一种气孔改进剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于脱模材料，具体涉及一种气孔改进剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、聚氨酯发泡材料，通常包括物理发泡和化学发泡；其中，物理发泡由141b、二氯甲烷等物理发泡剂受热汽化发泡；化学发泡由水与异氰酸酯反应产生二氧化碳发泡。而在发泡体成型过程中，若物料未完全浸润模具，未浸润位置将出现气孔，影响产品性能和生产效率。

2、目前，常用的改善气孔方法包括在聚氨酯a组分中直接共混增塑剂，提高物料在模具表面铺展速率。但是，添加增塑剂存在易迁移、相容性差等现象；对气孔改善效果有待进一步提高。

3、此外，为保证成型材料与模具之间完好脱除，通常会用到脱模剂；脱模剂是一类介于制品与模具之间的隔离膜。传统的聚氨酯领域使用脱模剂分为水性脱模剂和油性脱模剂，其中油性脱模剂通常使用大量溶剂，易对环境产生破坏，而水性脱模剂溶剂使用水，相对油性脱模剂更环保。但是，传统的聚氨酯用水性脱模剂容易出现以下问题：1.聚氨酯材料与模具粘连；2.模具表面残留，影响腐蚀聚氨酯产品的表皮；3.不能有效浸润模具表面，影响聚氨酯产品表面成型状况。

4、因此，开发一种能够有效改善聚氨酯表面气孔，防止聚氨酯材料与模具粘连，脱模效果好，有效提高聚氨酯产品表皮质量以及生产效率的气孔改进剂，是本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种气孔改进剂及其制备方法和应用。所述气孔改进剂能够有效改善聚氨酯制品表面的气孔，且利于聚氨酯制品的脱模，模具残留少，得到的聚氨酯制品表皮质量好，基本无腐蚀。

2、为达此目的，本发明采用以下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种气孔改进剂，以重量份计，所述气孔改进剂包括0.3～2.5份聚二甲基硅氧烷、0.08～1.5份羟基聚硅氧烷和0.3～3份c8～c15烷基改性聚硅氧烷。

4、本发明中，采用聚二甲基硅氧烷、羟基聚硅氧烷和c8～c15烷基改性聚硅氧烷以特定含量复配，得到的气孔改进剂，能够有效改善聚氨酯制品表面的气孔，使得聚氨酯易脱模，模具残留少，并且得到的聚氨酯制品表皮质量好，基本无腐蚀。

5、本发明中，0.3～2.5份聚二甲基硅氧烷例如可以为0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份等。

6、本发明中，所述聚二甲基硅氧烷含量太高，气孔改进剂的储存稳定性差且会导致脱模后模具表面有产品残留；含量太低，气孔改进剂的浸润效果差。

7、本发明中，0.08～1.5份羟基聚硅氧烷例如可以为0.08份、0.085份、0.09份、0.095份、0.1份、0.15份、0.2份、0.25份、0.3份、0.35份、0.4份、0.45份、0.5份、0.55份、0.6份、0.65份、0.7份、0.75份、0.8份、0.85份、0.9份、0.95份、1份、1.05份、1.1份、1.15份、1.2份、1.25份、1.3份、1.35份、1.4份、1.45份、1.5份等。

8、本发明中，所述羟基聚硅氧烷含量太高，容易腐蚀聚氨酯产品表面；含量太低，气孔改进剂的稳定性差。

9、本发明中，0.3～3份c8～c15烷基改性聚硅氧烷例如可以为0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、2.9份、3份等。

10、本发明中，所述c8～c15烷基改性聚硅氧烷含量太高，将引起聚氨酯产品表面油伤及脱模后会残留在模具表面；含量太低，影响气孔改进剂的浸润效果及聚氨酯表面气孔改善效果。

11、本发明中，所述聚二甲基硅氧烷具有如下结构：n选自≥10的整数，例如可以为≥10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30等；更优选为10-30的整数。

12、优选地，所述聚二甲基硅氧烷的数均分子量为1300～4000，例如可以为1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3100、3200、3300、3400、3600、3800、4000等。

13、优选地，所述羟基聚硅氧烷具有式i所示结构。

14、

15、式i中，n1选自≥10的整数，例如可以为≥10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30等；更优选为10-30的整数。

16、优选地，所述羟基聚硅氧烷的数均分子量为1300～4000，例如可以为1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200、2300、2400、2500、2600、2700、2800、2900、3000、3100、3200、3300、3400、3600、3800、4000等。

17、优选地，所述c8～c15烷基改性聚硅氧烷具有式ii所示结构。

18、

19、式ii中，r3、r4、r5、r6各自独立地选自h、c1～c15直链或支链烷基中的任意一种，且r3、r4、r5、r6中至少一者选自c8～c15直链烷基；n3选自≥5的整数，例如可以为5、6、7、8、9、10、12、14、16、18、20等；n4选自≥1的整数，例如可以为1、2、4、6、8、10、12、14、15、16、18、20等。

20、本发明中，c1～c15直链或支链烷基例如可以为c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7、c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15直链或支链烷基；示例性地包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、正辛基、异辛基、正壬基、正癸基、正十二烷基、正十四烷基等；c8～c15直链烷基例如可以为c8、c9、c10、c11、c12、c13、c14、c15直链烷基；示例性地包括但不限于正辛基、正壬基、正癸基、正十二烷基、正十四烷基等，优选为正辛基、正癸基、正十二烷基、正十四烷基中的至少一种，特别优选为正十二烷基、正十四烷基中的一种。

21、优选地，式ii中，n3选自5～10的整数，n4选自1～15的整数。

22、优选地，所述c8～c15烷基改性聚硅氧烷的数均分子量为1500～6000，例如可以为1500、1600、1800、2000、2200、2400、2600、2800、3000、3200、3400、3600、3800、4000、4200、4400、4600、4800、5000、5200、5600、5800、6000等。

23、优选地，以重量份计，所述气孔改进剂还包括1～4份长直链烷基醇多乙二醇醚，例如可以为1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份、1.6份、1.7份、1.8份、1.9份、2份、2.1份、2.2份、2.3份、2.4份、2.5份、2.6份、2.7份、2.8份、2.9份、3份、3.1份、3.2份、3.3份、3.4份、3.5份、3.6份、3.7份、3.8份、3.9份、4份等。

24、优选地，所述长直链烷基醇多乙二醇醚具有式iii所示结构。

25、

26、式iii中，r1、r2各自独立地选自c10～c15直链烷基；n2选自100～150的整数。

27、本发明中，c10～c15直链烷基，例如可以为c10、c11、c12、c13、c14、c15直链烷基；示例性地包括但不限于正癸基、正十二烷基、正十四烷基中的至少一种；更优选为正十二烷基和/或正十四烷基。

28、本发明中，n2选自100～150的整数例如可以为100、105、110、115、120、125、130、135、140、145、150等。

29、本发明中，所述长直链烷基醇多乙二醇醚的数均分子量为4000～7000，例如可以为4000、4200、4400、4600、4800、5000、5200、5400、5600、5800、6000、6200、6400、6600、6800、7000等。

30、本发明中，长直链烷基醇多乙二醇醚中醚链段极性较强，端长烷基直链则非极性较强，即使具有较小的分子量也可以进一步提高乳化性能，可以充分的分散乳化具有一定极性的羟基聚硅氧烷，在水相体系中形成稳定的乳液形态；此外，长直链烷基醇多乙二醇醚的优异分散性，还能有效提高气孔改性剂中各组分均匀性。

31、优选地，以重量份计，所述气孔改进剂还包括1～7份表面活性剂，例如可以为1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份、2.2份、2.4份、2.6份、2.8份、3份、3.2份、3.4份、3.6份、3.8份、4份、4.2份、4.4份、4.6份、4.8份、5份、5.2份、5.4份、5.6份、5.8份、6份、6.2份、6.4份、6.6份、6.8份、7份等。

32、优选地，所述表面活性剂包括阳离子型乳化剂、阴离子型乳化剂、非离子型表面活性剂中的任意一种或至少两种的组合。

33、优选地，所述表面活性剂包括十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯(tween-80)、山梨醇酐单油酸酯(span-80)、单硬脂酸甘油酯(单甘脂)、辛基苯基聚氧乙烯醚(triton)中的任意一种或至少两种的组合；更优选为十二烷基硫酸钠和/或辛基苯基聚氧乙烯醚。

34、优选地，所述聚二甲基硅氧烷、羟基聚硅氧烷和c8～c15烷基改性聚硅氧烷的质量比为(0.4～2.5):1:(0.4～2.5)，其中，(0.4～2.5)中的具体取值各自独立地例如可以为0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5等，优选质量比为(0.4～2.0):1:(0.4～2.0)。

35、优选地，以重量份计，所述气孔改进剂还包括30～110份溶剂，例如可以为30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份、65份、70份、75份、78份、80份、82份、85份、88份、90份、92份、95份、98份、100份、102份、105份、110份等。

36、优选地，所述溶剂包括水。

37、第二方面，本发明提供一种第一方面所述的气孔改进剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

38、将聚二甲基硅氧烷、羟基聚硅氧烷和c8～c15烷基改性聚硅氧烷混合，得到所述气孔改进剂。

39、优选地，所述混合的物料还包括长直链烷基醇多乙二醇醚、表面活性剂和溶剂中的至少一种。

40、优选地，所述混合在超声条件下进行。

41、本发明中，所述超声的功率为400～800w，例如可以为400w、500w、600w、700w、800w等。

42、优选地，所述混合的时间为≥3h，例如可以为3h、4h、5h、6h、7h、8h、9h、10h等。

43、本发明中，所述制备方法包括：将聚二甲基硅氧烷、羟基聚硅氧烷、c8～c15烷基改性聚硅氧烷、长直链烷基醇多乙二醇醚、表面活性剂与部分溶剂(占溶剂总质量的30～60％)混合均匀，然后向其中加入剩余溶剂，在超声功率为400～800w条件下混合3h及以上，得到所述气孔改进剂。

44、第三方面，本发明提供一种第一方面所述的气孔改进剂在聚氨酯脱模中的应用。

45、本发明所述的数值范围不仅包括上述列举的点值，还包括没有列举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

46、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

47、本发明提供的聚氨酯气孔改进剂，采用聚二甲基硅氧烷、羟基聚硅氧烷和c8～c15烷基改性聚硅氧烷以特定含量复配，得到的气孔改进剂，能够有效改善聚氨酯制品表面的气孔，使得聚氨酯易脱模，模具残留少，并且得到的聚氨酯制品表皮质量好，基本无腐蚀。