CN109476813A - 绝热设备 - Google Patents

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Abstract

提供绝热设备和形成绝热设备的方法。作为一个实例，形成绝热设备的方法可包括将阻隔材料连接到模具；将聚氨基甲酸酯泡沫组合物注射到所述模具中，其中所述聚氨基甲酸酯泡沫组合物包括多元醇、异氰酸酯和超临界二氧化碳；固化所述聚氨基甲酸酯泡沫组合物以形成聚氨基甲酸酯泡沫；和将真空施加到所述模具以提供1毫巴到500毫巴的压力。

Description

绝热设备
技术领域
实施例涉及绝热设备，更具体地涉及绝热设备和其形成方法，所述绝热设备由包括多元醇、异氰酸酯和超临界二氧化碳的聚氨酯泡沫组合物形成。
背景技术
聚氨基甲酸酯可用于多种应用中。取决于应用，可期望聚氨基甲酸酯的特定特性。
聚氨基甲酸酯泡沫用于各种应用。举例来说，聚氨基甲酸酯泡沫可用于电器行业以及建筑行业等。用于一些应用，聚氨基甲酸酯泡沫可用于提供绝热，以及其它特性。
发明内容
本公开提供形成绝热设备的方法，其包括：将阻隔材料提供到模具；将聚氨基甲酸酯泡沫组合物注射到模具中，其中聚氨基甲酸酯泡沫组合物包括多元醇、异氰酸酯和超临界二氧化碳；固化聚氨基甲酸酯泡沫组合物以形成聚氨基甲酸酯泡沫；和将真空施加到模具以提供1毫巴到500毫巴的压力。
本公开提供绝热设备，其包括：模具；连接到模具的阻隔材料；和模具内部的聚氨基甲酸酯泡沫，其中聚氨基甲酸酯泡沫通过将聚氨基甲酸酯泡沫组合物注射到模具中并且固化聚氨基甲酸酯泡沫组合物形成，其中聚氨基甲酸酯泡沫组合物包括多元醇、异氰酸酯和超临界二氧化碳，并且其中将真空施加到模具以提供1毫巴到500毫巴的压力。
本公开的以上发明内容不旨在描述每个公开的实施例或本公开的每一个实施方案。以下描述更具体地例示说明性实施例。在整个申请的几个地方，通过实例列表提供指导，所述实例可以各种组合使用。在每种情况下，所叙述的列表仅充当代表性的组而不应解释为排它性的列表。
具体实施方式
本文描述绝热设备和形成绝热设备的方法作为一个实例，形成绝热设备的方法可包括：将阻隔材料提供到模具；将聚氨基甲酸酯泡沫组合物注射到模具中，其中聚氨基甲酸酯泡沫组合物包括多元醇、异氰酸酯和超临界二氧化碳；固化聚氨基甲酸酯泡沫组合物以形成聚氨基甲酸酯泡沫；和将真空施加到模具以提供1毫巴到500毫巴的压力。有利地，与其它绝热板相比，本公开的实施例可提供改进的热导率和/或改进的可制造性，以及其它益处。
一些利用聚氨基甲酸酯泡沫的先前的绝热板在大气压下制造，即，聚氨基甲酸酯泡沫与绝热板外部的环境隔绝流体连通。换句话说，流体(例如空气)可进入和/或离开含聚氨基甲酸酯泡沫的绝热板。然而，这些先前的绝热板的热导率可为约18毫瓦/米-开尔文度[mW/(m·K)]或更高，这对于多个应用可为不期望和/或不足够的热导率。
一些其它利用聚氨基甲酸酯泡沫的先前的绝热板可称为真空绝热板。真空绝热板在高真空(例如小于1毫巴(mbar)的压力)下制造，并且聚氨基甲酸酯泡沫大体上的平均孔径为200微米(μm)或更大。这些真空绝热板在这些压力下密封，使得聚氨基甲酸酯泡沫不与真空绝热板外部的环境流体连通。换句话说，流体(例如空气)可不进入和/或离开含聚氨基甲酸酯泡沫的绝热板。真空绝热板的热导率可为约5mW/(m·K)或更低。然而，由于与真空绝热板相关联的高真空，制造真空绝热板可需要特定设备和/或专门的制造条件，这可增加真空绝热板的成本和/或处理真空绝热板的时间。此外，由于与真空绝热板相关联的高真空，真空绝热板的形状可受限制。举例来说，制造不规则形状的真空绝热板(例如，在板内具有尖锐突起和/或角度的板)可能是困难的或甚至是不可能的。如此，与其它绝热板相比，本公开的实施例可提供改进的可制造性。
如所提到，本文描述绝热设备和形成绝热设备的方法。本公开的实施例提供热导率为8mW/(m·K)到14mW/(m·K)的绝热设备，这对于许多应用来说可为期望的。包括8mW/(m·K)到14mW/(m·K)的所有个别值和子范围；例如绝热设备的热导率可为8mW/(m·K)、8.5mW/(m·K)、9mW/(m·K)或9.5mW/(m·K)的下限到14mW/(m·K)、13.5mW/(m·K)、13.25mW/(m·K)或13mW/(m·K)的上限。此热导率可经由本文进一步讨论的绝热设备部件的协同效应实现。
本公开的实施例提供包括聚氨基甲酸酯泡沫的绝热设备。聚氨基甲酸酯泡沫可由聚氨基甲酸酯泡沫组合物形成。聚氨酯为包括通过可被称为氨酯键的氨基甲酸酯键联接的单元的链的聚合物。聚氨酯可通过在发泡剂存在下使异氰酸酯与多元醇反应形成。如本文所使用的，“多元醇″是指每个分子具有平均大于1.0个羟基的分子。泡沫为其中气体分散在液体材料、固体材料和/或凝胶材料中的分散体。
本公开的实施例提供可包括多元醇的聚氨基甲酸酯泡沫组合物。可利用各种多元醇。多元醇的实例包括但不限于聚酯-多元醇、聚醚-多元醇和其组合。
聚酯-多元醇可由例如具有2到12个碳原子的有机二羧酸(包括具有8到12个碳原子的芳香族二羧酸)和多元醇(包括具有2到12个碳原子的二醇)制备。合适的二羧酸的实例为丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸和异构萘二羧酸。二羧酸可单独或彼此混使用。自由二羧酸可被相应的二羧酸衍生物(例如具有1到4个碳原子的醇的二羧酸酯或二羧酸酐)代替。一些特定实例可利用二羧酸混合物，其包括以例如20到35∶35到50∶20到32重量份比率的丁二酸、戊二酸和己二酸，和己二酸，和邻苯二甲酸和/或邻苯二甲酸酐和己二酸的混合物、邻苯二甲酸或邻苯二甲酸酐、间苯二甲酸和己二酸的混合物或丁二酸、戊二酸和己二酸的二羧酸混合物和对苯二甲酸和己二酸的混合物或丁二酸、戊二酸和己二酸的二羧酸混合物。二元醇和多元醇的实例为乙二醇、二乙二醇、1，2-和1，3-丙二醇、二丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，10-癸二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷等等。一些特定实例提供乙二醇、二乙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇或所述二醇中的至少两种的混合物，具体地说1，4-丁二醇、1，5-戊二醇和1，6-己二醇的混合物。此外，还可采用由内酯(例如，ε-己内酯)或羟基羧酸(例如，ω-羟基己酸和羟基苯甲酸)制成的聚酯-多元醇。
本公开的一些实施例提供聚酯-多元醇，所述聚酯-多元醇可通过不使用催化剂或在酯化催化剂存在下，在惰性气体气氛(例如尤其氮气、一氧化碳、氦气、氩气)中，在约150℃到约250℃下的熔体中，在大气压或减压下使有机，例如脂肪族，并且优选地芳香族多元羧酸芳香族和脂肪族多元羧酸的混合物和/或其衍生物和多元醇缩聚直到达到所需酸数目(其可小于10，并且在一些情况下优选地小于2)制备。本公开的一些实施例提供酯化混合物，所述酯化混合物在上述温度下在大气压下并且随后在小于500毫巴，例如50到150mbar的压力下缩聚直到已达到80到30，例如40到30的酸值。合适的酯化催化剂的实例包括但不限于呈金属、金属氧化物或金属盐形式的铁、镉、钴、铅、锌、锑、镁、钛和锡催化剂。缩聚还可在存在用于例如通过共沸蒸馏去除缩合的水的稀释剂和/或夹带剂(例如苯、甲苯、二甲苯或氯苯)下在液相中进行。
聚酯-多元醇可通过使以例如1∶1到1∶1.8，例如1∶1.05到1∶1.2的摩尔比的有机多元羧酸和/或其衍生物与多元醇缩聚制备。
另外，可利用阴离子聚合。举例来说，可利用碱金属氢氧化物，如氢氧化钠或氢氧化钾，或碱金属醇盐，如甲醇钠、乙醇钠、乙醇钾或异丙醇钾作为催化剂，并且其中添加含以键结形式的2到8个反应性氢原子的至少一种引发剂分子，或通过使用路易斯酸，如尤其五氯化锑、氟化硼醚合物或漂白土作为催化剂的阳离子聚合，在亚烷基部分中具有2到4个碳原子的一种或多种环氧烷。
合适的环氧烷的实例包括但不限于四氢呋喃、1，3-环氧丙烷、1，2-和2，3-环氧丁烷、氧化苯乙烯，并且优选地环氧乙烷和1，2-环氧丙烷。氧化烯可单独、一个接一个交替或作为混合物使用。合适的引发剂分子的实例包括但不限于水、有机二羧酸，如丁二酸、己二酸、邻苯二甲酸和对苯二甲酸，和各种胺，包括但不限于在烷基部分中具有1到4个碳原子的脂肪族和芳香族未经取代的或经N-一-、N，N-和N，N′-二烷基-取代的二胺，如未经取代的或经一-或二烷基-取代的乙二胺、二亚乙基三胺、三亚乙基四胺、1，3-丙二胺、1，3-和1，4-丁二胺、1，2-、1，3-、1，4-、1，5-和1，6-己二胺、苯胺、环己二胺、苯二胺、2，3-、2，4-、3，4-和2，6-甲苯二胺和4，4′-、2，4′-和2，2′-二氨基二苯基甲烷。其它合适的引发剂分子包括烷醇胺，例如乙醇胺、N-甲基-和N-乙基乙醇胺，二烷醇胺，例如二乙醇胺、N-甲基-和N-乙基二乙醇胺，和三烷醇胺，例如三乙醇胺，和氨水，和多元醇，具体地说二元和/或三元醇，如乙二醇、1，2-和1，3-丙二醇、二乙二醇、二丙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、丙三醇、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇和蔗糖，多元苯酚，例如4，4′-二羟二苯甲烷和4，4′-二羟基-2，2-二苯基丙烷，甲阶酚醛树脂，例如苯酚和甲醛缩合的低聚产物和苯酚、甲醛和二烷醇胺的曼尼希缩合物，和三聚氰胺。
本公开的一个或多个实施例提供多元醇，所述多元醇可包括通过将作为引发剂分子的至少一种环氧烷(例如环氧乙烷或1，2-环氧丙烷或1，2-环氧丙烷和环氧乙烷)阴离子加成聚合到含至少两个反应性氢原子和含至少一个羟基、氨基和/或羧基的至少一种芳香族化合物上制备的聚醚-多元醇。引发剂分子的实例包括芳香族多元羧酸，例如连苯三甲酸、偏苯三甲酸、均苯三甲酸，并且优选地邻苯二甲酸、间苯二甲酸和对苯二甲酸，或至少两种多元羧酸的混合物，羟基羧酸，例如水杨酸、对和间羟基苯甲酸和五倍子酸，氨基羧酸，例如邻氨基苯甲酸、间和对氨基苯甲酸，多酚，例如间苯二酚，和根据本公开的一个或多个实施例，二羟基二苯基甲烷和二羟基-2，2-二苯基丙烷，苯酚、甲醛和二烷醇胺(优选地二乙醇胺)的曼尼希缩合物，和芳香族多元胺，例如1，2-、1，3-和1，4-苯二胺，例如2，3-、2，4-、3，4-和2，6-甲苯二胺、4，4′-、2，4′-和2，2′-二氨基-二苯基甲烷、聚苯基-聚亚甲基-多元胺、二氨基-二苯基甲烷和聚苯基-聚亚甲基-多元胺的混合物，如例如通过苯胺与甲醛和至少两种多元胺的混合物缩合形成。
含羟基聚缩醛的实例包括可由二醇(如二乙二醇、三乙二醇、4，4′-二羟基乙氧基二苯基二甲基甲烷和己二醇)和甲醛制备的化合物。合适的聚缩醛还可通过聚合环状缩醛制备。
含羟基聚碳酸酯的实例可例如通过将二醇(如1，3-丙二醇、1，4-丁二醇和/或1，6-己二醇、二乙二醇、三乙二醇或四乙二醇)与二芳基碳酸酯(例如碳酸二苯酯或光气)反应制备。
如本文所论述，多元醇可被称为配制的多元醇。配制的多元醇可为本文中所论述的多种多元醇和/或添加剂的混合物，例如共混物。举例来说，配制的多元醇可包括多种发泡剂、催化剂、填充剂、阻燃剂、扩链剂或交联剂、着色剂和/或其组合等等。
可商购的多元醇的实例包括但不限于以商品名VORANOLTM、TERCAROLTM和VORATECTM等等出售的多元醇。本公开的实施例提供可包括异氰酸酯的聚氨酯泡沫组合物。可利用各种异氰酸酯，例如多异氰酸酯。如本文所用，“多异氰酸酯”是指每个分子具有平均大于1.0个异氰酸酯基，例如大于1.0的平均官能度的分子。本公开的多个实施例提供官能度可为3或更大的异氰酸酯。
多异氰酸酯可包括脂肪族多异氰酸酯、环脂族多异氰酸酯、芳脂族多异氰酸酯、芳香族多异氰酸酯或其组合。多异氰酸酯的实例包括但不限于亚烷基二异氰酸酯，如1，12-十二烷二异氰酸酯；2-乙基四亚甲基1，4-二异氰酸酯；2-甲基-五亚甲基1，5-二异氰酸酯；2-乙基-2-丁基五亚甲基1，5-二异氰酸酯；四亚甲基1，4-二异氰酸酯；和六亚甲基1，6-二异氰酸酯。多异氰酸酯的实例包括但不限于环脂族二异氰酸酯，如环己烷1，3-和1，4-二异氰酸酯和这些异构体的混合物；1-异氰酸根-3，3，5-三甲基-5-异氰酸根-甲基环己烷；2，4-和2，6-六氢甲苯二异氰酸酯；和相应异构体混合物，4，4-、2，2′-和2，4′-二环己基甲烷二异氰酸酯；和相应异构体混合物。多异氰酸酯的实例包括但不限于芳脂族二异氰酸酯，如1，4-亚二甲苯二异氰酸酯和亚二甲苯二异氰酸酯异构体混合物。多异氰酸酯的实例包括但不限于芳香族多异氰酸酯，例如2，4-和2，6-甲苯二异氰酸酯和相应异构体混合物，4，4′-、2，4′-和2，2′-二苯基甲烷二异氰酸酯和相应异构体混合物、4，4′-和2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物、聚苯基-聚亚甲基多异氰酸酯、4，4′-、2，4′-和2，2′-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物和聚苯基-聚亚甲基多异氰酸酯(粗MDI)，以及粗MDI和甲代亚苯基二异氰酸酯的混合物。可单独或作为其组合采用多异氰酸酯。
本公开的一个或多个实施例提供可使用的改性的多异氰酸酯。改性的多异氰酸酯的实例包括但不限于含酯、脲、缩二脲、脲基甲酸酯、脲酮亚胺、碳化二亚胺、异氰脲酸酯、脲二酮和/或氨酯的多异氰酸酯。实例包括4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4′-和2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯混合物，或粗MDI或2，4-或2，6-甲苯二异氰酸酯，在每种情况下，通过分子量为至多约6,000的低分子量二醇、三醇、二亚烷基二醇、三亚烷基二醇或聚氧亚烷基二醇改性。可单独或作为混合物使用的二-和聚氧化烯二醇的具体实例包括二亚乙基、二亚丙基、聚氧亚乙基、聚氧亚丙基和聚氧亚丙基-聚氧亚乙基二醇、三醇和/或四醇。以总重量计，含25重量％到3.5重量％，例如21重量％到14重量％的NCO并且由本文所描述的聚酯-和/或优选地聚醚-多元醇，和4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4′-和4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物、2，4-和/或2，6-甲代亚苯基二异氰酸酯或粗MDI制备的含NCO预聚物也为合适的。此外，还可利用含碳化二亚胺基团和/或异氰脲酸酯环并且以总重量计，例如以4，4′-、2，4′-和/或2，2′-二苯基甲烷二异氰酸酯和/或2，4′和/或2，6-甲苯二异氰酸酯计，含33.6重量％到15重量％，例如31重量％到21重量％的NCO的液体多异氰酸酯。改性的多异氰酸酯可彼此或与未改性的有机多异氰酸酯，例如2，4′或4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、粗MDI和/或2，4-和/或2，6-甲苯二异氰酸酯混合。本公开的多个实施例提供包括聚合异氰酸酯，如异氰酸聚亚甲基聚苯酯(PMDI)等等的异氰酸酯。
可例如通过已知方法制备多异氰酸酯。举例来说，可通过相应多元胺的光气化制备异氰酸酯，其中形成聚氨甲酰基氯化物并且将其热分解以提供多异氰酸酯和氯化氢，或通过无光气的方法，如例如通过使相应多元胺与脲和醇反应以得到聚氨基甲酸酯，并且将其热分解以得到多异氰酸酯和醇。
多异氰酸酯可商业获得。商业的多异氰酸酯的实例包括但不限于以商标名PApITM和VORATECTM，如VORATECTM SD100出售的多异氰酸酯、可购自陶氏化学公司(The DowChemical Company)的聚合亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)等等。
本公开的实施例提供异氰酸酯指数可为70到500的聚氨酯泡沫组合物。包括70到500的所有个别值和子范围；例如聚氨酯泡沫组合物的异氰酸酯指数可具有70、80、90或100的下限到500、250、150或130的上限。
本公开的实施例提供包括超临界二氧化碳的聚氨酯泡沫组合物。可被称为发泡剂的超临界二氧化碳可用于帮助聚氨酯泡沫组合物的泡沫形成。有利地，利用超临界二氧化碳可帮助提供具有如本文进一步论述的多种期望特性的聚氨酯泡沫，所述期望特性可有助于提供本文中所论述的热导率。
以利用的100份多元醇计，超临界二氧化碳可为2到25重量份的聚氨酯泡沫组合物。包括2到25重量份的所有个别值和子范围；例如，以利用的100份多元醇计，超临界二氧化碳可为2、5或8重量份的下限到25、23或20重量份的上限。
本公开的一个或多个实施例提供可包括表面活性剂的聚氨酯泡沫组合物。如本文所用，表面活性剂还可用作开孔剂。表面活性剂包括硅类化合物，如硅酮油和有机硅酮-聚醚共聚物，如聚二甲基硅氧烷和聚二甲基硅氧烷-聚氧化烯嵌段共聚物，例如，聚醚改性的聚二甲基硅氧烷和其组合。表面活性剂的实例包括二氧化硅颗粒和二氧化硅气凝胶粉末以及有机表面活性剂，如壬基苯酚乙氧基化物和VORASURFTM 504(其为具有相对高分子量的环氧乙烷/环氧丁烷嵌段共聚物)，和其组合等等。表面活性剂可商购并且包括以商品名称如DABCOTM、NIAXTM和TEGOSTABTM等等可获得的那些。可商购的表面活性剂包括可购自Dearmate和迈图(Momentive)以及其它供应商的那些。本公开的一个或多个实施例提供表面活性剂，所述表面活性剂当利用时为利用的多元醇的总重量的0.1％到10％。包括0.1％到10％的所有个别值和子范围；例如表面活性剂可利用的多元醇的总重量的0.1％、0.2％或0.3％的下限到10％、8.5％或6.0％的上限。
本公开的一个或多个实施例提供可包括催化剂，例如发泡催化剂、凝胶催化剂、三聚催化剂或其组合等等的聚氨酯泡沫组合物。本文所使用的发泡催化剂和凝胶催化剂可通过有利于脲(发泡)反应(在发泡催化剂的情况下)或氨酯(凝胶)反应(在凝胶情催化剂的情况下)的倾向区别。三聚催化剂可用于促进聚氨酯泡沫组合物的反应性。
发泡催化剂(例如可倾向于有利于发泡反应的催化剂)的实例包括但不限于短链叔胺或含氧叔胺。举例来说，发泡催化剂包括双-(2-二甲氨基乙基)醚；五甲基二亚乙基-三胺、三乙胺、三丁胺、N，N-二甲氨基丙胺、二甲基乙醇胺、N，N，N′，N′-四-甲基乙二胺，和其组合等等。
凝胶催化剂(例如可倾向于有利于凝胶反应的催化剂)的实例包括但不限于有机金属化合物、环状叔胺和/或长链胺(例如含有若干氮原子)，和其组合。有机金属化合物包括锡化合物，如有机羧酸的锡(II)盐，例如二乙酸锡(II)、二辛酸锡(II)、二乙基己酸锡(II)和二月桂酸锡(II)，和有机羧酸的二烷基锡(IV)盐，例如，二乙酸二丁基锡、二月桂酸二丁基锡、顺丁烯二酸二丁基锡和二乙酸二辛基锡。还可利用有机羧酸的铋盐作为凝胶催化剂，例如辛酸铋。环状叔胺和/或长链胺包括二甲基苯甲胺、N，N，N′，N′-四甲基丁二胺、二甲基环己胺、三亚乙基二胺，和其组合。，和其组合。
三聚催化剂的实例包括三(二烷氨基烷基)-s-六氢三嗪，如1，3，5-三(N，N-二甲氨基丙基)-s-六氢三嗪；[2，4，6-三(二甲氨基甲基)苯酚]；乙酸钾、辛酸钾；氢氧化四烷基铵，如氢氧化四甲基铵；碱金属氢氧化物，如氢氧化钠；碱金属醇盐，如甲醇钠和异丙醇钾；和具有10到20个碳原子的长链脂肪酸的碱金属盐和其组合。一些可商购的三聚催化剂包括TMR-30、K 2097；K15、5、8、41、43、46、TMR、CURITHANE 52等等。
可利用所利用多元醇的总重量的0.5％到5.0％的催化剂。包括0.5％到5.0％的所有个别值和子范围；例如催化剂可为利用的多元醇的总重量的0.5％、0.6％或0.7％的下限到5.0％、4.0％或3.0％的上限。
本公开的一个或多个实施例提供可包括一种或多种额外的组分的聚氨酯泡沫组合物。可针对不同应用使用不同额外组分和/或不同量的额外组分。额外组分的实例包括颜料、着色剂、阻燃剂、交联剂、扩链剂、抗氧化剂、生物阻滞剂，和其组合，等等。本公开的一个或多个实施例提供可包括遮光剂的聚氨酯泡沫组合物。遮光剂的实例为碳黑。
如所提到，聚氨酯泡沫组合物可注射到模具，例如腔中。本公开的实施例提供可具有各种形状和/或大小的模具。本公开的一个或多个实施例提供适合于冷藏应用，例如绝热的模具。有利地，与真空绝热板相比，模具可为不规则形状和/或在模具内具有多个尖锐突起和/或角度。
本公开的实施例包括阻隔材料。阻隔材料可帮助减少流体流入和/或离开模具，例如在聚氨酯泡沫已在模具内固化之后。可密封阻隔材料以帮助维持在模具内的期望压力，如本文进一步论述。阻隔材料的氧气透过率可为1e-20m3m/(m2Pa天)到1e-12_m3m/(m2Pa天)。包括1e-20m3m/(m2Pa天)到1e-12_m3m/(m2Pa天)的所有个别值和子范围；例如阻隔材料的氧气透过率可为1e-12、1e-13或1e-14m3m/(m2Pa天)的上限到1e-20、1e-19或1e-18m3m/(m2Pa天)的下限。
此外，阻隔材料的水蒸气透过率可为1e-15m3m/(m2Pa天)到1e-10_m3m/(m2Pa天)。包括1e-15m3m/(m2Pa天)到1e-10_m3m/(m2Pa天)的所有个别值和子范围；例如阻隔材料的水蒸气透过率可为1e-15或1e-15m3m/(m2Pa天)的下限到1e-10或1e-11m3m/(m2Pa天)的上限。阻隔材料的实例包括以商品名SARANEXTM等等可获得的那些。
阻隔材料可连接到模具，例如阻隔材料可经由化学粘附、机械粘附、材料支持和其组合紧固到模具。阻隔材料可位于模具内部和/或模具外部。本公开的一个或多个实施例提供可注射到模具中的阻隔材料。举例来说，流体可注射到模具中，其固化以在模具内形成阻隔材料。
聚氨酯泡沫组合物的多种组分可在注射到模具中之前组合，例如混合。聚氨酯泡沫组合物的多种组分可在注射到模具中之前不与聚氨酯泡沫组合物的其它组分组合。换句话说，聚氨酯泡沫组合物的所有组分在注射到模具中之前不需要彼此组合。
本公开的一个或多个实施例提供聚氨酯泡沫组合物的多种组分，例如多元醇、超临界二氧化碳和/或表面活性剂等等，其可在注射到模具中之前组合。此组合可被称为“B”侧，其在欧洲可被称为“A”侧。在二氧化碳处于超临界状态时，多种组分可在容器中组合，所述容器适合于维持在所述温度和压力下二氧化碳可保持超临界状态的温度和压力。
本公开的一个或多个实施例提供聚氨酯泡沫组合物的多种组分，例如多异氰酸酯，其可包括在“A”侧中，这在欧洲可被称为“B”侧。可将A侧和B侧组合以提供本文中所论述的异氰酸酯指数。
本公开的一个或多个实施例提供A侧和B侧，所述A侧和B侧可例如与注射头组合，并且然后近乎同时注射到待填充的模具中。本公开的一个或多个实施例提供可利用的反应注射模制。
在聚氨酯泡沫组合物的组分注射到模具中时，发生发泡和聚合以形成聚氨酯泡沫。发泡和/或聚合可持续直到模具充满聚氨酯泡沫。
如所提到，孔隙率具有多种期望特性，其可有助于提供本文中所论述的热导率。举例来说，与其它发泡剂相比，利用超临界二氧化碳可帮助提供平均孔径为1微米到100微米的聚氨酯泡沫。包括1微米到100微米的所有个别值和子范围；例如聚氨酯泡沫的平均孔径可为1微米、2微米、2.5微米、3微米或3.5微米的下限到100微米、75微米、50微米、35微米或25微米的上限。本公开的一个或多个实施例提供变化系数不大于25％的平均孔径。举例来说，平均孔径的变化系数可为25％或更小、20％或更小、15％或更小或10％或更小。
本公开的实施例提供可为开孔泡沫的聚氨酯泡沫。开孔可被称为互通。聚氨酯泡沫的开孔百分比可为90％或更高，例如开孔百分比为90％到100％。举例来说，聚氨酯泡沫的开孔百分比可为90％、95％、96％或97％的下限到100％、99.85％、99.75％或99.5％的上限。
本公开的实施例提供孔隙率可为80％到98％的聚氨酯泡沫。包括80％到98％的所有个别值和子范围；例如聚氨酯泡沫的孔隙率可为80％、82.5％或85％的下限到98％、97％或95％的上限。
本公开的实施例提供可施加到模具以提供1毫巴到500毫巴的压力的真空。包括1毫巴到500毫巴的所有个别值和子范围；例如真空可施加到模具以提供1毫巴、5毫巴、10毫巴或50毫巴的下限到500毫巴、450毫巴、400毫巴或350毫巴的上限的压力。可在聚氨酯泡沫组合物在模具内固化之后施加真空以在模具内提供期望压力。
如本文中所公开的绝热设备可通过将真空施加到其中具有聚氨酯泡沫的模具并且其后密封阻隔材料形成。通过施加真空来实现的在模具内的压力可通过例如在绝热设备的使用寿命内密封阻隔材料维持。本文公开的绝热设备可用于各种应用，如用于如冰箱、冷冻柜和热水储存罐的，电器绝热壁，以及建筑物应用等等。
施加真空可提供克努森数可为0.85到1.15的在密封的模具内的流体，即在绝热设备内的流体，如二氧化碳。包括0.85到1.15的所有个别值和子范围；例如在密封模具内的流体的克努森数可为0.85、0.90或0.95的下限到1.15、1.00或1.05的上限。
如所提到，绝热设备部件，例如聚氨酯泡沫和通过施加真空来实现的压力可有利地提供协同效应以实现本文中所论述的热导率。
实例
在实例中，使用用于材料的各种术语和名称，包括例如包括在表1中的材料。对于表1，F指示官能度，OH n°指示羟基数。
表1
实例1，如下执行形成绝热设备的方法。将多元醇A[SD301(47.55克)、CP260(38克)、T5903(9.5克)]、催化剂[PC-41(0.57克)、PC-5(0.48克)、PC-8(1.9克)]和表面活性剂L6164(2克)添加到反应器(100mL Parr反应器)，其后所述维持在10MPa和40℃下的压力下。将超临界二氧化碳注射到压力反应器中以使压力反应器的内容物饱和。将压力反应器内部的温度和压力维持30分钟以便于二氧化碳饱和，同时搅拌压力反应器的内容物。高压匀化器用于与压力反应器的内容物形成乳液；乳液具有直径在大致5纳米到大致300纳米的范围内的液滴。当PAPITM-135C异氰酸酯(101克)添加到压力反应器并且将压力反应器的内容物搅拌大致1分钟时形成聚氨酯泡沫组合物。在大致8分钟之后，粘度为大致0.5Pa-s的聚氨酯泡沫组合物注射到内部衬有阻隔材料(SARANEXTMNEX 23P)的模具(20cm×20cm×2.5cm)中。聚氨酯泡沫组合物固化以形成完全填充模腔的聚氨酯泡沫；施加真空以实现10毫巴的模腔压力，并且密封阻隔材料以提供实例2绝热设备。
比较实例A，聚氨酯泡沫用在表2中描述的组分形成。
表2
将具有上文示出的组成的配制的多元醇添加到容器并且用在3000rpm下的叶轮混合大致1分钟；在这之后将容器的内容物静置大致1小时以平衡。将具有上文示出的组成的异氰酸酯添加到容器，并且将内容物用在3000rpm下的叶轮混合大致10秒。将容器的内容物倒入中模具(30cm×20cm×5cm)并且固化以形成比较实例A。将比较实例一种切割(20cm×20cm×2.5cm)，并且用EKO热流计(HC-074)(固定的下板温度为36℃，并且上板温度为10℃)确定23℃热导率(ASTM E1225)。对于实例2和比较实例A：通过具有图像Pro Plus软件的扫描电子显微镜确定平均孔径；根据ASTM D2856通过微粒AccupycII1340确定开孔百分比；并且通过涉及使用沉降片在水中称重聚合物泡沫的ASTM D792-00确定孔隙率；使用EKO器械贸易公司(EKO Instrument Trading Co.，Ltd)的热流计器械HC-074，根据ISO12939-01测量热导率。结果示于表3中。
表3
实例2 比较实例A
平均孔径(微米) 9 300
开孔百分比 95 98
孔隙率 90 95
模腔压力(毫巴) 2 1013
热导率(毫瓦/米-开尔文度) 13.0 32.0
在表3中的数据示出实例2具有期望的热导率，如本文所论述。如此，与其它绝热板相比，实例2可有利地提供改进的可制造性。

Claims (12)

1.一种形成绝热设备的方法，其包含：
将阻隔材料连接到模具；
将聚氨基甲酸酯泡沫组合物注射到所述模具中，其中所述聚氨基甲酸酯泡沫组合物包括多元醇、异氰酸酯和超临界二氧化碳；
固化所述聚氨基甲酸酯泡沫组合物以形成聚氨基甲酸酯泡沫；和
将真空施加到所述模具以提供1毫巴到500毫巴的压力。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚氨基甲酸酯泡沫的平均孔径为2微米到100微米。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚氨基甲酸酯泡沫的开孔百分比为95％或更大。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚氨基甲酸酯泡沫的孔隙率为80％到98％。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述多元醇包含配制的多元醇。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述异氰酸酯包含异氰酸聚亚甲基聚苯酯。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述阻隔材料的氧气透过率为1e-20m3m/(m2Pa天)到1e-12_m3m/(m2Pa天)。
8.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含将所述多元醇、所述异氰酸酯和所述超临界二氧化碳在压力容器中组合。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述压力容器的压力大于100巴。
10.一种绝热设备，其通过根据权利要求1所述的方法形成。
11.根据权利要求10所述的绝热设备，其中所述绝热设备在500毫巴或更小的压力下的热导率为16mW/mK或更小。
12.一种绝热设备，其包含：
模具；
连接到所述模具的阻隔材料；和
所述模具内部的聚氨基甲酸酯泡沫，其中所述聚氨基甲酸酯泡沫通过将聚氨基甲酸酯泡沫组合物注射到所述模具中并且固化所述聚氨基甲酸酯泡沫组合物形成，其中所述聚氨基甲酸酯泡沫组合物包括多元醇、异氰酸酯和超临界二氧化碳，并且其中将真空施加到所述模具以提供1毫巴到500毫巴的压力。
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