本發明涉及聚氨酯工業領域,具體涉及封端型聚醚改性聚硅氧烷的制備方法。
背景技術:
聚醚改性聚硅氧烷表面活性劑具有較低表面張力、良好乳化性能和成核性能,廣泛應用于聚氨酯泡沫穩定劑,但目前常用的聚醚改性硅氧烷表面活性劑中的聚醚末端為羥基,大量活潑羥基,不但在硅氫加成反應中產生不耐酸堿的硅氧碳結構的聚醚改性硅氧烷副產物,更會影響表面活性劑的使用領域,例如單組分泡沫聚氨酯密封膠要求泡沫穩定劑的活潑羥基含量低,高回彈、軟質泡沫塑料要求聚醚改性硅氧烷中的聚醚末端的羥基要以烷基封端改性,以使其具有良好的開孔性能。
在現有制備烷基封端聚醚的方法中,氯代烷為烷基化試劑的Williamson法因其反應活性高而得到研究者的關注。但由于該封端反應體系中的堿性過強,需要高溫脫除水或醇等因素,存在封端聚醚的封端率低、產品顏色深、副產物多、反應活性差等問題,從而影響了封端聚醚改性聚硅氧烷的制備及其應用。
技術實現要素:
本發明目的在于提供一種操作簡單,加工方便,利用緩釋性復合堿為催化劑,使得堿性緩慢釋放,而不采用堿的水溶液或者醇溶液,制備的封端型聚醚改性聚硅氧烷非離子表面活性劑具有色澤淺、副反應少、封端率高、反應活性高等優勢的封端型聚醚改性聚硅氧烷的制備方法。
本發明封端型聚醚改性聚硅氧烷的制備方法,包括以下步驟:
第一步,緩釋性復合堿為催化劑的制備
在氮氣保護下,小型流化床內加入氫氧化鈉顆粒,并將氮氣氣流增大使氫氧化鈉顆粒懸浮,隨后加入碳酸鈉水溶液,通入氮氣在125℃下將體系干燥2-3h后冷卻至室溫,得到緩釋性復合堿催化劑;碳酸鈉的水分脫除后,在氫氧化鈉的表面形成了具有細微小孔的碳酸鈉無機囊壁,實現堿性在反應過程中的緩慢釋放,
第二步,烷基封端a-烯丙基聚醚的制備
在1L高壓反應器中,以烯丙醇為起始劑,加入環氧乙烷和環氧丙烷,在催化劑和100-130度反應溫度下反應得到a-烯丙基聚醚,取其中粗聚醚采用磷酸中和、脫水、加入酸性白土及硅酸鎂吸附劑過濾精制,然后將剩余部分粗聚醚的溫度降至25-65度,并加入緩釋性復合堿催化劑,然后通入氯甲烷進行封端反應,最后用酸中和堿性物質,脫水后加入硅藻土助濾劑過濾后得到精制的烷基封端a-烯丙基聚醚;
第三步,封端型聚醚改性聚硅氧烷的制備
八甲基環四硅氧烷、含氫硅油、六甲基二硅氧烷在酸性催化劑作用下,在60-90度條件下反應3-5h,然后在110度、真空度-0.9MPa下脫出未反應的小分子,得到聚氫硅氧烷,將聚氫硅氧烷和烷基封端a-烯丙基聚醚混合,攪拌加熱到所需反應溫度,加入氯鉑酸催化劑,保溫反應后即得到端型聚醚改性聚硅氧烷。
優選地,第一步中氫氧化鈉和碳酸鈉的質量比為1:0.3-1:0.5。
優選地,第二步中催化劑為KOH。
本發明操作簡單,加工方便,利用緩釋性復合堿為催化劑,使得堿性緩慢釋放,而不采用堿的水溶液或者醇溶液,制備的封端型聚醚改性聚硅氧烷非離子表面活性劑具有色澤淺、副反應少、封端率高、反應活性高等優勢。
具體實施方式
實施例一:
本發明封端型聚醚改性聚硅氧烷的制備方法,包括以下步驟:
第一步,緩釋性復合堿為催化劑的制備
在氮氣保護下,小型流化床內加入氫氧化鈉顆粒,并將氮氣氣流增大使氫氧化鈉顆粒懸浮,隨后加入碳酸鈉水溶液,通入氮氣在125℃下將體系干燥2-3h后冷卻至室溫,得到緩釋性復合堿催化劑;碳酸鈉的水分脫除后,在氫氧化鈉的表面形成了具有細微小孔的碳酸鈉無機囊壁,實現堿性在反應過程中的緩慢釋放,
第二步,烷基封端a-烯丙基聚醚的制備
在1L高壓反應器中,以烯丙醇為起始劑,加入環氧乙烷和環氧丙烷,在催化劑和100-130度反應溫度下反應得到a-烯丙基聚醚,取其中粗聚醚采用磷酸中和、脫水、加入酸性白土及硅酸鎂吸附劑過濾精制,然后將剩余部分粗聚醚的溫度降至25-65度,并加入緩釋性復合堿催化劑,然后通入氯甲烷進行封端反應,最后用酸中和堿性物質,脫水后加入硅藻土助濾劑過濾后得到精制的烷基封端a-烯丙基聚醚;
第三步,封端型聚醚改性聚硅氧烷的制備
八甲基環四硅氧烷、含氫硅油、六甲基二硅氧烷在酸性催化劑作用下,在60-90度條件下反應3-5h,然后在110度、真空度-0.9MPa下脫出未反應的小分子,得到聚氫硅氧烷,將聚氫硅氧烷和烷基封端a-烯丙基聚醚混合,攪拌加熱到所需反應溫度,加入氯鉑酸催化劑,保溫反應后即得到端型聚醚改性聚硅氧烷。
實施例二:
本發明封端型聚醚改性聚硅氧烷的制備方法,包括以下步驟:
第一步,緩釋性復合堿為催化劑的制備
在氮氣保護下,小型流化床內加入氫氧化鈉顆粒,并將氮氣氣流增大使氫氧化鈉顆粒懸浮,隨后加入碳酸鈉水溶液,通入氮氣在125℃下將體系干燥2-3h后冷卻至室溫,得到緩釋性復合堿催化劑;碳酸鈉的水分脫除后,在氫氧化鈉的表面形成了具有細微小孔的碳酸鈉無機囊壁,實現堿性在反應過程中的緩慢釋放,
第二步,烷基封端a-烯丙基聚醚的制備
在1L高壓反應器中,以烯丙醇為起始劑,加入環氧乙烷和環氧丙烷,在催化劑和100-130度反應溫度下反應得到a-烯丙基聚醚,取其中粗聚醚采用磷酸中和、脫水、加入酸性白土及硅酸鎂吸附劑過濾精制,然后將剩余部分粗聚醚的溫度降至25-65度,并加入緩釋性復合堿催化劑,然后通入氯甲烷進行封端反應,最后用酸中和堿性物質,脫水后加入硅藻土助濾劑過濾后得到精制的烷基封端a-烯丙基聚醚;
第三步,封端型聚醚改性聚硅氧烷的制備
八甲基環四硅氧烷、含氫硅油、六甲基二硅氧烷在酸性催化劑作用下,在60-90度條件下反應3-5h,然后在110度、真空度-0.9MPa下脫出未反應的小分子,得到聚氫硅氧烷,將聚氫硅氧烷和烷基封端a-烯丙基聚醚混合,攪拌加熱到所需反應溫度,加入氯鉑酸催化劑,保溫反應后即得到端型聚醚改性聚硅氧烷。
第一步中氫氧化鈉和碳酸鈉的質量比為1:0.3-1:0.5。
實施例三:
本發明封端型聚醚改性聚硅氧烷的制備方法,包括以下步驟:
第一步,緩釋性復合堿為催化劑的制備
在氮氣保護下,小型流化床內加入氫氧化鈉顆粒,并將氮氣氣流增大使氫氧化鈉顆粒懸浮,隨后加入碳酸鈉水溶液,通入氮氣在125℃下將體系干燥2-3h后冷卻至室溫,得到緩釋性復合堿催化劑;碳酸鈉的水分脫除后,在氫氧化鈉的表面形成了具有細微小孔的碳酸鈉無機囊壁,實現堿性在反應過程中的緩慢釋放,
第二步,烷基封端a-烯丙基聚醚的制備
在1L高壓反應器中,以烯丙醇為起始劑,加入環氧乙烷和環氧丙烷,在催化劑和100-130度反應溫度下反應得到a-烯丙基聚醚,取其中粗聚醚采用磷酸中和、脫水、加入酸性白土及硅酸鎂吸附劑過濾精制,然后將剩余部分粗聚醚的溫度降至25-65度,并加入緩釋性復合堿催化劑,然后通入氯甲烷進行封端反應,最后用酸中和堿性物質,脫水后加入硅藻土助濾劑過濾后得到精制的烷基封端a-烯丙基聚醚;
第三步,封端型聚醚改性聚硅氧烷的制備
八甲基環四硅氧烷、含氫硅油、六甲基二硅氧烷在酸性催化劑作用下,在60-90度條件下反應3-5h,然后在110度、真空度-0.9MPa下脫出未反應的小分子,得到聚氫硅氧烷,將聚氫硅氧烷和烷基封端a-烯丙基聚醚混合,攪拌加熱到所需反應溫度,加入氯鉑酸催化劑,保溫反應后即得到端型聚醚改性聚硅氧烷。
第一步中氫氧化鈉和碳酸鈉的質量比為1:0.3-1:0.5。
第二步中催化劑為KOH。
本發明操作簡單,加工方便,利用緩釋性復合堿為催化劑,使得堿性緩慢釋放,而不采用堿的水溶液或者醇溶液,制備的封端型聚醚改性聚硅氧烷非離子表面活性劑具有色澤淺、副反應少、封端率高、反應活性高等優勢。