[发明专利]活性开孔剂组合物、多元醇组合物以及开孔型聚氨酯泡沫

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2013年2月15日提交至韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2013-0016147的优先权权益，其内容通过引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及一种活性开孔剂（reactive cell opener）组合物、多元醇组合物以及由多元醇组合物制造的开孔型聚氨酯泡沫（open-celled polyurethane fo am）。

背景技术

相关技术描述

闭孔型硬质聚氨酯泡沫广泛应用于建筑、管道和家用电器如冰箱中。闭孔型硬质聚氨酯泡沫也用作隔热材料在制冷系统中使用，因为闭孔型硬质聚氨酯泡沫具有良好的可加工性以及优异的机械性能和隔热性能。硬质聚氨酯泡沫的热导率为约0.025W/mK。因此，在市售的室温使用的隔热材料中，硬质聚氨酯泡沫具有最小的热导率。

硬质聚氨酯泡沫通常通过一步合成法(one-shot method）形成。在一步合成法中，A溶液和B溶液相互混合以形成硬质聚氨酯泡沫。A溶液包括多元醇、催化剂、稳泡剂和发泡剂。B溶液主要包括聚异氰酸酯化合物。

由3个因素决定闭孔型硬质聚氨酯泡沫的隔热性能：(1)基质固体的热导率；(2)由发泡剂产生的孔中填充的气体的传导率;和(3)因辐射产生的传导率。在这些因素中，基质固体的热导率和因辐射而产生的热导率明显小于发泡剂的热导率。因此，硬质聚氨酯泡沫的热导率很大程度上受填充在孔中的发泡剂气体的热导率影响。在制造闭孔型硬质聚氨酯泡沫的方法中使用发泡剂。具有优异的发泡性能和低热导率的含氟化合物的衍生物如氯氟烃(CFC)广泛用作发泡剂。然而，含氟化合物的衍生物后来被确定与全球变暖相关。因此，最近已使用不含卤素的发泡剂如环戊烷。

最近，由于世界范围内不断增加的能源需求，对发展节能材料出现了相当大的兴趣。如上所述，很难使闭孔型硬质聚氨酯泡沫的热导率低于发泡剂的热导率。因此，作为替代品，真空绝热板(VIP)受到了关注。真空绝热板包括芯材料、吸气剂和膜密封件/膜包装件，其中金属是层压的。其中，芯材料可包括无机材料如玻璃纤维、珍珠岩等或有机材料如开孔型硬质聚氨酯泡沫。然而，具有相对高密度的无机材料如玻璃纤维的隔热材料难以加工，并且不是环境友好的。与此不同，有机材料如开孔型硬质聚氨酯泡沫不存在上述问题并且在经济上是可行的。

当开孔型硬质聚氨酯泡沫用作真空绝热板的芯材料时，有必要长时间维持低热导率。低热导率在很大程度上依赖于泡沫的泡孔尺寸。常规的开孔型硬质聚氨酯泡沫的泡孔尺寸为几百微米。对于上述泡孔尺寸，真空绝热板可以在大于1.013毫巴的高度真空时具有所要求的隔热性质。但是，其需要长时间以产生高度真空，并且在经济上是不可行的。因此，当开孔型硬质聚氨酯泡沫用作真空绝热板的芯材料时，减小泡孔尺寸是至关重要的。

当开孔型硬质聚氨酯泡沫用作真空绝热板的芯材料时，第二个因素是开孔的含量。如果在泡沫中有闭孔，即使有少量的闭孔，泡孔内的发泡剂气体也会随着时间的推移泄漏到芯材料中。这是事实，即使初始状态的隔热性能可能很高。因此，真空绝热板泡沫的真空压力被降低，从而降低了泡沫的隔热性能。

对于用于制造开孔型硬质聚氨酯泡沫的开孔剂而言，通常使用液体型开孔剂和固体粉末型开孔剂。然而，液体型开孔剂可能通过加快反应速度而诱导系统的不稳定性。因此，泡沫的泡孔结构是不均匀的，并且对热导率产生不利影响。当其是固体粉末型开孔剂时，会诱导因无机材料产生的机械性磨损，并且分散性可能因固体粉末而恶化。

发明内容

因此，本发明是为了解决上述一个或多个问题。本发明的一个目的是提供一种开孔剂组合物，其克服了因由液体型构成的开孔剂所产生的非均匀的泡沫。本发明的另一个目的是提供一种开孔剂组合物，其克服了因由固体粉末型构成的开孔剂所产生的机械磨损和低分散性。

根据本发明的一个方面，提供了一种活性开孔剂组合物，其用于新的聚氨酯泡沫，其在通过与异氰酸酯化合物反应的发泡过程中有效地开孔，其化学偶联到聚氨酯的主链上。

根据本发明的另一方面，提供了一种多元醇组合物（其包括活性开孔剂）和通过多元醇组合物获得的具有高开孔含量的聚氨酯泡沫。

根据本发明的另一方面，活性开孔剂组合物包括基础油和活性开孔剂，其中活性开孔剂包括具有偶联到异氰酸酯基团的羟基基团的脂肪酸的金属盐。

具有羟基基团的脂肪酸的金属盐可以通过具有羟基的脂肪酸与金属氢氧化物之间的反应形成。