一种含氟有机硅聚醚共聚物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及表面活性剂，具体而言，涉及一种含氟有机硅聚醚共聚物及其制备方法和应用。

背景技术：

1、近年来，聚氨酯材料发展迅速，其中软质泡沫塑料具有质轻、柔软、绝缘、透气、回弹性好、压缩变形小、耐湿、耐老化、耐油、隔音等多种优良特性，因此，广泛用于交通运输、建筑、装饰、工业设备、轻工业、民用家具等领域。

2、聚氨酯是一种可燃性聚合物，特别是软质泡沫塑料，由于密度小、比表面积较大，其燃烧问题尤为突出。随着软质聚氨酯泡沫应用范围越来越广以及人们对火灾防范意识的逐渐增强，软质聚氨酯泡沫的阻燃问题，已经逐渐成为研究重点。

3、cn109337111a公开了一种阻燃型有机硅泡沫稳定剂及其制备方法，使用了长链烷醇封端的双烯丙基聚醚和低含氢硅油进行接枝反应，提高了硅油与阻燃剂的相容性，使阻燃剂分布于泡沫的泡孔璧上，发挥阻燃剂的效果。该合成方案制备长链烷醇封端的双烯丙基聚醚工艺较为复杂，且封端率不能有所保证。

4、cn112662002b公开了一种具有一定阻燃性能的泡沫稳定剂及其制备方法，使泡沫稳定剂结构上引入阻燃基团：三聚氰胺或磷酸三(2-氯丙基)酯，使泡沫稳定剂具有一定的阻燃性能。其中三聚氰胺是固体粉末，与聚醚接枝反应比较困难，不能保证反应转化率。

5、cn110982080b公开了采用含氟烷基环氧丙烷与有机硅共聚物开环合成含氟有机硅共聚物，而后再与非硅表面活性剂进行混合，制得用于硬质聚氨酯泡沫的有机硅表面活性剂。

6、cn114230799a公开了采用全氟癸基三甲氧基硅烷与含氢硅氧烷反应合成主链含氟的含氢硅氧烷，后再与乙酰氧基封端烯丙基聚醚加成合成主链含氟的聚醚有机硅共聚物，用于软质聚氨酯泡沫，提高了海绵的疏水蓬松性，该合成工艺路线较为繁琐，即要用碱中和过滤，又要用到溶剂；并且主链的较长的含氟烷基链与聚醚链有干扰作用。

7、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种含氟有机硅聚醚共聚物，其可以用于制备泡沫稳定剂，提升聚氨酯泡沫性能，有一定的阻燃性能，尤其是在使用阻燃剂的配方中可以有效改善泡沫的阻燃性能。

2、本发明的目的在于提供一种含氟有机硅聚醚共聚物的制备方法，其合成工艺简单。

3、本发明的目的在于提供一种含氟有机硅聚醚共聚物在制备泡沫稳定剂的应用。

4、本发明的目的在于提供一种软质聚氨酯泡沫稳定剂，其可以提升聚氨酯泡沫性能，有一定的阻燃性能。

5、本发明的目的在于提供一种聚氨酯泡沫，其具有良好的透气性、泡孔表面，还具有一定的阻燃效果。

6、本发明是这样实现的：

7、第一方面，本发明提供一种含氟有机硅聚醚共聚物，其结构式如下：

8、其中，r的结构式为：-ch2ch2ch2(ch2ch2o)x(ch2ch(ch3)o)ycocf2cf3，x＝5.0～50.0，y＝10～50.0；m＝40.0～120.0；n＝3.0～15.0；m+n＝43.0～130.0。

9、第二方面，本发明提供一种如前述实施方式所述的含氟有机硅聚醚共聚物的制备方法，其包括：

10、将烯丙基聚醚和全氟丙酸合成含氟酯基封端的烯丙基聚醚；

11、将所述含氟酯基封端的烯丙基聚醚与含氢硅油进行加成反应合成所述含氟有机硅聚醚共聚物。

12、在可选的实施方式中，所述烯丙基聚醚和所述全氟丙酸的摩尔比为1.0：(1.0～1.5)；

13、优选地，所述烯丙基聚醚和所述全氟丙酸的反应温度为40～90℃，反应时间为1～5h。

14、在可选的实施方式中，所述烯丙基聚醚和所述全氟丙酸在第一催化剂的作用下混合反应，反应结束后过滤脱除剩余的全氟丙酸，得到所述含氟酯基封端的烯丙基聚醚；

15、优选地，所述第一催化剂用量为所述烯丙基聚醚和所述全氟丙酸的总质量的0.1～5％；

16、优选地，所述第一催化剂包括负载型酯化催化剂；

17、优选地，所述负载型酯化催化剂的制备方法包括以无机复合材料或者多孔状的高分子聚合物为骨架经强酸浸渍静置后经干燥制得。

18、在可选的实施方式中，所述含氢硅油和所述含氟酯基封端的烯丙基聚醚的摩尔比为1.0：(1.0～1.5)；

19、优选地，所述含氢硅油和所述含氟酯基封端的烯丙基聚醚的反应温度为60～120℃，反应时间为2～7h。

20、在可选的实施方式中，所述含氢硅油和所述含氟酯基封端的烯丙基聚醚在第二催化剂的作用下进行；

21、优选地，所述第二催化剂的用量为5～30ppm；

22、优选地，所述第二催化剂包括氯铂酸或者铂-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基硅氧烷络合物；

23、优选地，所述加成反应在保护气体氛围下升温；

24、优选地，所述保护气体包括氮气、氩气中的至少一种。

25、在可选的实施方式中，所述加成反应时，还包括加入阻聚剂；

26、优选地，所述阻聚剂的用量为50～500ppm；

27、优选地，所述阻聚剂包括二乙醇胺、异丙醇胺、二丁基乙醇胺、二乙胺、三乙胺和乙醇胺中的至少一种；

28、优选地，所述含氢硅油、所述含氟酯基封端的烯丙基聚醚与所述阻聚剂混合后，在保护气体氛围下升温至60～70℃时，再加入所述第二催化剂，继续在保护气体氛围下升温至90～120℃，待体系透明后，保温2～7h。

29、第三方面，本发明提供如根据前述实施方式所述的含氟有机硅聚醚共聚物在制备泡沫稳定剂的应用；

30、优选地，所述泡沫稳定剂为软质聚氨酯泡沫稳定剂。

31、第四方面，本发明提供一种软质聚氨酯泡沫稳定剂，其包括如前述实施方式所述的含氟有机硅聚醚共聚物；

32、优选地，所述软质聚氨酯泡沫稳定剂还包括稀释剂；

33、优选地，所述含氟有机硅聚醚共聚物与所述稀释剂的质量百分数比为40％-70％：30％-60％；

34、优选地，所述稀释剂为含有羟基的小分子量的聚醚多元醇；

35、优选地，所述聚醚多元醇包括二乙二醇、二丙二醇、1,2-丙二醇，二乙二醇丙醚、二乙二醇乙醚和二乙二醇丁醚中的至少一种；

36、优选地，所述软质聚氨酯泡沫稳定剂通过将所述含氟有机硅聚醚共聚物与所述稀释剂于40～50℃下混合搅拌1-2h，即得。

37、第五方面，本发明提供一种聚氨酯泡沫，其包括如前述实施方式所述的软质聚氨酯泡沫稳定剂。

38、本发明具有以下有益效果：

39、本发明提供的含氟有机硅聚醚共聚物，其利用含氟酯基封端的烯丙基聚醚对含氢硅油进行加成改性，其中，全氟丙酸为短链氟烷基化合物，其不仅可以高效地对聚醚进行封端，同时又引入氟元素，对硅氧烷主链基本没有干扰作用，因此可以改善产品性能。本发明提供的含氟有机硅聚醚共聚物的合成工艺简单，其可以广泛应用于制备聚氨酯泡沫稳定剂，并且其有助于提升聚氨酯泡沫的泡孔、回弹率和透气性，并且具有一定的阻燃性能，在阻燃剂配方中具有更佳的阻燃效果。