CN108473710A - 多异氰酸酯/含活性氢的化合物反应产物的发泡 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种组合物连同一种方法,所述组合物包含55重量%至75重量%Z‑1,1,1,4,4,4‑六氟‑2‑丁烯和45重量%至25重量%E‑1,1,1,4,4,4‑六氟‑2‑丁烯,基于这些异构体的合并重量总计为100重量%,所述方法包括形成发泡反应产物,通过在该组合物作为发泡剂存在下使多异氰酸酯与含活性氢的化合物诸如多元醇反应以获得所述发泡反应产物,诸如聚氨酯或聚异氰脲酸酯。
Description
背景技术
技术领域
本发明涉及在Z-HFO-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯与E-HFO-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的某些混合物的存在下,多异氰酸酯(A侧)/多元醇(B侧)反应产物的发泡。
相关技术描述
U.S.2011/0144216公开了包含Z-HFO-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯与其它化合物混合的非共沸组合物,其表现出零臭氧消耗潜能(ODP)和超低全球变暖潜势(GWP)。‘216中的表1公开了超过100种其它化合物及其优选的量。‘216还公开了优选的共发泡剂组合物以及与Z异构体结合使用的其它化合物的量。一种优选的组合物为水与环戊烷的组合[0035]。另一个优选的实施方案包含5重量%至90重量%,优选地5重量%至65重量%的共发泡剂,其中所述共发泡剂包含水、HFC、烃、醇、CO2、以及它们的组合[0036]。HFC被公开为HFC-32、HFC-161、HFC-152、HFC-143、HFC-134、HFC-125、HFC-245、HFC-236、HFC-227ea、HFC-365mfc、HFC-356、以及它们的所有异构体[0021]。
在其中所述共发泡剂为水的优选组合物中,其量为5重量%至50重量%,优选地10重量%至40重量%或10重量%至20重量%[0037]。在其中所述共发泡剂为CO2的优选组合物中,其量为5重量%至60重量%,优选地20重量%至50重量%或40重量%至50重量%[0038]。在所述共发泡剂为乙醇的优选组合物中,其量为5重量%至40重量%,优选地10重量%至40重量%或15重量%至25重量%[0039]。在所述共发泡剂为HFC,优选HFC-152a或HFC-245的优选组合物中,其中HFC-245fa为优选的C3HFC,其量为5重量%至80重量%、10重量%至75重量%或25重量%至75重量%[0040]。在其中共发泡剂为烃(HC)的优选组合物中,其量为5重量%至80重量%,优选地20重量%至60重量%[0041]。
发明内容
不依赖于US 2010/0144216中的大量公开内容,已经发现Z-HFO-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯(Z-1336mzz)增强了E-HFO-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯(E-1336mzz)在多异氰酸酯/多元醇反应的B侧组合物中的溶解度,从而使得这些共发泡剂的某些组合物能够提供低密度和低热导率的优质泡沫,尤其是通过喷雾应用。
根据本发明的一个实施方案,其为包括形成发泡反应产物的方法,所述发泡反应产物通过在发泡剂的存在下使多异氰酸酯与含活性氢的化合物反应以获得所述发泡反应产物来获得,所述发泡剂包含55重量%至75重量%的Z-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯和45重量%至25重量%的E-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯,这些异构体的合并重量总计为100重量%。该反应的产物为发泡聚氨酯或发泡聚异氰脲酸酯,这取决于多异氰酸酯和含活性氢的化合物反应物的特性及其相对量。“活性氢”是指氢与多异氰酸酯反应物的异氰酸酯反应。含活性氢的化合物包含至少两个包含活性氢(原子)的基团,所述活性氢与异氰酸酯反应。由本发明方法获得的聚氨酯和聚异氰脲酸酯反应产物(发泡的)为聚合物。反应产物可以为这些聚合物的混合物。
根据本发明的另一个实施方案,其为发泡剂组合物,所述发泡剂组合物包含55重量%至75重量%的Z-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯和45重量%至25重量%的E-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯,这些异构体的合并重量总计为100重量%。该组合物优选包含用于多异氰酸酯和含活性氢的化合物之间反应的催化剂,其中所述组合物的Z-异构体/E-异构体组分在反应期间充当发泡剂,以提供发泡反应产物。该包含催化剂的组合物还优选包含含活性氢的化合物反应物,以形成通常已知的用于含活性氢的化合物/多异氰酸酯反应的B侧组合物,其中多异氰酸酯反应物包含A侧组合物。A侧组合物连同B侧组合物一起形成可发泡组合物,其导致发泡反应产物。
本发明的方法和发泡剂组合物表现出令人惊讶的结果。用于将多异氰酸酯/含活性氢的化合物反应产物发泡的最主要的发泡剂HFC-245fa(1,1,1,3,3-五氟丙烷)在发泡温度从100°F(37.7℃)增加,诸如最高至150°F(65.6℃)时,产生具有增加的热导率的泡沫。因此,发泡温度的增加伴随热绝缘(k因子)的损失。优选进行本发明的方法,其中所述发泡在至少100°F(37.7℃)的温度下进行。下文定义了“发泡温度”。高于150°F(65.6℃)的发泡温度不是优选的,因为多异氰酸酯与含活性氢的化合物之间的反应趋于过快地发生,从而损害所得的发泡反应产物。
与利用HFC-245fa发泡剂的经历相比,本发明的发泡剂组合物和上述发泡方法提供发泡反应产物,其中当发泡温度在100°F(37.7℃)至150°F(65.6℃)范围内改变时,发泡反应产物的热导率不明显改变。所谓“不明显改变”是指在使用100°F(37.7℃)至150°F(65.6℃)的任何发泡温度时,热导率(以Btu in/hr·ft2°F(cal/cm·s℃)计的k-因子)不改变(增加)超过3.0%,优选地不超过2.0%,并且甚至更优选地不超过1.0%。该比较基于在75°F(23.9℃)下对于本发明发泡剂组合物和HFC-245fa的热导率的测定。这使得泡沫涂布机具有在发泡应用温度的选择方面的自行决定权但不牺牲泡沫结果,在不同温度下操作的更宽范围发泡设备中的可用性,并且避免在设备温度处于错误时的发泡罚分。
具体实施方式
用于本发明的方法中的本发明的优选的Z-异构体(Z-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯)/E-异构体(E-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯)发泡剂组合物如下:
57重量%至75重量%Z-异构体/43重量%至25重量%E-异构体,
60重量%至75重量%Z-异构体/40重量%至25重量%E-异构体,
65重量%至75重量%Z-异构体/35重量%至25重量%E-异构体,
67重量%至73重量%Z-异构体/33重量%至27重量%E-异构体,以及
57重量%至73重量%Z-异构体/43重量%至27重量%E-异构体,
基于这些异构体的合并重量总计为100重量%。
在使用本发明的发泡剂组合物中的任一种和全部作为用于制备发泡反应产物(尤其是聚氨酯或聚异氰脲酸酯聚合物泡沫)的发泡剂时,可在与泡沫形成组合物中的其它组分混合之前将本发明的组合物合并。另选地,可将一种异构体与其它组分中的一些或全部混合,然后将另一种异构体混合于其中。例如,可将Z-异构体首先与泡沫形成组合物中的其它组分混合,然后将E-异构体加入其中。
本发明的方法中的含活性氢的化合物反应物包括描述于美国专利4,394,491和WO2014/113379中的那些(异氰酸酯-反应性基团)。此类化合物的示例具有每分子至少两个羟基基团,并且更具体地讲包含多元醇,诸如聚醚或聚酯多元醇。羟基基团中的一些可由胺基团取代,从而所述含活性氢的化合物包含羟基和胺基团两者。优选地,所述化合物包含至少两个羟基基团,从而所述化合物为多元醇。此类多元醇的示例为具有约50至约700,通常约70至约300,更典型约90至约270的当量,并且携带至少2个羟基基团,通常3至8个此类基团的那些。
合适的多元醇的示例包括聚酯多元醇,诸如芳族聚酯多元醇,例如通过使聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)废料与乙二醇诸如二甘醇进行酯交换制得的那些或通过使邻苯二甲酸酐与乙二醇反应制得的那些。所得聚酯多元醇可与环氧乙烷和/或环氧丙烷进一步反应以形成包含附加内部亚烷氧基基团的增量聚酯多元醇。
合适的多元醇的附加示例还包括聚醚多元醇,诸如聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、具有末端羟基基团的混合的聚环氧乙烷-聚环氧丙烷,等等。其它合适的多元醇可通过使环氧乙烷和/或环氧丙烷与具有2至16个,一般3至8个羟基基团的引发剂(如例如以甘油、季戊四醇和碳水化合物诸如山梨醇、葡萄糖、蔗糖等多羟基化合物形式存在)反应来制备。合适的聚醚多元醇还可包括基于脂族胺或芳族胺的多元醇。
也包含胺的多元醇的示例为曼尼希多元醇。关于多异氰酸酯组分(反应物),其通常被选择成相对于含活性氢的化合物的比率,使得异氰酸酯基团的当量与活性氢基团的当量的比率,即泡沫指数为约0.9至约10,并且在大多数情况下为约1至约4。
虽然可在本发明方法中使用任何合适的多异氰酸酯,但可用于制备基于多异氰酸酯的泡沫的多异氰酸酯的示例包括芳族、脂族和脂环族多异氰酸酯中的至少一种,等等。这些化合物的代表性成员包括二异氰酸酯,诸如间亚苯基二异氰酸酯或对亚苯基二异氰酸酯、甲苯-2,4-二异氰酸酯、甲苯-2,6-二异氰酸酯、六亚甲基-1,6-二异氰酸酯、四亚甲基-1,4-二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、六氢甲苯二异氰酸酯(和异构体)、亚萘基-1,5-二异氰酸酯、1-甲基苯基-2,4-苯基二异氰酸酯、二苯基甲烷-4,4-二异氰酸酯、二苯基甲烷-2,4-二异氰酸酯、4,4-二亚苯基二异氰酸酯和3,3-二甲氧基-4,4二亚苯基二异氰酸酯和3,3-二甲基二苯基丙烷-4,4-二异氰酸酯;三异氰酸酯诸如甲苯-2,4,6-三异氰酸酯和多异氰酸酯诸如4,4-二甲基二苯基甲烷-2,2,5,5-四异氰酸酯和各种聚亚甲基聚-苯基聚异氰酸酯、它们的混合物等等。
粗制多异氰酸酯也可用于本发明的实践中,诸如通过使包含甲苯二胺的混合物光气化获得的粗制甲苯二异氰酸酯,或通过光气化粗制二苯基甲烷二胺获得的粗制二苯基甲烷二异氰酸酯。由于它们交联聚氨酯的能力,此类化合物的具体示例包括亚甲基桥联的聚苯基多异氰酸酯。
多异氰酸酯反应物可以为不同多异氰酸酯的混合物,并且含活性氢的化合物可以为不同的含活性氢的化合物的混合物。
通常,在与适宜多异氰酸酯反应之前,将含活性氢的化合物和任选的其它添加剂与发泡剂混合以形成泡沫形成组合物。此类泡沫形成组合物通常在本领域已知作为异氰酸酯反应性预共混物或B侧组合物。B侧组合物包含含活性氢的化合物,并且优选地还包含本发明的发泡剂组合物。A侧组合物包含多异氰酸酯。包含A侧组合物和B侧组合物的泡沫形成组合物可以对本领域的技术人员方便的任何方式制备,包括简单地称量所需量的每种组分(成分),并且然后在所需温度和压力下将它们在适当的容器中合并。
通常期望在B侧组合物中采用微量添加剂。这些添加剂包括本领域中熟知的一种或多种选自下列的成员:催化剂、表面活性剂、阻燃剂诸如TCPP、防腐剂、着色剂、抗氧化剂、增强剂、填料和抗静电剂等等。
取决于组合物,可采用表面活性剂以在固化的同时稳定发泡反应混合物。此类表面活性剂通常包含液体或固体有机硅氧烷化合物。表面活性剂以足以稳定发泡反应混合物以防止塌缩并防止形成大的不均匀泡沫的量使用。在本发明的一个实施方案中,使用基于所有发泡成分(即发泡剂+含活性氢的化合物+多异氰酸酯+添加剂)的总重量计约0.1重量%至约5重量%的表面活性剂。在本发明的另一个实施方案中,使用基于所有发泡成分,即可发泡组合物的总重量计,约1.5重量%至约3重量%的表面活性剂。
还可使用一种或多种用于含活性氢的化合物(例如多元醇)与多异氰酸酯的反应的催化剂。催化剂连同反应物一起选择可有利于形成发泡聚异氰脲酸酯,其代替本发明方法的实践中的发泡多异氰酸酯或与所述发泡多异氰酸酯混合。虽然可采用任何合适的氨基甲酸酯催化剂,但具体的催化剂包含叔胺化合物和有机金属化合物。示例性的此类催化剂公开于例如美国专利5,164,419中,其公开内容以引用方式并入本文。例如,在本文中还可任选地采用用于多异氰酸酯的三聚化的催化剂,诸如碱金属醇盐、碱金属羧酸盐或季胺化合物。此类催化剂以可测量地增加多异氰酸酯的反应速率的量使用。基于所有发泡成分的总重量计,典型的催化剂的量为约0.1重量%至约5重量%。
本发明的方法不限于上文关于存在于A侧组合物或B侧组合物中的多异氰酸酯和含活性氢的化合物反应物以及添加剂所公开的具体细节。可改变多异氰酸酯和含活性氢的化合物反应物的相对量以获得期望的泡沫,优选刚性泡沫。过量的多异氰酸酯反应物可提供聚氨酯和聚异氰脲酸酯两者的泡沫结构。这些是本发明的常规方面,其中本发明在于用于产生反应产物的发泡和使用高发泡温度的发泡剂。因此,本发明适用于由多异氰酸酯与含活性氢的化合物反应产生的任何可发泡组合物。
在制备基于聚氨酯或基于聚异氰脲酸酯的泡沫或基于聚氨酯/聚异氰脲酸酯的泡沫的方法中,使含活性氢的化合物、多异氰酸酯和其它组分接触,彻底混合,并且允许膨胀和固化成多孔聚合物。混合装置不是关键性的,并且使用各种常规类型的混合头和喷雾装置。常规装置是指常规用于制备基于异氰酸酯的泡沫的装置、设备和工序,其中采用常规的基于异氰酸酯的发泡剂,诸如氟三氯甲烷(CCl3F,CFC-11)。此类常规装置由下列讨论:H.Boden等人,聚氨酯手册第4章,由G.Oertel编辑,Hanser出版社,New York,1985年;H.Grunbauer等人的论文,题目为“Fine Celled CFC-Free Rigid Foam-New Machinerywith Low Boiling Blowing Agents”,其来自SPI第34届年度技术/销售会议(1992年10月21日-10月24日,New Orleans,Louisiana)的会议录在聚氨酯92中发布;以及M.Taverna等人的论文,题目为“Soluble or Insoluble Alternative Blowing Agents?ProcessingTechnologies for Both Alternatives,Presented by the Equipment Manufacturer”,来自SPI/ISOPA会议录(1991年9月24-26日,Acropolis,Nice,France),在1991年的聚氨酯世界大会中发布。
多异氰酸酯和含活性氢的化合物之间的反应温度是给料于混合装置的这些反应物的温度,即反应开始时反应物的温度。反应物的温度优选是相同的,这有助于反应物粘度的匹配,作为将反应物完全混合在一起的辅助手段。反应温度也被认为是发泡温度。在优选的至少100°F(37.7℃)的发泡温度下,重要的是,这种完全混合迅速发生以适应伴随着这种高温的增加的反应速率。如果反应物具有不同的温度,则优选其温度的平均值为至少100°F(37.7℃)。粘度匹配可通过反应物处于不同温度下完成。
用于产生发泡反应产物的喷雾的装置的压力可在低压至高压范围内。低压被认为是100psi(0.69MPa)或更小,一般为至少50psi。高压被认为在1000psi(6.9MPa)至2000psi(13.8MPa)的范围内。这些压力为表压。
在本发明的一个实施方案中,在使多异氰酸酯和含活性氢的组分反应之前制备某些原料的预混物。例如,通常可用于将除了多异氰酸酯之外的含活性氢的化合物、发泡剂、一种或多种表面活性剂、一种或多种催化剂和其它发泡成分共混,然后使该共混物(B侧组合物)与多异氰酸酯接触。另选地,可将所有发泡成分单独引入混合区,其中使多异氰酸酯和含活性氢的化合物接触。还可将含活性氢的化合物的全部或一部分与多异氰酸酯预反应以形成预聚物。
在进行所述方法的条件下,这些Z-异构体/E-异构体发泡剂组合物相对于多元醇反应物的用量将取决于本发明方法的发泡反应产物中所期望的泡沫密度。优选地,发泡反应产物将具有不超过30kg/cc的密度,并且本发明的发泡剂组合物的量可有效地实现该泡沫密度。一般来讲,发泡剂组合物的量基于B侧组合物的重量计为7重量%至15重量%,更优选地10重量%至13重量%。
本发明的组合物和方法适用于制备各种各样的聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫,包括例如整体表皮、边缘和柔性泡沫,并且具体地讲可用于喷雾绝缘的刚性闭孔聚合物泡沫,如就地浇注装置泡沫,或如刚性绝缘板块和层压体。
本发明的这种方法还包括制备包含闭孔聚氨酯或聚异氰脲酸酯聚合物的发泡反应产物。为了良好的热性能,优选地,根据ASTM D 6226测定,发泡反应产物内的泡沫孔平均为至少90%闭孔。
本发明的发泡剂组合物产生高质量的发泡结构,其特征不仅在于如上所述的低密度和高闭孔百分比,而且还在于在整个发泡结构厚度内的密度均匀性。
如本文所用,术语“包含”、“包括”、“具有”或它们的任何其它变型旨在涵盖非排它性的包括。例如,包括要素列表的过程、方法、制品或装置不必仅限于那些要素,而是可包括未明确列出的或此类过程、方法、制品或装置固有的其它要素。此外,除非明确指明相反,“或”是指包容性的或且不是排他性的或。例如,条件A或B满足下列条件中的任一项:A为真(或存在)且B为假(或不存在),A为假(或不存在)且B为真(或存在),以及A和B两者都为真(或存在)。
过渡性短语“由......组成”不包括任何未指定的要素、步骤或成分。如果在权利要求中,除了通常与之相关的杂质之外,此类词语将不包括对除了所述的那些材料之外的材料的保护。当短语“由......组成”出现在权利要求的主体的从句中,而不是紧接在前序部分之后时,它只限制该从句中规定的要素;其它要素并不排除在整个权利要求之外。过渡短语“基本上由......组成”用于定义除了文献公开的那些之外,还包括材料、步骤、特征结构、组件或元件的组合物、方法,前提条件是那些附加包括的材料、步骤、特征结构、组分、或元件不显著地影响权利要求保护的发明的基本特性和新颖特性,尤其是实现本发明方法中任一个所期望的结果的作用模式。术语“基本上由......组成”占据“包含”和“由......组成”之间的中间位置。
在申请人已经用开放式术语诸如“包含”来定义发明或其一部分的情况下,应当容易理解的是(除非另有说明),该描述应当被解释为还包括使用术语“基本上由......组成”或“由......组成”这样的发明。
实施例
比较例-包含HFC-245fa发泡剂的多异氰酸酯/多元醇反应产物的喷雾发泡
发泡剂在B侧(多元醇)组合物中。发泡在1000psi(6.9MPa)喷雾器表压和110°F(43.3℃)、130°F(54.4℃)和150°F(65.6℃)的温度下进行。这些温度下的发泡结果记录于表1中。
表1-在升高的温度下使用HFC-245fa作为发泡剂
热导率为以下单位:Btu in/hr·ft2°F(cal/cm·s·℃)。热导率在75°F(23.9℃)下测定。
如表1中所示,因为发泡温度增加,所以泡沫密度增加,并且如预期的,热导率也增加超过9%,这指示泡沫作为绝热体的有效性恶化。
实施例1-使用Z-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯和
E-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯混合物作为发泡剂进行发泡
发泡在1000psi(6.9MPa)喷雾器表压下,使用这些发泡剂的不同混合物并且在不同的发泡温度下进行。结果记录于表2中。
表2-使用Z-异构体和E-异构体的混合物作为发泡剂
异构体混合物 | 发泡温度(°F(℃)) | 密度(kg/m3) | 热导率 |
40Z/60E | 较差质量的泡沫 | - | - |
50Z/50E | 较差质量的泡沫 | - | - |
60Z/40E | 100(37.7℃) | 39.4 | 0.1593(5.57) |
60Z/40E | 140(60.0℃) | 42.1 | 0.1553(5.43) |
70Z/30E | 100(37.7℃) | 40.2 | 0.1555(5.44) |
70Z/30E | 140(60.0℃) | 43.7 | 0.1559(5.45) |
80Z/20E | 100(37.7℃) | 45.8 | 0.1654(5.78) |
在异构体混合物栏中Z和E的数值为混合物中异构体的重量%。因此,异构体混合物Z40/E60是指混合物为40重量%Z-异构体和60重量%E-异构体。40Z/60E和50Z/50E组合物的喷雾泡沫的较差质量由多泡的泡沫结构表现,即表现出大开孔,和在整个发泡结构的厚度上的不均匀的泡沫结构。相比之下,表2中的其余发泡剂产生与较差质量泡沫相同的厚度的喷雾泡沫,但表现出非多泡性,在整个泡沫结构厚度中的均匀密度,以及至少95%闭孔的平均值。热导率的单位与表1中相同。括号中的k-因子为值X10-5。测量热导率的温度为75°F(23.9℃)。
表2中的结果揭示了与E-异构体的混合物中需要大于50重量%的Z-异构体,并且80重量%的Z异构体太多。结果还揭示了热导率在该较宽的发泡温度范围内不显著改变。60Z-40E混合物的变化为2.6%(计算:(0.1593-.01553)×100))。70Z/30E混合物的变化为0.3%。这使得泡沫涂布机在发泡应用的选择方面具有自行决定权,但不牺牲泡沫质量,和/或在设备温度出错时允许高质量发泡应用。
用于比较例和实施例1中的A侧组合物为具有31.5重量%的-NCO含量和200cps的25℃下粘度的聚合物芳族异氰酸酯,其以对于指数105-110而言足够的量存在。
用于比较例和实施例1中的B侧组合物示于表3中。
表3-B侧组合物
成分 | 重量% |
聚酯多元醇 | 31.25 |
曼尼希多元醇 | 32.00 |
双(二甲基氨基)-3-氧杂环戊烷催化剂 | 0.70 |
2(-N,N-二甲基氨基乙基-N-甲基氨基)乙醇催化剂 | 0.30 |
1,3-丙二胺,N-[3-(二甲基氨基)丙基]-N,N’,N’-三甲基催化剂 | 2.60 |
2-丁氧基乙醇共溶剂 | 3.00 |
三(氯丙基)磷酸酯(TCPP) | 14.00 |
甘油 | 1.00 |
硅氧烷表面活性剂 | 1.00 |
水 | 1.80 |
Z/E异构体混合物(表2) | 12.25 |
合计 | 100.00 |
聚酯多元醇具有307mg KOH/g的羟基数,标称官能度为2.2,并且在25℃下的动态粘度为5500cps。
曼尼希多元醇具有470mg KOH/g的羟基数,标称官能度为4,并且在25℃下的动态粘度为10000cps。
实施例2-发泡剂在B侧的多元醇中的溶解度
E-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯具有7.5°F(latm)的沸点,并且当将E-异构体本身用作发泡剂时使多异氰酸酯/多元醇反应产物不可控制地起泡,这在使用该施涂方法时破坏喷雾图案。这种喷雾图案的破坏导致沉积的泡沫结构表现出由E-异构体膨胀而产生的粗糙外表面,所述E-异构体不溶于B侧组合物中的多元醇中。“多泡的”泡沫由于容易坍塌而缺乏完整性。当E-异构体为唯一发泡剂并且当10重量%(基于B侧组合物的多元醇的重量计)Z-异构体由E异构体补充时,溶解度的比较结果示于表4中。
表4-发泡剂在B侧组合物的多元醇中的溶解度的比较结果
如表4所示,E-异构体本身在B侧组合物的多元醇中具有非常低的溶解度,并且通过将指定量的Z-异构体加入B侧组合物的多元醇中来改善该溶解度。使用Z-异构体添加的溶解度的改善大于400%。溶解于B侧组合物的多元醇中的10重量%Z-异构体和6.11重量%E-异构体的组合对应于62.5重量%Z-异构体和37.5重量%E-异构体的发泡剂组合物。
E-异构体的45.5°F(7.5℃)低沸点连同其低ODP和GWP使该异构体成为用于多异氰酸酯/多元醇反应产物的发泡剂的具有吸引力的候选物。由E-异构体的不溶性引起的反应产物不受控制的起泡限制了E-异构体用于该目的的用途。通过如上所述存在Z-异构体来增溶E-异构体使得E-异构体能够有利地用于多异氰酸酯/多元醇反应产物的喷雾施涂发泡,但不损害不受控制的起泡。优点包括发泡过程以及所得发泡反应产物的性能的改善。
包含用于溶解度测试中的多元醇的B侧组合物的示例在表5中示出。
表5-B侧组合物
曼尼希多元醇具有425mg KOH/g的羟基数,标称官能度为3.2,并且在25℃下的动态粘度为4500cps。
测定溶解度(在环境条件下-15℃至25℃的温度和大气压力)的工序如下:将50.000g多元醇加入到配衡的120ml气溶胶烧瓶中并称重。然后,以小增量方式,通过气体入口引入发泡剂,然后将内容物彻底混合,使其静置。当使用两种异构体时,将其依次引入:首先5.0g的Z-异构体,然后是E-异构体的增量,直至首先观察到2相行为,这指示E-异构体在多元醇中的溶解度极限。将5.0g的Z-异构体加入多元醇中形成单相,这指示该比例(10重量%)的Z-异构体在多元醇中的完全溶解。存在于单一相中并且因此溶解于单一相中的E-异构物的总重量为超过单一相中50.000g的多元醇与5.0g的Z-异构体的组合的重量增益。表4中记录的6.11重量%E-异构体为与50.000g的多元醇相比,溶解的E-异构体的量。在此基础上,多元醇在溶液中包含10重量%的Z异构体和6.11重量%的E-异构体。
Z-异构体与E-异构体的混合物具有最小化/控制的效果以在其本身用于喷涂应用时消除与E-异构体相关的起泡并提供某些发泡剂混合物,所述发泡剂混合物表现出发泡不敏感性以在升高的发泡温度的宽范围内产生高质量泡沫。
Claims (10)
1.方法,所述方法包括形成发泡反应产物,所述发泡反应产物通过在发泡剂的存在下使多异氰酸酯与含活性氢的化合物反应,以获得所述发泡反应产物来获得,所述发泡剂包含55重量%至75重量%的Z-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯和25重量%至45重量%的E-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯,这些异构体的合并重量总计为100重量%。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述发泡在至少100°F(37.7℃)的温度下进行。
3.根据权利要求2所述的方法,其中当所述发泡温度在100°F(37.7℃)至150°F(65.6℃)的范围内变化时,所述发泡反应产物的热导率不明显改变。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述含活性氢的化合物为多元醇。
5.组合物,所述组合物包含55重量%至75重量%的Z-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯和45重量%至25重量%的E-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯,这些异构体的合并量总计为100重量%。
6.根据权利要求5所述的组合物,所述组合物包含用于多异氰酸酯与含活性氢的化合物之间的反应的催化剂。
7.根据权利要求6所述的组合物,所述组合物包含所述含活性氢的化合物。
8.根据权利要求5所述的组合物,其中所述Z-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯和E-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的量相对于总共100重量%的这些异构体的合并量,分别为57重量%至73重量%和43重量%至27重量%。
9.根据权利要求5所述的组合物,其中所述Z-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯和E-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯的量相对于总共100重量%的这些异构体的合并量,分别为67重量%至73重量%和33重量%至27重量%。
10.根据权利要求6所述的组合物,其中所述含活性氢的化合物为多元醇。
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