专利名称：具有通过烯丙基缩水甘油醚连接的侧链烷基的硅氧烷共聚物及其相关化合物，以及其作 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及硅氧烷共聚物、包括所述硅氧烷共聚物的组合物、使用所述硅氧烷共聚物或组合物制备聚氨酯泡沫的方法、通过所述方法制备的聚氨酯泡沫和包括聚氨酯泡沫或由聚氨酯泡沫组成的制品。
背景技术：
不同类型的聚氨酯通过二异氰酸酯(例如4，4'-亚甲基双(苯基异氰酸酯)，简称为MDI，或者2，4-甲苯二异氰酸酯，简称为TDI)与聚醚多元醇或聚酯多元醇的聚合制备。聚醚多元醇可通过例如多羟基官能团起始物的烷氧基化制备。常见的起始物的实例是乙二醇，甘油，三羟甲基丙烷，季戊四醇，山梨糖醇或蔗糖。通过添加额外的发泡剂例如戊烷，二氯甲烷，丙酮或二氧化碳制备聚氨酯泡沫。通常使用表面活性物质，尤其是表面活性剂来稳定聚氨酯泡沫。除了一些纯的有机表面活性剂外，通常使用有机硅表面活性剂，因为它们具有更高的界面稳定电位。多种不同的聚氨酯泡沫是已知的，例如热固化软质泡沫、冷固化泡沫、酯泡沫、硬质PUR泡沫和硬质PIR泡沫。这里所用的稳定剂已被专门开发以相匹配特定的最终用途，如果用于制备其他类型的泡沫，通常会得到较大改变的性能。在现有技术中，用于聚氨酯泡沫稳定的聚硅氧烷-聚氧化亚烷基嵌段共聚物通常是通过将具有SiH官能团的硅氧烷对不饱和聚氧化亚烷基进行贵金属催化的氢化硅烷化而制备，其被称作氢硅氧烷，例如描述于EP1520 870中。氢化硅烷化可以分批或连续进行，例如描述于DE19859759 Cl中。许多其他文件，如EP O 493 836 A1,US 5565194或EP I 350 804，各自公开了特定设计的聚硅氧烷-聚氧化亚烷基嵌段共聚物在不同的聚氨酯泡沫制备中作为泡沫稳定剂来达到特定的性能。在氢化硅烷化中，通常使用两种或三种优选封端的烯丙基聚醚(分子量低于6000g/mol,优选为低于5500g/mol)的混合物来制备各自的稳定剂。分子量大于5500g/mol的聚醚是不容易通过碱性烷氧基化得到的，因为随着链长度增加，有利于链终止的竞争反应占主导地位。鉴于可用的化石资源(即矿物油，煤和天然气)终究是有限的事实和原油价格上涨的背景下，近年来，使用基于可再生原料的多元醇生产聚氨酯泡沫的兴趣在增加(W02005/033167 A2, US 2006/0293400 Al)。同时，市场上来自不同生产者的整个系列的这些多元醇是可用的(W02004/020497，US2006/0229375，W02009/058367)。根据原料的来源(例如大豆油，棕榈油或蓖麻油)和随后的处理步骤，得到的多元醇的性质不同。本质上可以区分两组a)基于可再生原料的多元醇，其经过改性， 使得其可以100%被用来生产聚氨酯泡沫(W02004/020497, US2006/0229375)；
b)基于可再生原料的多元醇，由于其加工工艺和性能，仅仅可以在一定程度上取代基于石化的多元醇(W02009/058367，US6433121)。
在制备软质聚氨酯嵌段泡沫时，尤其使用b组的植物多元醇在工艺管理和所得到的泡沫的物理-化学性质方面均具有明显的影响。比如，使用由大豆油或棕榈油制备的植物多元醇会导致用量的增加，否则在不变的处理条件下，会延长起发时间(rise time)、硬度和透气性的变化，同时也降低泡沫断裂伸长率、拉伸强度和弹性。一些变化例如起发时间和透气性，可以通过适当地调整配方例如催化剂组合来控制。但是，其它物理性质，例如硬度、断裂伸长率、拉伸强度和弹性仍然不容易改变。
因此，通过本发明解决的问题是，提供能够改善软质聚氨酯块状泡沫物理性质的稳定剂/添加剂，其含有高比例的具有植物来源的多元醇。
令人惊讶的是，我们发现使用通过含SiH的硅氧烷与具有一个或多个SiH反应性基团，尤其具有C-C重键的基团，和任选存在的至少一个OH基团的特定化合物的反应得到硅氧烷共聚物，解决了上述问题。发明内容
因此，本发明提供下面描述的式 (I)的硅氧烷共聚物，和包括所述硅氧烷共聚物的组合物。
本发明还提供了一种用于制造聚氨酯泡沫的方法，其中使用所述硅氧烷共聚物或组合物。
本发明还提供通过所述工艺获得的聚氨酯泡沫，和包含所述聚氨酯泡沫或由所述聚氨酯泡沫组成的制品。
使用本发明的式(I)的硅氧烷共聚物作为稳定剂，使得可以使用植物多元醇制备软质聚氨酯泡沫，与使用传统的稳定剂制造的软质聚氨酯泡沫相比，具有改进的物理性能。
进一步，本发明中的硅氧烷共聚物具有的缺点是当用于涉及使用植物多元醇的热固化的软质聚氨酯泡沫的生产中时，它们会导致微孔的软质聚氨酯泡沫。
本发明的硅氧烷共聚物及其使用现在将通过实施方式的方式进行说明，然而没有任何意图限制本发明至这些示例性的实施方式。所述的范围、通式或化合物类别表示在下文中，它们应不仅包含被明确提及的相应的范围或者化合物的类别，而且还包含通过提取单个值(范围)或化合物所得到的所有子范围和子化合物类别。在本说明书的上下文中引用的文献，它们的内容应完全属于本发明的公开内容。除非另有说明，百分数均以重量计。 除非另有说明，下面提及的平均值是重量平均值。除非另有说明，所述化合物的摩尔质量通过凝胶渗透色谱(GPC)测定和所述化合物的结构通过NMR、尤其13C和29Si NMR测定。
本发明所述的式⑴的硅氧烷共聚物
权利要求
1.式(I)的硅氧烷共聚物
2.根据权利要求1所述的硅氧烷共聚物，其特征在于z=3和R5具有平均值为12-30，优选16-24，更优选18-20个碳原子。
3.根据权利要求1或2所述的硅氧烷共聚物，其特征在于选择参数a，b和c使得基于R1，R2和R3基团的总和，R3基团的比例为1-30摩尔％，和R1和R2基团总和的比例为70-99摩尔％。
4.根据权利要求3所述的硅氧烷共聚物，其特征在于选择参数a，b和c使得基于R1，R2和R3基团的总和，R3基团的比例为1-20摩尔％，R1基团的比例为30-75摩尔％，和R2基团的比例为24-65摩尔％。
5.根据权利要求1-4之一所述的硅氧烷共聚物，其特征在于=R1和R2基团中的R4基团相同。
6.根据权利要求5所述的硅氧烷共聚物，其特征在于R4基团是-C(0)-CH3。
7.根据权利要求1-6之一所述的硅氧烷共聚物，其特征在于=R1为具有平均分子量为100-2000 克 / 摩尔的-(CH2) x-0- (C2H4O) s- (C3H6O) t- (CH2-CHR' -O) U-R4 基团，和 R2 为具有平均分子量为 2000-8000 克 / 摩尔的-(CH2) y_0_ (C2H4O)。- (C3H6O)p- (CH2-CHR' -O) q-R4 基团，其中s，t和u各自独立地为0-100，条件是s+t的总和大于0，O，P，q，R4和R'各自为如上所定义，和X和I分别独立地为2-4。
8.组合物，其包含权利要求1-7之一所述的一种或多种硅氧烷共聚物，其特征在于所述组合物进一步包含一种或多种在聚氨酯泡沫制备中可用的物质，所述物质选自成核剂、孔结构细化添加剂、开孔剂、交联剂、乳化剂、阻燃剂、表面活性剂/乳化剂、抗氧化剂、抗静电剂、杀生物剂、彩色糊剂、固体填料、胺催化剂、金属催化剂和缓冲物质。
9.制备聚氨酯泡沫的方法，其特征在于使用权利要求1-7之一的硅氧烷共聚物或权利要求8所述的组合物。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于使用水、二氯甲烷、戊烷、烷烃、卤代烷、丙酮或二氧化碳作为发泡剂制备所述聚氨酯泡沫。
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于所用的多元醇组分利用部分或全部基于天然原料的多元醇。
12.根据权利要求9-11之一所述的方法，其特征在于所用的催化剂包括蓖麻油酸锡、硅代吗啉和/或N，N- 二甲基十六胺。
13.根据权利要求9-12之一所述的方法制备得到的聚氨酯泡沫。
14.包含权利要求13所述的聚氨酯泡沫或由权利要求13所述的聚氨酯泡沫组成的制品。
全文摘要
本发明提供式(1)的硅氧烷共聚物，其通过具有SiH基团的硅氧烷与具有一个或多个对于SiH基团具有反应性的基团，特别是具有C-C重键的基团，以及任选地具有至少一个OH基团的特定化合物的反应获得，本发明还涉及包含这些硅氧烷共聚物的组合物、用于制备聚氨酯泡沫的方法，其中使用合适的硅氧烷共聚物或相应的组合物、由该方法获得的聚氨酯泡沫、和包括或由相应的聚氨酯泡沫组成的制品。
文档编号C08G77/38GK103003334SQ201180035457
公开日2013年3月27日 申请日期2011年7月6日 优先权日2010年8月6日
发明者R·胡贝尔, A·特海登 申请人:赢创高施米特有限公司