CN103881131A - 一种环保型发泡剂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种环保型发泡剂组合物，按质量百分比，组成为：1,1,1,3,3-五氟丙烷60～99%，1-氯-3,3,3-三氟丙烯1～40%，本发明制备的环保型发泡剂GWP值比单工质的HFC-245fa低，具有GWP值低，导热系数小，能耗低的优点，可以降低导热系数和整机能耗水平，从而成为高性能硬质保温泡沫的最佳选择。
Description
技术领域
本发明涉及发泡剂应用领域，特别涉及一种环保型发泡剂组合物。
背景技术
目前在家电行业（包括冰箱、冰柜和热水器）中使用的替代HCFC-141b的发泡剂体系主要有环戊烷、HFC-245fa、HFC-245fa/环戊烷，以及少量的R-134a、365mfc和全水发泡体系，各有优缺点,不同发泡剂的物理性能会直接影响到最终泡沫制品的性能。HFC-245fa不可燃，无需投资防爆设备，其泡沫制品具有更低的导热系数、更好的流动性、更好的强度和尺寸稳定性，但是其GWP值较高，这在将来全球日趋严格的环保要求下，必将被逐渐取代。
HFO-1233zd，通常认为ODP值为0，GWP小于5，没有可燃性，毒性低，发泡过程无需防爆装置，沸点19℃，接近室温，操作方便，可在HFC-245fa发泡设备上直接使用，与多元醇相容性良好，气相热导率低，所发泡沫绝热性能极佳。目前霍尼韦尔公司力推HFO-1233zd用于聚氨酯发泡行业，可以同时满足各种工艺及环保要求的新一代发泡剂，具有高效节能、不燃、不含可挥发性有机物，低GWP，安全环保等特点。
中国专利公开号CN102300975A，公开日期2011年12月28日，发明名称：五氟丙烷、氯三氟丙烯和氟化氢的类共沸组合物，该申请案公开了一种三元组合物及其提供制备所述类共沸组合物的方法。提供了各种组分类共沸组合物的比例、温度和压力。
中国专利公开号CN1498255A，公开日期2004年5月19日，发明名称：1,1,1,3,3-五氟丙烷和1-氯-1,1,3,3,3-五氟丙烷的类共沸组合物，本发明提供了在HFC-245fa的生产中用作中间体的HFC-245fa和1-氯-1,1,3,3,3-五氟丙烷（HCFC-235fa）的共沸和类共沸混合物，该组合物作为发泡剂使用，也提供了一种分离HFC-245fa和HCFC-235fa的方法。
中国专利公开号CN1756793A，公开日期2006年4月5日，发明名称：氢氟碳化合物组合物，本发明是一种包含1,1,1,3,3-五氟丁烷（HFC-365mfc）和1,1,1,3,3-五氟丙烷（HFC-245fa）的组合物，其中HFC-365mfc/HFC-245fa重量比为60:40-75:25。该组合物使用在聚氨酯发泡领域。
上述专利中公开的发泡剂组合物存在或GWP值高、或导热系数大、或使用时整机能耗高等缺点，因此，需要开发具有更好发泡性能和环保性能的发泡剂组合物。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种GWP值低，导热系数小，能耗低的环保型发泡剂组合物。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种环保型发泡剂组合物，按质量百分比组成为：
1,1,1,3,3-五氟丙烷 60～99%
1-氯-3,3,3-三氟丙烯 1～40%。
本发明的环保型发泡剂组合物按质量百分比组成优选为：
1,1,1,3,3-五氟丙烷 70～95%
1-氯-3,3,3-三氟丙烯 5～30%。
本发明的环保型发泡剂组合物按质量百分比组成优选为：
1,1,1,3,3-五氟丙烷 80～90%
1-氯-3,3,3-三氟丙烯 10～20%。
本发明的环保型发泡剂组合物按质量百分比组成优选为：
1,1,1,3,3-五氟丙烷 85～90%
1-氯-3,3,3-三氟丙烯 10～15%。
所述组合物在101.3KPa下具有15.3±0.5℃的沸点。
本发明还提供该组合物的制备方法：将各组分按其质量百分比在液相状态下进行物理混合。
1,1,1,3,3-五氟丙烷（HFC-245fa），沸点15.3℃，不可燃，无需投资防爆设备，其泡沫制品具有更低的导热系数、更好的流动性、更好的强度和尺寸稳定性，但是其GWP值较高，为990，HFC-245fa作为新一代环保的第三代发泡剂，能够适宜冰箱、冷柜、板材等领域的需要。
1-氯-3,3,3-三氟丙烯（HFO-1233zd），通常认为ODP值为0，GWP小于5，没有可燃性，毒性低，发泡过程无需防爆装置，沸点19℃，接近室温，操作方便，可在HFC-245fa发泡设备上直接使用，与多元醇相容性良好，气相热导率低，所发泡沫绝热性能极佳。
本发明的发泡剂组合物，使用在聚氨酯发泡行业，与现有发泡剂体系（HFC-245fa和环戊烷）相比，分别比相同型号的HFC-245fa以及环戊烷体系冰箱在导热系数方面降低15.2～45.5%（与HFC-245fa体系相比）和12.1～28.6%（与环戊烷体系相比）。
本发明的发泡剂组合物，使用在聚氨酯发泡行业，与现有发泡剂体系（HFC-245fa和环戊烷）相比，分别比相同型号的HFC-245fa以及环戊烷体系冰箱在整机能耗方面降低了10.3～28.8%（与HFC-245fa体系相比）和10.5～46.7%（与环戊烷体系相比）。
与现有技术相比，本发明的优点为：
1、GWP值低，本发明的发泡剂组合物相对于单工质HFC-245fa大大降低；
2、导热系数小，本发明的发泡剂组合物可以显著降低导热系数，在冰箱中使用时，比HFC-245fa以及环戊烷体系冰箱在导热系数方面降低15.2～45.5%（与HFC-245fa体系相比）和12.1～28.6%（与环戊烷体系相比）；
3、能耗低比，在冰箱中使用时，比HFC-245fa以及环戊烷体系冰箱在整机能耗方面降低了10.3～28.8%（与HFC-245fa体系相比）和10.5～46.7%（与环戊烷体系相比）。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的内容作进一步说明，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
将600克HFC-245fa和400克HFO-1233zd在钢瓶中混合，得到环保型的发泡剂，HFC-245fa的质量百分含量60%，HFO-1233zd的质量百分含量40%，使用自动比较沸点测定计可以看到在HFC-245fa和HFO-1233zd之间存在共沸物，将高沸点的HFO-1233zd加入到装有HFC-245fa的钢瓶中时，钢瓶内温度从平衡温度下降，证明有共沸物形成，沸点为16.8℃。
实施例2
将990克HFC-245fa和10克HFO-1233zd在钢瓶中混合，得到环保型的发泡剂，HFC-245fa的质量百分含量99%，HFO-1233zd的质量百分含量1%，沸点测定同实施例1，沸点为15.4℃。
实施例3
将700克HFC-245fa和300克HFO-1233zd在钢瓶中混合，得到环保型的发泡剂，HFC-245fa的质量百分含量70%，HFO-1233zd的质量百分含量30%，沸点测定同实施例1，沸点为16.4℃。
实施例4
将800克HFC-245fa和200克HFO-1233zd在钢瓶中混合，得到环保型的发泡剂，HFC-245fa的质量百分含量80%，HFO-1233zd的质量百分含量20%，沸点测定同实施例1，沸点为16.1℃。
实施例5
将850克HFC-245fa和150克HFO-1233zd在钢瓶中混合，得到环保型的发泡剂，HFC-245fa的质量百分含量85%，HFO-1233zd的质量百分含量15%，沸点测定同实施例1，沸点为15.9℃。
实施例6
将900克HFC-245fa和100克HFO-1233zd在钢瓶中混合，得到环保型的发泡剂，HFC-245fa的质量百分含量90%，HFO-1233zd的质量百分含量10%，沸点测定同实施例1，沸点为15.7℃。
实施例7
将750克HFC-245fa和250克HFO-1233zd在钢瓶中混合，得到环保型的发泡剂，HFC-245fa的质量百分含量75%，HFO-1233zd的质量百分含量25%，沸点测定同实施例1，沸点为16.2℃。
将实施例1～7中所制得的环保型发泡剂组合物与HFC-245fa及环戊烷的性能进行比较，说明本发明的特点与效果，结果见表1～3。其中：
导热系数测定按GB10295-88执行；
能耗测定按GB/T8059.3-1995执行；
沸点测定：用自动比较沸点测定计测定。
表1发泡剂环境性能比较
| 工质 | ODP | GWP |
| 实施例1 | 0 | 596 |
| 实施例2 | 0 | 980 |
| 实施例3 | 0 | 695 |
| 实施例4 | 0 | 793 |
| 实施例5 | 0 | 840 |
| 实施例6 | 0 | 890 |
| 实施例7 | 0 | 745 |
| HFC-245fa | 0 | 990 |
| HFO-1233zd | 0 | 5 |
表1列出了实施例1～7中所制得的环保型发泡剂组合物的环境性能。从表1可以看出，实施例1～7中所制得的环保型发泡剂组合物的ODP为0，对大气臭氧层没有破坏作用，GWP都小于HFC-245fa。
表2发泡剂导热系数性能比较
表2列出了实施例1～7中所制得的环保型发泡剂组合物的导热系数性能。表中分别与HFC-245fa体系和环戊烷体系进行了对比。从表2可以看出，实施例1～7中所制得的环保型发泡剂组合物与HFC-245fa体系和环戊烷体系相比，导热系数大幅下降。
表3发泡剂能耗比较
表3对实施例1～7中所制得的环保型发泡剂组合物在冰箱中使用时冰箱的整机能耗进行了对比，表中分别与HFC-245fa体系和环戊烷体系对比。从表3可以看出，实施例1～7中所制得的环保型发泡剂组合物与HFC-245fa体系和环戊烷体系相比，冰箱整机能耗大幅下降，具有优异的能耗水平。
Claims (6)
1.一种环保型发泡剂组合物，其特征在于按质量百分比，组成为：
1,1,1,3,3-五氟丙烷 60～99%
1-氯-3,3,3-三氟丙烯 1～40%。
2.根据权利要求1所述的环保型发泡剂组合物，其特征在于按质量百分比组成为：
1,1,1,3,3-五氟丙烷 70～95%
1-氯-3,3,3-三氟丙烯 5～30%。
3.根据权利要求1所述的环保型发泡剂组合物，其特征在于按质量百分比组成为：
1,1,1,3,3-五氟丙烷 80～90%
1-氯-3,3,3-三氟丙烯 10～20%。
4.根据权利要求1所述的环保型发泡剂组合物，其特征在于按质量百分比组成为：
1,1,1,3,3-五氟丙烷 85～90%
1-氯-3,3,3-三氟丙烯 10～15%。
5.根据权利要求1所述的环保型发泡剂组合物，其特征在于所述组合物在101.3KPa下具有15.3～17℃的沸点。
6.根据权利要求1所述的环保型发泡剂组合物的制备方法，其特征在于将各组分按其质量百分比在液相状态下进行物理混合。
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