CN1204356A - 热绝缘装置 - Google Patents

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Abstract

包含开孔聚氨基甲酸酯泡沫芯的、抽真空并以绝缘气体进行再充填的热绝缘装置。

Description

热绝缘装置
本发明涉及诸如冰箱、冷藏柜及水锅炉之类的热绝缘装置或设备。
传统上，这些热绝缘装置包括夹于其热绝缘部件的内、外壁之间的泡沫芯。泡沫芯通常由闭孔泡沫体构成，例如聚氨基甲酸酯泡沫塑料，存在于泡孔内的发泡剂对其高度热绝缘效果作出贡献。已发现，最适合的发泡剂，即氯氟烃，具有某些有害的环境效应；其他环境较为接受的发泡剂，例如氢氯氟烃及氢氟烃，所提供的绝缘效果与之相比则明显地低。
已有人建议走完全不同的思路，在装置的核心中设置气密密封的、高度抽真空的绝缘板，板内充填诸如开孔聚氨基甲酸酯泡沫塑料之类的绝缘材料(见JP-A-133870／82，EP-A-498628，EP-A-188806)。这种做法如果必须做得使其高绝缘效果在装置要求的整个使用期限内保持原封不变，则往往是昂贵的。
替代地，将热装置本身的核心以开孔泡沫塑料充填，抽真空并气密地密封。为了维持所要求的高真空，曾建议将该部件与装在该部件本身上的真空泵永久连接(见WO 95／20136)。这类建议要求对热绝缘装置从根本上重新设计。
本发明的一个目的是提供一种热绝缘部件或包含此种部件的装置，它们不表现出上面提到的种种缺点。
本发明提供一种制造热绝缘部件或包含此种部件的装置的方法，所述部件包括夹于该部件内、外壁之间的由开孔有机发泡绝缘材料构成的芯，该方法包括下列步骤：
a)在该部件内、外壁之间形成的空腔内绝缘材料进行直接发泡；
b)对发泡空腔抽真空；
c)用绝缘气态组合物对发泡空腔进行再充填；
d)密封该空腔。
本发明的方法不要求对传统的诸如冰箱之类热绝缘装置生产线实行任何重大修改。得到的热绝缘装置能在装置的整个使用期限内保持满意的热绝缘水平，同时不需要重新设计该装置。
用于本发明的绝缘气态组合物的沸点优选地低于该热装置的操作温度，以防止装置冷侧气体组合物发生冷凝。因此，用于冰箱时，该沸点优选地低于室温，更优选低于10℃，最优选低于0℃。
用于本发明的绝缘气态组合物可由一种绝缘气体或蒸汽组成，或者包含由多种此类绝缘气体或蒸汽组成的混合物。优选该绝缘气态组合物的热导率低于空气或二氧化碳的热导率(即低于25mW／mK，优选低于16mW／mK)。该绝缘气体优选为无毒、不燃并且不含卤素(尤其不含氯)的。
优选的绝缘气体或蒸汽的例子包括：氪、氙、六氟化硫、乙硅烷、二甲基甲硅烷、六氟丙酮、一氟甲烷、1，1，1-三氟乙烷、八氟-2-丁烯、1，1，2，2-四氟乙烷、十氟丁烷、五氟乙烷、乙基氟、四氟乙烯、丙烯、1，3-丁二烯、六氟乙烷、四氟甲烷、三氟溴甲烷、三氟甲烷、1，1-二氟乙烯、二氟甲烷、乙烯基氟、1，1，1，2-四氟乙烷、反式2-丁烯、溴三氟乙烯、1，2-丙二烯、1，1，2-三氟乙烷、六氟丙烯、八氟环丁烷、1，1-二氟乙烷、异丁烯、1，2-二氟乙烷、乙醚、1-丁烯、正丁烷、八氟丙烷、1，1-二氟乙烷、异丁烷、环丙烷、甲基乙炔、二溴氟甲烷、氟甲烷、三甲基甲硅烷、乙烯基乙炔、溴三氟乙烯、乙烯基溴、1，2-丁二烯、顺式2-丁烯、甲基·乙基醚、新戊烷、丙二烯、环丁烷、甲基·乙烯基醚、乙基乙炔、二氟二溴甲烷、溴氟甲烷、1，1，1，2，2，3，3-七氟丙烷、1，1，1，2，3，3，3-七氟丙烷、1，1，2，2，3，3-六氟丙烷、1，1，1，2，2，2-六氟丙烷、1，1，1，2，3，3-六氟丙烷、1，1，1，3，3，3-六丙烷、1，1，2，2，3-五氟丙烷、1，1，1，2，2-五氟丙烷、1，1，1，3，3-五氟丙烷、1，1，1，3，3-五氟丁烷、全氟戊烷、全氟丁烷、全氟己烷以及1，1，1，4，4，4-六氟丁烷。其他合适的绝缘气体或蒸汽包括：溴氯二氟甲烷、氯五氟乙烷、1，2-二氯四氟乙烷、二氯二氟甲烷、1-氯-1，1-二氟乙烷、乙烯基氯、甲基氯、氯三氟甲烷、溴三氟甲烷、溴二氯甲烷、二氯氟甲烷、氯二氟甲烷、氯溴氟甲烷、氯氟甲烷、1，1-二氯四氟乙烷、乙基氯、甲基溴、三氯氟甲烷、溴二氯氟甲烷、二溴氟甲烷、1，1，2-三氯-1，2，2-三氟乙烷、1，1，1-三氯-1，2，2-三氟乙烷、1，2-二氯-1，1，2，2-四氟乙烷、2，2-二氯-1，1，1，2-四氟乙烷、1-氯-1，1，2，2，2-五氟乙烷、1，1，1-三氟-2，2-二氯乙烷、1，1-二氯-1，1，2-三氟乙烷、1，1，1，2-四氟-2-氯乙烷、1，1，2，2-四氟-1-氯乙烷、1，2-二氯-1，2-二氟乙烷、1，1-二氯-1，2-二氟乙烷、1，2-二氯-1，1-二氟乙烷、1，1，2-三氟-2-氯乙烷、1，1，1-三氟-2-氯乙烷、1-氯-1，2-二氟乙烷、1，2-二氯-1-氟乙烷、1，1-二氯-1-氟乙烷、1，1-二氟-2-氯乙烷，以及还有四氟肼、溴化氢、四氢化锗、硫化羰、碘化氢、二氧化硫、氰、甲醛及光气。
一般，热绝缘装置的空腔用绝缘气态组合物充至100毫巴～2巴，优选至100毫巴～1巴的压力水平。
用于本发明的开孔有机发泡绝缘材料可由下列物质转化而来：聚氨基甲酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、丙烯酸类、酚醛塑料(如苯酚甲醛)、诸如聚氯乙烯之类的卤化聚合物。优选开孔的聚氨基甲酸酯泡沫塑料，特别是硬质的聚氨基甲酸酯泡沫塑料。
当开孔含量占到总泡孔质量的至少约30％，优选至少约50％，并且这些开孔的分布使得它们形成链状贯通，以致允许通过该材料进行一定程度的徐缓抽吸时，该泡沫塑料就叫做开孔的。优选至少75％的泡孔是开孔的泡沫体。
开孔硬质聚氨基甲酸酯及氨基甲酸酯改性聚三聚异氰酸酯泡沫塑料，通常是通过适量的有机多异氰酸酯与多官能对异氰酸酯反应活性的化合物在泡孔扩张剂的存在下进行反应制备的。制取开孔硬质聚氨基甲酸酯泡沫塑料的配方的例子公开在EP-A-0498628、WO95／02620以及EP-A-0188806中。
用于制备开孔硬质聚氨基甲酸酯泡沫塑料的合适有机多异氰酸酯，包括任何制备硬质聚氨基甲酸酯或氨基甲酸酯改性聚三聚异氰酸酯泡沫塑料领域已知的那些有机多异氰酸酯，特别是芳族多异氰酸酯，如2，4’-、2，2’-及4，4’-异构体形式的二苯基甲烷二异氰酸酯及其混合物、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)与其低聚物的混合物(技术上被称为“粗”MDI)或者与官能度大于2的聚合MDI(即多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯)的混合物、2，4-及2，6-异构体形式的甲苯二异氰酸酯及其混合物、1，5-萘二异氰酸酯以及1，4-二异氰酸酯基苯。值得一提的其他有机多异氰酸酯包括脂族二异氰酸酯，如异佛尔酮二异氰酸酯、1，6-二异氰酸酯基己烷以及4，4’-二异氰酸酯基二环己基甲烷。
用于制备开孔硬质聚氨基甲酸酯泡沫塑料的多官能对异氰酸酯反应活性的组合物包括，制备硬质聚氨基甲酸酯或氨基甲酸酯改性聚三聚异氰酸酯泡沫塑料领域已知的任何一种。制备硬质泡沫塑料中最重要的是，多元醇及多元醇的混合物的平均羟基数为300～1000，尤其是300～700mg KOH／g，且羟基官能度为2～8，尤其是3～8。合适的多元醇已在先有技术中做了充分的描述，包括诸如环氧乙烷和／或氧化丙烯之类的烯化氧与每分子含2～8个活性氢原子的引发剂的反应产物。合适的引发剂包括：多元醇，如甘油、三羟甲基丙烷、三乙醇胺、季戊四醇、山梨醇及蔗糖；多胺，如乙二胺、甲苯二胺、二氨基二苯基甲烷及多亚甲基多亚苯基多胺；以及氨基醇，如乙醇胺及二乙醇胺；以及这些引发剂的混合物。其他合适的聚合多元醇包括由适当比例的二元醇及官能度更高的多元醇与二元羧酸或多羧酸缩合得到的聚酯。另一些合适的聚合多元醇包括以羟基封端的聚硫醚、聚酰胺、聚(酯／酰胺)、聚碳酸酯、聚缩醛、聚烯烃以及聚硅氧烷。用于进行反应的多异氰酸酯组合物及多官能对异氰酸酯反应活性的组合物的用量应根据要制造的硬质聚氨基甲酸酯或氨基甲酸酯改性聚三聚异氰酸酯泡沫塑料的性质来决定，该用量可由本领域技术人员方便地加以确定。
开孔硬质聚氨基甲酸酯泡沫塑料的制备可在制备硬质聚氨基甲酸酯或氨基甲酸酯改性聚三聚异氰酸酯泡沫塑料领域所已知的任何一种发泡剂存在下实施。此类发泡剂包括水或其他释放二氧化碳的化合物，或者在大气压下的沸点高于70℃的惰性低沸点化合物。
用于本发明的开孔硬质聚氨基甲酸酯泡沫塑料可以是正常泡孔尺寸的，就是说泡孔尺寸在5毫米～0．1毫米范围。
为了进一步降低热导率，优选使用泡孔尺寸更小(50～150微米)的开孔硬质聚氨基甲酸酯泡沫塑料。泡孔这样细的开孔硬质聚氨基甲酸酯泡沫塑料可通过在泡沫成形混合物中加入不溶解的氟化化合物来获得。
本文在谈到用于制备细泡孔开孔硬质聚氨基甲酸酯泡沫塑料中使用的不溶解氟化化合物时所使用的术语“不溶解”，其定义为，在25℃及大气压条件下在与之掺混的对异氰酸酯反应活性的组合物或多异氰酸酯组合物中表现出的的溶解度小于500ppm(重量)。
用于制备细泡孔开孔硬质聚氨基甲酸酯泡沫塑料的不溶解氟化化合物包括公开在美国专利4，981，879，美国专利5，034，424，美国专利4，972，002，EP-A-0508649，EP-A-0498628及WO95／18176中的任何一种。
本文在谈到用于制备细泡孔开孔硬质聚氨基甲酸酯泡沫塑料中使用的不溶、基本氟化的化合物时所使用的术语“基本氟化”应理解为包括这样的化合物，其中该氟化化合物的至少50％氢原子被氟所取代。
合适的化合物包括基本氟化或全氟化烃、基本氟化或全氟化醚、基本氟化或全氟化叔胺、基本氟化或全氟化氨基醚以及基本氟化或全氟化砜。
优选的不溶全氟化化合物包括全氟正戊烷、全氟正己烷、全氟N-甲基吗啉以及全氟(4-甲基戊-2-烯)。
某些适合用于制备细泡孔开孔硬质聚氨基甲酸酯泡沫塑料的不溶氟化化合物，其本身在适合泡沫成形的反应条件下，特别是在其沸点低于反应混合物达到的放热温度的情况下，就可承担发泡剂的作用。为避免疑问，此种物质，除完成不溶氟化化合物的作用之外，还可部分或全部承担发泡剂的官能。
用于制备细泡孔开孔硬质聚氨基甲酸酯泡沫塑料的不溶氟化化合物的用量，以整个泡沫成形组合物重量计，为0．05～10％，优选0．1～5％，最优选0．6～2．3％(重量)。
该不溶氟化化合物通常是以它在主要组分之一中的乳液，或优选地，微乳液形式，就是说在对异氰酸酯反应活性的组分和／或多异氰酸酯组分中的乳液或微乳液形式，加入到泡沫成形反应混合物中去的。此种乳液或微乳液可采用传统技术及合适的乳化剂来制备。
适用于制备氟化液态化合物在有机多异氰酸酯和／或对异氰酸酯反应活性的组合物中的稳定乳液或微乳液的乳化剂包括选自如下的表面活性剂：非离子、离子(阴离子或阳离子)以及两性表面活性剂。优选的表面活性剂是氟表面活性剂、硅氧烷表面活性剂和／或烷氧基化链烷烃。
乳化剂的用量为，每100重量份泡沫成形反应体系，0．02～5重量份，及每100重量份多异氰酸酯或多元醇组合物，0．05～10重量份。
除了多异氰酸酯泡沫塑料及多官能对异氰酸酯反应活性的组合物、不溶氟化化合物及发泡剂之外，泡沫成形反应混合物通常还含有用于制备开孔硬质聚氨基甲酸酯及氨基甲酸酯改性聚三聚异氰酸酯泡沫塑料的配料中传统使用的一种或多种其他助剂或添加剂。此类任选的添加剂包括交联剂，例如，诸如三乙醇胺之类的低分子量多元醇；如硅氧烷-烯化氧共聚物之类的定泡剂或表面活性剂；氨基甲酸酯催化剂，如辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡之类的锡化合物，或者诸如二甲基环己胺或三亚乙基二胺之类的叔胺；阻燃剂，例如，诸如磷酸三氯丙基酯之类的卤化磷酸烷基酯或膦酸烷基酯；以及泡孔扩张剂，如惰性颗粒、聚合物颗粒(例如聚合多元醇)、特定表面活性剂、诸如溶剂或多元醇之类的不相容液体；诸如硅藻土、硅石颗粒(尤其是煅制硅石)、金属碎片之类的无机填料；以及硬脂酸盐。
制备开孔细泡孔硬质聚氨基甲酸酯或氨基甲酸酯改性聚三聚异氰酸酯酯泡沫塑料的特别优选的方法包括，有机多异氰酸酯与对异氰酸酯反应活性的物质在通式如下的对异氰酸酯反应活性的环状化合物存在下发生反应的步骤：
Figure 9619893600104
其中
Y是O或NR1，其中每个R1独立地是C1～C6低级烷基或由对异氰酸酯反应活性的基团取代的低级烷基；每个R独立地是氢、C1～C6低级烷基或是(CH2)m-X，其中X是对异氰酸酯反应活性的基团，它们是OH或NH2；而m是0、1或2；以及
n是1或2；
其中的条件是：R1或R之中至少一个是，或者包含对异氰酸酯反应活性的基团。
其中Y是O的通式(I)的优选化合物是本身为甘油碳酸酯的对异氰酸酯反应活性的环状碳酸酯。
其中Y是NR1的通式(I)的优选化合物是通式如下的对异氰酸酯反应活性的环状脲：
Figure 9619893600115
该对异氰酸酯反应活性的环状发泡促进剂的用量，以对异氰酸酯反应活性的物质的总量计，为0．1～99％，优选为1～60％(重量)。
另一些适用于所述优选方法的发泡剂，例如水或1巴下的沸点高于-50℃的惰性低沸点化合物。
作为发泡剂使用的水的用量可按照已知的方式选择以便使泡沫体的密度符合要求，典型的用量为，每100重量份反应组分，0．05-5重量份，然而加入达10％(重量)，或甚至高达20％(重量)的水，可作为本发明的一个特定实施方案。
合适的惰性发泡剂包括，例如烃类、二烷基醚、链烷酸烷基酯、脂族及环脂族氢氟烃、氢氯氟烃、氯氟烃及含氟醚。合适的烃类发泡剂包括低级脂族或环烃，如正戊烷、异戊烷、环戊烷、新戊烷、己烷及环己烷。
该方法优选地在金属盐催化剂存在下实施。优选的金属盐催化剂选自Ia及IIa族金属盐，更优选从Ia及IIa族金属羧酸盐中挑选。
特别合适的金属盐催化剂是乙酸钾及乙基己酸钾(如帝国化学工业公司供应的催化剂LB)。
金属盐催化剂的用量，以反应体系总量计，为0．01～3％(重量)。
为了降低闭孔的含量，特别是在冰箱空腔充填期间采取过量充填的条件下，可使用选自脂肪酸、脂肪酸胺、脂肪酸酰胺及脂肪酸酯的补充泡孔扩张剂。
本文所使用的术语“脂肪酸”是指含有7～100个碳原子，优选10～25个碳原子，最优选12～18个碳原子的有机羧酸(一元或二元羧酸)，它们可以是饱和的或不饱和的，脂族或环脂族的，未取代的或由诸如羟基之类的其他官能团所取代的。
可衍生出上述的附加泡孔扩张剂的合适脂肪酸包括月桂酸、肉豆蔻脑酸、棕榈油酸、棕榈酸、亚油酸、油酸、鲸蜡酸、硬脂酸。上述脂肪酸中一种或多种的共混物也是合适的。
可使用这些脂肪酸本身，也可使用其胺、酰胺或酯的形式。例如当脂肪酸对应于R-COOH时，其胺对应于R-NR’R”，酰胺对应于R-CO-NR’R”，酯对应于R-COOR’”，其中R’和R”代表氢或1～10个碳原子的烷基，R’”代表含有1～10个碳原子的烷基。既然酸可以是多官能的，同样，由其衍生的胺、酰胺及酯也可是多官能的(如脂肪酸二胺)。
也可使用由所述脂肪酸通过用诸如甘油或三羟甲基丙烷之类的试剂进行交联而衍生的聚酯，以及通过脂肪酸与诸如蔗糖或山梨醇之类的糖起反应获得的完全或部分酯化的产物，任选地，随后再进行乙氧基化或丙氧基化。
这些衍生的胺、酰胺及酯是优选使用的。
合适的脂肪酸衍生物泡孔扩张剂的例子包括动物脂二胺(它们是C16～C30二胺的复杂混合物)、动物脂二胺与诸如市售产品INT494／792／0、494／792／1、494／792／2及494／792／4之类的脂肪酸酯的混合物(由Munch Chemie-Labor供应)，以及下列脂肪酸二胺：C19H38(NH2)2、C23H46(NH2)2及C25H50(NH2)2。
上述以脂肪酸为基础的泡孔扩张剂的两种或更多种的混合物也可使用。
这些以脂肪酸为基础的附加泡孔扩张剂的用量可为泡沫体总量的0．1～20％(重量)，优选为0．5～5％(重量)，最优选为0．5～2％(重量)。
在使用这些以脂肪酸为基础的附加泡孔扩张剂的情况下，可使用胺催化剂来代替上述金属盐催化剂或同时并用。合适的叔胺催化剂的例子包括二甲基环己胺、二(二甲氨基乙基)醚、四甲基己二胺、三亚乙基二胺、N-甲基吗啉、五甲基二亚乙基三胺、四甲基乙二胺、1-甲基-4-二甲氨基乙基哌嗪、3-甲氧基-N-二甲基丙胺、N-乙基吗啉、二乙基乙醇胺、N-椰子基吗啉、N，N-二甲基-N’，N’-二甲基异丙基丙二胺、N，N-二乙基-3-二乙氨基丙胺、二甲基苄胺(如Polycat 8、9、5、43、BL11、BL17、Dabco T、DMP30、TMR，均由空气产品公司供应，还有Niax A1、A99、A107，均由联合碳化物公司供应)。优选的胺催化剂包括Polycat 5、Polycat 43、Polycat BL11、Polycat BL17、Dabco T、Niax A1、Niax A99及Niax A107。
胺催化剂的用量为泡沫体总量的0．1～1．5％(重量)。
该催化剂包可以是单独的金属盐催化剂(如催化剂LB)或是单独的胺催化剂(如Polycat 43或Cabco T)，或者是介于二者之间的任何组合(如催化剂LB与Niax A1的混合物)。
为了获得细泡孔开孔聚氨基甲酸酯泡沫塑料，如上面描述的不溶的氟化化合物可与对异氰酸酯反应活性的环状脲化合物及催化剂一起使用。
在实施制造开孔硬质聚氨基甲酸酯泡沫塑料的方法中，已知的一步法、预聚物或半预聚物技术，连同各种传统的混合法，均可使用。
有关本发明的各个方面，将结合下列实施例来予以说明，然而本发明不局限于这些实施例。
实例1
采用下表1中所列各种组分使立方体空腔内充满开孔硬质聚氨基甲酸酯泡沫塑料，其中
多元醇1是OH值为495mg KOH／g的聚醚多元醇；
多元醇2是OH值为1122mg KOH／g的多元醇；
多元醇3是OH值为540mg KOH／g的聚醚多元醇；
多元醇4是OH值为310mg KOH／g的聚醚多元醇；
多元醇5是OH值为52mg KOH／g的聚醚多元醇；
Tegostab B 8404及B 8406是Goldschmidt公司生产的硅氧烷表面活性剂；
催化剂LB是帝国化学工业公司供应的金属盐催化剂；
Fixapret NF是BASF公司供应的环状脲；
PF 5060是3M公司供应的全氟己烷；
SUPRASEC DNR是帝国化学工业公司供应的聚合MDI(SUPRASEC是帝国化学工业公司的一种商品名)。
空腔被抽真空至1毫巴，用绝缘气体充至100毫巴，再次抽真空至1毫巴并用该绝缘气体充至最高1000毫巴，然后密封。
在10℃下测定了热导率(标准ISO 2581，初期)(单位mW／mK)。
结果载于表2。
表1
    泡沫体1     泡沫体2
多元醇1   重量份     20     50
多元醇2   重量份     10
多元醇3   重量份     30     15
多元醇4   重量份     30
多元醇5   重量份     20     25
 Tegostab B 8406   重量份     4
 Tegostab B 8404   重量份     4
催化剂LB   重量份     0.1     3
 Fixapret NF   重量份     1.6     6.1
 PF 5060   重量份     4     6.8
水   重量份     0.15
 SUPRASEC DNR   重量份     153.7     231
芯密度     Kg/m3     57     31.3
闭孔含量     ％     0     1
表2
绝缘体 泡沫体1 泡沫体2
真空 5．1 6．4
空气 26．9 25．7
CO2 18．8
SF6 15．9 15．7
HFC 134a 15．9
HCFC 22／142b(40／60) 14．7
氪 13．9
实例2
用下表3所列组分制备了硬质聚氨基甲酸酯泡沫塑料，其中
多元醇A：OH数为490mg KOH／g、官能度为4．2的聚醚多元醇。
多元醇B：OH数为540mg KOH／g、官能度为3的聚醚多元醇。
MEG：单体乙二醇。
Arcol 1010：聚丙二醇(OH数为112mg KOH／g)，由Arco公司供应。
表面活性剂：一种硅氧烷表面活性剂。
Nonyl Phenol：一种烷氧基化壬基酚。
催化剂LB：帝国化学工业公司提供的金属盐催化剂。
泡孔扩张剂：Munch Chemie 494／792／2，是动物脂二胺与脂肪酸酯的共混物，Munch Chemie公司出品。
Fixapret NF：一种环状脲，BASF公司出品。
多异氰酸酯：一种聚合MDI组合物。
多元醇共混物的诸组分经称重(以克为单位)并在适当容器中借助摇动和搅拌充分混合均匀。一旦共混物混合均匀后，将容器密封并将共混物温度调节到30℃。
多异氰酸酯也调节到30℃，然后向涂焦油的适当容器中预称量加入248克多异氰酸酯。
将多异氰酸酯迅速加入到多元醇共混物中，并用如同在标准实验室泡沫体制备／试验中所使用的装有适当螺旋叶片的高剪切混合机(3000RPM)将反应混合物搅拌10秒钟。10秒钟后，将反应混合物中倒入加热到50℃的敞口金属箱模具中。倒入后，在不断起发的泡沫体上面放上浮动盖子以模拟受限模塑，而不是所谓自由起发发泡。经过一段时间(大于15分钟)后，将泡沫体从模具中取出，并让其在室温下固化24小时。过了这段时间之后，将泡沫体切割开以便测定其密度及闭孔含量。
密度测定是按照标准DIN53420进行的。制备的所有泡沫体的受限模塑密度均在35～40千克／立方米范围内。闭孔含量是按照标准BS4370，方法10进行的，采用的是市售的Micromeretics闭孔测量机。测定了受限模塑泡沫芯内以及靠近泡沫体表皮(约1厘米)的该受限模塑泡沫体表面区域的闭孔含量。依距离模具边缘的接近程度(测定点越接近模具边缘，闭孔含量越高)，测得了一系列不同的闭孔含量。
还按同样配方制作了自由起发泡沫体(因此，未加浮动盖)。制备的所有泡沫体的自由起发密度均在22～26千克／立方米范围内。也测定了这些自由起发泡沫体的闭孔含量。
又用固定盖代替浮动盖以模拟高度过量充填(约25％)制备了泡沫体。
结果载于表3。
这些结果表明，由于采用对异氰酸酯反应活性的环状脲与脂肪酸衍生物配合使用作为泡孔扩张剂，所获得的泡沫体具有较少的闭孔含量和较小的闭孔含量梯度，尤其是在高度过量充填条件下。因此，这些泡沫体配方非常适合用于充填按照本发明的热装置的空腔。
表3
泡沫体号     3     4
多元醇共混物
多元醇A   重量份     77     77
多元醇B   重量份     10     10
 MEG   重量份     5     5
 Arcol 1010   重量份     10     10
表面活性剂   重量份     1.0     1.0
 Nonyl Phenol   重量份     10     10
水   重量份     2     2
催化剂LB   重量份     2     2
泡孔扩张剂   重量份     3.5
 Fixapret NF   重量份     7.6     7.6
多异氰酸酯   重量份     248     248
闭孔含量
模塑泡沫体芯     ％     15-30     5-15
模塑泡沫表面     ％     40-80     10-30
自由起发泡沫体     ％     0-5     0-5
模塑泡沫体高度过量充填(25％)芯     ％     30-70     5-15

Claims (14)

1．一种制作热绝缘部件或包含此种部件的装置的方法，所述部件包含位于该部件内、外壁之间的开孔有机发泡绝缘材料芯，该方法包括如下步骤：
a)在部件内、外壁之间形成的空腔内将绝缘材料直接发泡；
b)对发泡的空腔抽真空；以及
c)用绝缘气态组合物对发泡空腔进行再充填。
2．按照权利要求1的方法，其中绝缘气态组合物的沸点低于10℃。
3．按照权利要求1或2的方法，其中绝缘气态组合物在部件的操作温度下的热导率低于25mW／mK。
4．按照以上权利要求中任何一项的方法，其中绝缘气态组合物不包含任何氯原子。
5．按照以上权利要求中任何一项的方法，其中绝缘气态组合物包含选自下列的绝缘气体：氪、氙、六氟化硫、1，1，1，2-四氟乙烷、1，1-二氯-1-氟乙烷、1-氯-1，1-二氟乙烷以及氯二氟甲烷。
6．按照以上权利要求中任何一项的方法，其中开孔有机发泡绝缘材料包含开孔硬质聚氨基甲酸酯或氨基甲酸酯改性聚三聚异氰酸酯泡沫塑料。
7．按照权利要求6的方法，其中开孔硬质聚氨基甲酸酯或氨基甲酸酯改性聚三聚异氰酸酯泡沫塑料是通过有机多异氰酸酯与多官能对异氰酸酯反应活性的组合物在通式如下的对异氰酸酯反应活性的化合物存在下制备的，
Figure 9619893600022
其中
Y是O或NR1，其中每个R1独立地是C1～C6低级烷基或由对异氰酸酯反应活性的基团取代的低级烷基；
每个R独立地是氢、C1～C6低级烷基或是(CH2)m-X，其中X是对异氰酸酯反应活性的基团，它们是OH或NH2；而m是0、1或2；以及
n是1或2；
其中条件是：R1或R之中至少一个是，或者包含对异氰酸酯反应活性的基团。
8．按照权利要求7的方法，其中通式(I)的化合物对应于
9．按照权利要求7或8的方法，其中该方法是在选自脂肪酸、脂肪酸胺、脂肪酸酰胺及脂肪酸酯的附加泡孔扩张剂存在下实施的。
10．按照权利要求9的方法，其中所述附加泡孔扩张剂包含动物脂二胺。
11．按照权利要求9或10的方法，其中所述附加泡孔扩张剂的用量是泡沫体总量的0．5～5％(重量)。
12．按照权利要求7～11中任何一项的方法，其中该方法是在金属盐催化剂和／或胺催化剂存在下实施的。
13．按照权利要求7～12中任何一项的方法，其中该方法是在不溶的氟化化合物存在下实施的。
14．可按以上权利要求中任何一项所定义的方法获得的热绝缘部件。
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