[发明专利]包含氢卤代烯烃和水的泡沫膨胀剂组合物以及它们在聚氨酯和聚异氰脲酸酯聚合物泡沫的制备中的用途

说明书

发明领域

本文的公开涉及泡沫膨胀剂以及它们在聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫的制备中的用途。更具体地，本文的公开涉及包含氢卤代烯烃和水的泡沫膨胀剂组合物、包含此类泡沫膨胀剂组合物的泡沫形成组合物、使用此类泡沫形成组合物的聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫的制备以及如此制备的聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫的用途。

发明背景

基于闭孔聚氨酯和聚异氰脲酸酯聚合物的泡沫被广泛用于隔热用途，例如用于建筑构造以及用于节能电气设备的制造。在建筑工业中，聚氨酯/聚异氰脲酸酯规格板材由于其隔热性能和承载能力而被用做屋顶材料和覆面材料。浇铸和喷雾的聚氨酯泡沫被广泛用于多种应用，包括隔热屋顶、隔热大型建筑物(诸如储罐)、隔热电器(诸如冷藏机和冷冻机)、隔热冷藏车和机动有轨车等。闭孔聚氨酯或聚异氰脲酸酯聚合物泡沫的隔热性能主要由孔内气体的热导率决定。在业内，聚合物泡沫的隔热性能以R值表示。

对于它们的制造，所有这些不同类型的聚氨酯/聚异氰脲酸酯泡沫需要泡沫膨胀剂(也被称为发泡剂)。隔热泡沫依赖于卤代烃泡沫膨胀剂的使用，不仅是由于它们可使聚合物发泡，而且主要是由于它们的低蒸汽热导率，而低蒸汽热导率是非常重要的隔热值表征。例如，氢氟碳(HFC)已被用作泡沫膨胀剂来用于聚氨酯泡沫。用于此应用中的HFC实例是HFC-245fa(1，1，1，3，3-五氟丙烷)。然而，HFC由于它们有助于“温室效应”即它们有助于全球变暖而令人担忧。由于它们会促进全球变暖，因此HFC已受到详细审查，并且它们的广泛应用将来也会受到限制。

烃已被提议作为泡沫膨胀剂。然而，这些化合物易燃，并且许多是光化学活性的，因此促使产生地面臭氧(即烟雾)。此类化合物通常被称为挥发性有机化合物(VOC)并且受环境法的制约。

泡沫膨胀剂的沸点能够影响所得的聚合物泡沫的隔热性能。高沸点的泡沫膨胀剂会在孔中冷凝并在低温下丧失其隔热效果。一般地，具有较高沸点的泡沫膨胀剂在低温下冷凝更严重并导致聚合物泡沫在低温应用下更差的隔热性能(即，更低的R值)。

Z-1，1，1，4，4，4-六氟-2-丁烯在25℃下具有10.7mW/mK的蒸气热导率和33℃的标准沸点。

1，1，1，3，3-五氟丙烷在25℃下具有12.7mW/mK的蒸气热导率和15℃的标准沸点。

二氧化碳在25℃下具有16.5mW/mK的蒸气热导率。

日本专利05179043公开了并且试图使用Z-1，1，1，4，4，4-六氟-2-丁烯作为泡沫膨胀剂来用于聚氨酯泡沫。

发明概述

本公开提供了泡沫膨胀剂组合物，所述组合物包含(a)式CF₃CX＝CHY的氢卤代烯烃，其中X选自H、Cl和F，并且Y选自H、Cl、F、CF₃和CF₂CF₃；和(b)水。

本公开还提供了泡沫形成组合物，所述组合物包含本公开的泡沫膨胀剂组合物和具有两个或更多个活性氢的含活性氢化合物。

本公开还提供了由有效量的本公开的泡沫形成组合物与适宜多异氰酸酯的反应制备的闭孔聚氨酯或聚异氰脲酸酯聚合物泡沫。

本公开的内容还提供了用于生产闭孔聚氨酯或聚异氰脲酸酯聚合物泡沫的方法。所述方法包括使有效量的本公开的泡沫形成组合物与适宜的多异氰酸酯反应。

本公开还提供了使用本公开的闭孔聚氨酯或聚异氰脲酸酯聚合物泡沫的方法。所述方法包括在不超过氢卤代烯烃的约标准沸点的温度下使用此类聚合物泡沫，所述氢卤代烯烃被用于此类聚合物泡沫的制备中。

附图简述

图1为在不同的温度下，在HFC-245fa泡沫膨胀剂组合物中水含量的效果对所得泡沫初始R值的图示。

图2为在不同的温度下，在Z-FO-1336mzz泡沫膨胀剂组合物中水含量的效果对所得的泡沫初始R值的图示。

图3为在不同的温度下，介于HFC-245fa和Z-FO-1336mzz之间的、关于在泡沫膨胀剂组合物中12摩尔％水含量的效果对所得的泡沫初始R值的相比较的图示。

图4为在不同的温度下，介于HFC-245fa和Z-FO-1336mzz之间的、关于在泡沫膨胀剂组合物中47摩尔％水含量的效果对所得的泡沫初始R值的相比较的图示。