 或 4。在通式(IV)中，可水解的X基团可以是例如H、卤素(F、Cl、Br、I)、烷氧基(优选甲氧基、乙氧基、异丙氧基、正丙氧基或丁氧基)、芳氧基(优选苯氧基)、酰氧基(优选乙酰氧基或丙酰氧基)、酰基(优选乙酰基)、氨基、单烷基氨基或二烷基氨基。此外，通式(IV) 中的不可水解R基团可以是具有或不具有官能团的基团。例如，没有官能团的通式(IV)中的R可以为例如烷基、烯基、炔基、芳基、烷芳基或芳烷基。R和X基团可以任选地具有一个或多个常规的取代基，例如卤素或烷氧基。在通式(IV)具有官能团的情况中，官能团可以例如选自环氧基(例如，缩水甘油基或缩水甘油基氧基)、羟基、醚、氨基、单烷基氨基、二烷基氨基，任选取代的苯胺、酰胺、羧基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基、丙烯酰氧基、甲基丙烯酰氧基、巯基、氰基、烷氧基、异氰酸酯基、醛基、烷基羰基、酸酐、磷酸酯和聚磷酸酯基。这些官能团可以经由亚烷基、亚烯基或亚芳基桥连基与硅原子键合，所述桥连基可以被氧基或NH基阻断。存在的这些二价桥连基和任何取代基，如在烷基氨基的情况下，可以衍生自相应的一价烷基、烯基、芳基、芳烷基和烷芳基。当然，R基团还可以具有多于一个官能团。具有官能团的通式(IV)的不可水解R基团可以选自缩水甘油基或缩水甘油基氧基亚烷基，例如β-缩水甘油基氧基乙基、Y -缩水甘油基氧基丙基、δ -缩水甘油基氧基丙基、ε -缩水甘油基氧基苯基、ω -缩水甘油基氧基己基或2-(3,4-环氧基环己基)乙基、甲基丙烯酰基亚烷基和丙烯酰基亚烷基，例如甲基丙烯酰基甲基、丙烯酰基甲基、甲基丙烯酰氧基乙基、丙烯酰氧基乙基、甲基丙烯酰氧基丙基、丙烯酰氧基丙基、甲基丙烯酰氧基丁基或丙烯酰氧基丁基和 3-异氰酸酯基丙基。此外，还可以使用具有至少部分氟化烷基的硅烷，例如3，3，4，4，5，5，6，6，7，7，8， 8,8-十三氟辛基或3，3，3-三氟丙基。同样，特别在氧化颗粒的情况下，可以例如用硅氧烷和有机聚硅氧烷进行胶体二氧化硅的表面改性，所述胶体二氧化硅例如由Grace Davison获得的LUDOX⑧。这可以通过使用由三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷、环二甲基聚硅氧烷、α，ω-二羟基-聚二甲基硅氧烷、环甲基苯基硅氧烷、三甲基甲硅烷氧基封端的甲基苯基聚硅氧烷、或三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物，任选地在适当的催化剂(例如氨基甲酸铵或烷基氢氧化物)和任选的升高的温度条件下来完成。用聚硅氧烷或有机聚硅氧烷进行表面改性可能受共价和吸附的影响，这样的物质类型的实例为末端和/或链上位置用聚醚或聚酯链改性的有机聚硅氧烷。可以使用用于颗粒表面改性的单官能团聚硅氧烷，例如，用三甲基甲硅烷基封端的α-卤素-、α-烷氧基-和α-羟基二甲基聚硅氧烷。可以通过使用由三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基聚硅氧烷、环二甲基聚硅氧烷、 α，ω-二羟基-聚二甲基硅氧烷、环甲基苯基硅氧烷、三甲基甲硅烷氧基封端的甲基苯基聚硅氧烷、和/或三甲基甲硅烷氧基封端的二甲基硅氧烷-甲基苯基硅氧烷共聚物，任选地在适当的催化剂(例如氨基甲酸铵或碱金属氢氧化物)和任选地升高的温度条件下来完成这样的表面改性。用有机聚硅氧烷进行表面改性可能受共价或吸附的影响，这样的物质类型的实例为末端和/或链上位置用聚醚或聚酯链改性的有机聚硅氧烷。可以使用用于颗粒表面改性的单官能团聚硅氧烷，例如，用三甲基甲硅烷基封端的α-卤素-、α-烷氧基-和α-羟基二甲基聚硅氧烷。在本发明的方法的上下文中，在使用颗粒的分散液或溶胶以用于乳液制备的情况下，制备的乳液的平均粒径为0. 01至1000 μ m,优选0. 1至500 μ m,并更优选1至100 μ m。在光学显微镜(低至约Iym作为下限)的辅助下，在每一情况的视场内，通过测量最小和最大液滴直径来估计液滴大小；至少10X10的液滴应当存在于视场内。此外，可以通过本领域技术人员熟悉的静态和动态光散射的方法来测定液滴粒径分布。术语“颗粒乳液”应当理解为使用颗粒添加剂或颗粒乳化剂而稳定的本发明的含水硅氧烷组合物。本发明还提供了用于制备液滴大小在优选范围内的颗粒乳液的方法，其中在最简单的情况下，使用剪切力和液体组分一起来处理颗粒乳化剂以得到本发明的组合物。本发明还提供了其中不仅使用颗粒还使用辅助乳化剂的方法。在该情况中，可以有利地不添加辅助乳化剂直至在子步骤al)中制备了预制乳液。可以通过乳化通式 (I)的硅氧烷、水和乳化剂，优选颗粒乳化剂，以及更优选颗粒SiO2,以及最优选来自Grace Davison的LUD0X SM_AS的混合物，可以应用高剪切力，例如用转子-转子(rotor-rotor) 体系。提供适当的转子-转子体系，例如来自Symex的Co-Twister均化器。在另一步骤a2)中，将辅助乳化剂添加至该预制乳液中。辅助乳化剂可以作为纯物质或以如水溶液的溶液的形式来添加。将辅助乳化剂添加至预制乳液中可以有效地冻结预制乳液中存在的液滴的液滴大小。在添加辅助乳化剂时，乳化剂颗粒被部分地疏水化并覆盖在预制乳液内相和外相之间的界面上。颗粒乳化剂与辅助乳化剂的重量比优选高达 200 1，更优选高达50 1。乳化剂和辅助乳化剂的添加量可以大致预设乳液的液滴粒径分布。可以另外用于颗粒改性的其他物质的实例包括伯叔胺、仲叔胺或叔胺的盐、烷基三甲基铵盐、二烷基二甲基铵盐、三烷基甲基铵盐、四烷基铵盐、烷氧基化烷基铵盐、烷基吡啶盐或N，N-二烷基吗啉鐺盐。阴离子表面活性化合物可以例如选自脂肪羧酸的盐、烷基苯磺酸盐、烷基萘基磺酸盐、烷基磺酸盐、二烷基磺基丁二酸盐、α-烯烃磺酸盐、α-磺酸酯化脂肪羧酸的盐、N-酰基-N-甲基金酸盐、烷基硫酸酯、硫酸酯化的油、聚乙氧基化烷基醚硫酸酯、聚乙氧基化烷基苯基醚硫酸酯、烷基磷酸酯、聚乙氧基化烷基醚硫酸酯、聚乙氧基化烷基苯基醚硫酸酯和甲醛与萘磺酸盐的缩合物。两性表面活性化合物可以例如选自N，N-二甲基-N-烷基-N-羧基甲基铵甜菜碱、N，N-二烷基氨基亚烷基羧酸酯、N，N， N-三烷基-N-磺基亚烷基铵甜菜碱、N，N- 二烷基-N，N-双聚氧乙烯铵硫酸酯甜菜碱、2-烷基-1-羧基甲基-1-羟基乙基咪唑鐺甜菜碱，非离子表面活性化合物可以例如选自聚乙氧基化烷基醚、聚乙氧基化烯基醚、聚乙氧基化烷基苯基醚、聚乙氧基化聚苯乙烯苯基醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯二醇、聚氧乙烯-聚氧丙烯烷基醚、脂肪羧酸与多官能醇的偏酯，例如山梨糖醇酯、脂肪甘油酯、脂肪聚甘油酯、脂肪十甘油酯、乙二醇/季戊四醇(混合的)脂肪酯、丙二醇/季戊四醇(混合的)脂肪酯、多官能醇的聚乙氧基化脂肪偏酯，例如聚乙氧基化脂肪山梨糖醇偏酯、乙氧基化脂肪甘油酯、混合的乙氧基化/脂肪族酯化的酸、聚甘油的脂肪羧酸酯、聚乙氧基化蓖麻油、脂肪族羧酸的二乙醇酰胺、聚乙氧基化烷基胺、三乙醇胺的脂肪偏酯、三烷基胺氧化物和聚烷氧基化有机聚硅氧烷。这样的分散添加剂可以例如选自 Evonik Goldschmidt GmbH 的产品系列，在本文中以 “!"ego Dispers” 或"iTegopren ”的名称来提供。基于分散液，这样的表面活性物质的含量可以为0. 1至50重量％，优选1 至30重量％。如果需要实现特别细的乳液或窄的液滴粒径分布，可以在接下来的步骤a3) 中对乳液进行后处理，任选地通过间隙均化器、模均化器或槽均化器，或例如来自 Microfluidics 的 MicrofIuidizer0
在特别优选的实施方案中，利用Microfluidizer对颗粒乳液进行后处理。这包括用相互作用腔在均化器中分散颗粒乳液。优选在至少一个相互作用腔(interaction chamber)中进行分散，所述相互作用腔含有微通道，优选的毛细管厚度(内径)为50至 500 μ m,并且优选的压力为50至1000巴，优选100至800巴。更优选200至600巴，并随后将混合物减压至环境压力，例如在出口槽(outlet reservoir)中。这优选地形成一个上述优选的液滴大小。当使用串联连接的两个或更多个相互作用腔时，可能是有利的。以这种方式可以更容易地实现期望的液滴大小。优选使用具有至少一个微通道的相互作用腔，所述微通道的毛细管厚度为100至 300 μ m。特别优选使用具有至少一个微通道的相互作用腔，并优选为具有至少一个弯曲 (Umlenkknick)的专门的微通道。同样，可以向颗粒乳液中加入其他功能性物质，所述功能性物质对于制备和使用由此制备的聚氨酯泡沫有利并且是本领域技术人员所已知的。这些功能性物质的任务在于例如作为防冻剂、稠化剂、抗微生物剂、UV稳定剂、开孔剂或反应加速剂。在本文中“固态乳化剂”应当理解为具有在至少一维上是纳米尺度的颗粒，任选地使用适当的辅助乳化剂。本发明的目的通过含水冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂来实现，所述含水冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂用于制备冷固化柔性聚氨酯泡沫或用于冷固化聚氨酯泡沫的冷固化柔性泡沫活化剂溶液的制备，所述含水冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂包含以下组分a)彡0. 1重量％至< 80重量％，优选5至70重量％，并更优选10至60重量％的分子量为至少彡300g/mol至< lOOOOg/mol的至少一种水不溶性聚硅氧烷化合物，b) 2重量％至99重量％，优选30至95重量％，更优选50至90重量％，并特别优选70至85重量％的水， c) 0. 05重量％至40重量％，优选0. 3至30重量％，更优选0. 5至20重量％，并特别优选1至10重量％的固态乳化剂，d)彡0重量％至25重量％，优选5至20重量％，更优选10至20重量％的功能性物质，和e)任选地>0重量％至80重量％，优选>0重量％至20重量％，更优选10至20 重量％的水溶性硅氧烷，其中，选择上述组分的重量比，使得基于含水冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂，组分的总重量比不大于100重量％。本发明的冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂可以含有> 0. 2重量％至< 70重量％，优选彡0. 5重量％至< 60重量％，更优选> 1重量％至< 50重量％，甚至更优选> 2重量％至 (40重量％，并还优选> 3重量％至< 30重量％的至少一种水不溶性聚硅氧烷化合物。在优选的实施方案中，基于全部组合物，冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂组合物中水与水不溶性聚硅氧烷化合物的和大于50重量％，优选大于60重量％，更优选大于70重量％，并特别优选大于80重量％。另一优选的本发明的冷固化柔性泡沫硅氧烷组合物包含以下组分，所述组分还在 WO 2008/071497中描述，以引用的方式将其全文并入本公开中a)0. 1重量％至80重量％的至少一种水不溶性聚硅氧烷化合物，其分子量彡10000g/mol并且具有以下通式(I)
R
R1-Si-O
R
R
Si—O.
权利要求
1.含水冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂，其包含用于制备高弹性冷固化聚氨酯泡沫的水不溶性聚硅氧烷化合物，其特征在于使用在至少一维中为纳米尺度或纳米结构的颗粒来稳定所述制剂。
2.基于权利要求1所述的含水冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂的冷固化柔性泡沫活化剂溶液，除了制备冷固化柔性聚氨酯泡沫所需的多元醇和异氰酸酯以外，其还包含助剂和添加剂。
3.权利要求1所述的冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂，其特征在于其具有最大比例的水和水不溶性聚硅氧烷化合物。
4.权利要求3所述的冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂，其特征在于基于全部组合物，水不溶性聚硅氧烷化合物与水的和大于50重量％。
5.权利要求1、3和4中至少一项所述的组合物，其特征在于使用的乳化剂为在至少一维上特别为纳米尺度和/或纳米结构的颗粒。
6.权利要求1-5中至少一项所述的组合物，其特征在于颗粒乳化剂选自半金属氧化物、金属氧化物(例如，Al、Si、Ti、Fe、Cu、&、B等)、混合氧化物、氮化物、碳化物、氢氧化物、碳酸盐、硅酸盐、硅氧烷树脂、硅酮和/或二氧化硅，和/或有机聚合物，其中提及的所有这些颗粒类型可以任选地为疏水化的或部分疏水化的。
7.权利要求1-6中至少一项所述的组合物，其特征在于所述颗粒乳化剂在至少一维上的平均初级粒径小于< lOOOnm。
8.权利要求1-7中至少一项所述的组合物，其特征在于另外使用其他功能性物质或表面活性物质。
9.权利要求1-8中至少一项所述的组合物，其特征在于所述组合物包含颗粒乳液(o/ w)形式的水不溶性聚硅氧烷。
10.权利要求1-9中至少一项所述的组合物，其不含非颗粒乳化剂。
11.权利要求1-10中至少一项所述的组合物，其包含含量为>0至小于10重量％的非颗粒乳化剂。
12.权利要求1-11中至少一项所述的组合物，其包含0至10重量％的辅助乳化剂。
13.权利要求12所述的组合物，其包含阳离子表面活性物质、两性表面活性物质、阴离子表面活性物质或非离子表面活性物质作为辅助乳化剂。
14.权利要求12和13中至少一项所述的组合物，其特征在于所使用的辅助乳化剂为选自以下化合物或制剂的一种或多种物质VARIS0FT470P、VARISOFT TC-90、VARISOFT 110、 VARISOFT PATC, AR0SURF TA-100、ADOGEN 442-100P、ADOGEN 432、ADOGEN 470、ADOGEN 471、ADOGEN 464、VARIQUAT K 300、VARIQUAT B 343、VARIQUAT 80ME, REffOQUAT 3690、 REffOQUAT WE 15, REffOQUAT WE 18, REffOQUATffE 28 或 REffOQUAT CR 3099、十六烷基三甲基溴化铵或十六烷基三甲基氯化铵、VARIS0FT 300、十二烷基硫酸钠、月桂基乙醚硫酸钠、磺基丁二酸盐、REW0P0L SB DO 75、烷基醚磷酸酯、脂肪酸阴离子、N-酰氨基酸、烯烃磺酸盐或烷基苯磺酸盐。
15.权利要求1-14中至少一项所述的组合物，其特征在于向所述颗粒乳液中加入选自防冻剂、有机溶剂、稠化剂、抗微生物剂、UV稳定剂、开孔剂或反应加速剂的其他功能性物质。
16.制备权利要求1-15所述的颗粒乳液的方法，其特征在于使用剪切力将所述颗粒乳化剂与液体组分一起处理。
17.制备权利要求16所述的颗粒乳液的方法，其特征在于在步骤al)中，制备由权利要求10所述的硅氧烷的混合物、水和权利要求5-9中所述的颗粒所组成的预制乳液，在步骤a2)中，任选地向所述预制乳液中添加辅助乳化剂，将所述辅助乳化剂以纯物质或以溶液例如水溶液的形式添加，并且将所述颗粒部分地疏水化并覆盖在所述预制乳液的内相和外相之间的界面上，然后将由步骤所得的所述预制乳液任选地随后在步骤a3)中分散在均化器中。
18.权利要求16和17中任一项所述制备含水冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂的方法，所述含水冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂用于制备冷固化柔性聚氨酯泡沫，或者用于制备用于冷固化聚氨酯泡沫的冷固化柔性泡沫活化溶液，如权利要求18所述，其特征在于所述含水冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂包含以下组分a)彡0. 1重量％至彡80重量％的分子量为至少彡300g/mol至彡10000g/mol的至少一种水不溶性聚硅氧烷化合物，匕)2重量％至99重量％的水，c)0.05重量％至40重量％的固态乳化剂，d)>0重量％至25重量％的功能性物质，和e)任选地>0重量％至80重量％的水溶性硅氧烷，其中选择上述组分的重量比，使得基于所述含水冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂，所述组分的总重量比不大于100重量％。
19.权利要求18所述的冷固化柔性泡沫硅氧烷组合物，其包含a)0. 1重量％至80重量％的至少一种分子量彡10000g/mol并且具有以下通式(I)的水不溶性聚硅氧烷化合物
20.权利要求19所述的冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂，其包含至少一种通式(I)的水不溶性聚硅氧烷化合物，其中R为相同或不同的烷基或芳基，优选为甲基、乙基或丙基，更优选为甲基， η为1至50， m为≥1至20， k为≥1至10。
21.高弹性冷固化柔性聚氨酯泡沫，其使用权利要求1至15中至少一项所述的包含颗粒乳化剂的组合物来制备。
22.产品，其包含权利要求21中所述的使用权利要求1至15中任一项所述的组合物制备的高弹性冷固化柔性聚氨酯泡沫。
23.车辆座椅，其包含权利要求21或22所述的高弹性冷固化柔性聚氨酯泡沫。
全文摘要
本发明公开了用于制备高弹性冷固化柔性聚氨酯泡沫或用于制备用于高弹性冷固化聚氨酯泡沫的冷固化柔性泡沫活化剂溶液的含水冷固化柔性泡沫硅氧烷制剂。
文档编号C08J9/00GK102264461SQ200980152446
公开日2011年11月30日 申请日期2009年11月23日 优先权日2008年12月23日
发明者M·格洛斯, M·瑙曼, M·维达科维奇 申请人:赢创高施米特有限公司