CN1313353A - 发泡剂共混物ir 3609 - Google Patents

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Abstract

提供一种泡沫发泡剂共混物,它包括5－50%(摩尔)HCFC－22和95－5%(摩尔)的正戊烷、异戊烷和/或环戊烷,以及含这样的共混物的多元醇预混物和聚氨酯泡沫组合物。

Description

发泡剂共混物IR 3609
本发明涉及(a)一氯二氟甲烷(“HCFC-22”或“22”)与(b)正戊烷(n-C5)、异戊烷(i-C5)和/或环戊烷(c-C5)的泡沫发泡剂共混物，还涉及含这样的共混物的多元醇预混物和聚氨酯泡沫组合物。
迄今，为满足市场对能量、可燃性和成本的要求，主要的聚氨酯泡沫发泡剂一直是1,1-二氯-1-氟乙烷(“141b”)。然而，同时141b的臭氧消耗潜能(“ODP”)较高，约为0.1。因此，许多泡沫材料生产商正在研究选择较低ODP的戊烷代替141b,如在“Hydrocarbon Blown Rigid Polyurethane Foam for the BoardstockIndustry-A NovelApproach”(发表在Polyureathanes Expo-98,September 17-20,1998)中，R.E.Berrier等指出的。然而，这种产品用于泡沫也有缺陷，例如高成本和高的泡沫中k-因素性能(因此，制成的泡沫材料的热绝缘性能差)。
如在美国专利4,636,529也曾揭示HCFC-22可用作泡沫发泡剂。当仅使用这一种发泡剂时，其有某些缺陷，如高约1700的地球变暖潜能(“GWP)和约0.055的ODP。
因此，期望提供生产另一种泡沫发泡剂，这种发泡剂克服了22或仅用戊烷在如ODP、GWP、成本和k-因素性能方面的缺陷。
本发明提供了泡沫发泡剂组合物，该组合物包括：(a)约5-50％(摩尔)一氯二氟甲烷和(b)约95-50％(摩尔)的戊烷，其选自正戊烷、异戊烷和环戊烷中的一种或多种，还提供了泡沫预混组合物，该预混组合物包括多元醇和上述的发泡剂共混物；以及聚氨酯泡沫组合物，该泡沫组合物包括含异氰酸酯的A部分和含多元醇的B部分，以及所有或部分上述发泡剂共混物。
已经发现，上述戊烷和HCFC-22的共混物克服了仅使用其中任一种时的缺陷。如下所述，最重要的是，发现相对于仅使用戊烷，加入相对少量的22可降低由这种共混物制成的泡沫材料的k-因素(因此可提高热绝缘性能)，同时还可利用戊烷的低ODP(零)和低GWP(例如环戊烷的GWP为11，而仅有22的GWP为1700)。其它优点包括降低仅使用戊烷的成本(尤其是环戊烷)，提高在原料如聚酯多元醇(polyesterpolyol)(尤其是对正戊烷和异戊烷)中的溶解度，并且由于HCFC-22不是挥发性有机化合物(VOC)，挥发性有机化合物含量小于纯的烃。
下面实施例表明，低温(0℃)时k-因素性能的未曾预料到的改进对许多泡沫应用如冰箱、冷冻机和冷冻储存设施特别明显。
如下面实施例所示，共混物中22的量宜根据具体的戊烷或戊烷混合物改变，但是一般在10-35％(摩尔)。
预混组合物中，以多元醇的重量为基准，发泡剂共混物的浓度范围一般在约2-60％(重量)(较好为5-40％(重量))。
聚氨酯泡沫组合物中，以聚氨酯泡沫组合物总重量为基准，共混物的有效浓度一般约为0.1-25％(重量)(较好为0.5-15％(重量))。
共混物中的戊烷组分和/或22组分可加入到A部分或B部分，或各部分中分布的部分中。还可以第三物料(与A部分或B部分完全分开)形式向泡沫设备加入发泡剂组合物。
预混物和泡沫配方的其它组分可以是常规使用的那些，这些组分和其比例为本领域技术人员公知。例如，催化剂、阻燃剂和表面活性剂通常为B部分的组分。
在下面非限制性实施例中详细说明本发明的实施。使用的配方(Iso指数都达到300)各含有170.51份M-489(可聚合的甲烷二苯基二异氰酸酯，可从Bayer Corporation购得)；100份T-2541(羟基值为240的聚酯多元醇，可从Kosa购得)；0.19份PC-5和0.33份PC-46(它们分别是五甲基二亚乙基三胺和乙二醇中的乙酸钾，是从AirProducts购得的催化剂)；2.98份K-15(二丙二醇中的辛酸钾，从Air Products购得的催化剂)；2份B-8462(聚硅氧烷-聚醚共聚物表面活性剂，可从Goldschmidt ChemicalCorporation购得)；10份AB-80(三(1-氯-2-丙基)磷酸酯阻燃剂，可从Albright & WilsonAmericas,Inc.购得)；和约24-25份发泡剂(其精确量具体列于下面，所有的份均以重量为基准)。
混合含异氰酸酯和75％发泡剂的A部分预混组分，并冷却至10℃。含多元醇、表面活性剂、阻燃剂和25％发泡剂的B部分预混组分也混合并冷却至10℃。
                                  表Ⅰ
               仅有戊烷发泡剂的比较例中的发泡剂份数
    i-C5     24.91     9.96     -     -
    c-C5      -     14.53     24.23     -
    n-C5      -      -     -     24.91
                                 表Ⅱ
      本发明实施例：有10％(摩尔)*22的发泡剂共混物中发泡剂份数
    i-C5     22.43     8.97      -     -
    c-C5     -     13.08     21.80     -
    n-C5     -      -     -     22.43
 HCFC-22     2.99     2.99     2.99     2.99
*例如，HCFC-22相对于戊烷的比例可改变为5、15和20％(摩尔)的HCFC-22。
制备泡沫时，混合A部分和B部分预混物20秒，随后注入催化剂混合物。持续混合15秒(只对i-C5/22共混物，对其它共混物，为减少起泡，仅持续混合10秒)，之后，将混合物倒入一箱体中。
然后，进行ASTM步骤，测定制得的泡沫在室温(24℃)和0℃时的(最初)k-因素(ASTM C518)。结果列于下表Ⅲ和Ⅳ。
                                表Ⅲ
       24℃时k-因素(BTU.in/ft2.hr.°F)(共混物中的％为％(摩尔))
对100％的n-C5     0.173
对5％/95％的22/n-C5的共混物     0.171
对10％/90％的22/n-C5的共混物     0.167
对100％的i-C5     0.167
对5％/95％的22/i-C5的共混物     0.164
对10％/90％的22/i-C5的共混物     0.164
对15％/85％的22/i-C5的共混物     0.163
对100％的c-C5     0.161
对10％/90％的22/c-C5的共混物     0.161
对20％/80％的22/c-C5的共混物     0.154
对100％的60/40的c-C5/i-C5的共混物     0.160
对5％/95％的22与60/40的c-C5/i-C5的共混物     0.160
对10％/90％的22与60/40的c-C5/i-C5的共混物     0.156
对20％/80％的22与60/40的c-C5/i-C5的共混物     0.151
                                表Ⅳ0℃时k-因素(BTU.in/ft2.hr.°F)(共混物中的％为％(摩尔))
对100％的n-C5     0.192
对5％/95％的22/n-C5的共混物     0.183
对10％/90％的22/n-C5的共混物     0.176
对100％的i-C5     0.177
对5％/95％的22/i-C5的共混物     0.165
对10％/90％的22/i-C5的共混物     0.160
对15％/85％的22/i-C5的共混物     0.157
对100％的c-C5     0.159
对10％/90％的22/c-C5的共混物     0.156
对20％/80％的22/c-C5的共混物     0.147
对100％的60/40的c-C5/i-C5的共混物     0.167
对5％/95％的22与60/40的c-C5/i-C5的共混物     0.166
对10％/90％的22与60/40的c-C5/i-C5的共混物     0.157
对20％/80％的22与60/40的c-C5/i-C5的共混物     0.148

Claims (9)

1．一种泡沫发泡剂组合物，该组合物包括：(a)约5-50％(摩尔)一氯二氟甲烷和(b)约95-50％(摩尔)的戊烷，它选自正戊烷、异戊烷和环戊烷中的一种或多种。
2．如权利要求1所述的组合物，其特征在于所述戊烷是异戊烷和环戊烷的混合物。
3．一种泡沫发泡剂组合物，该组合物包括：(a)约5-50％(摩尔)一氯二氟甲烷和(b)约95-50％(摩尔)的戊烷，它选自正戊烷和异戊烷中的一种或这两种。
4．一种泡沫预混组合物，该组合物包括多元醇和如权利要求1所述的泡沫发泡剂组合物。
5．一种泡沫预混组合物，该组合物包括多元醇和如权利要求2所述的泡沫发泡剂组合物。
6．一种泡沫预混组合物，该组合物包括多元醇和如权利要求3所述的泡沫发泡剂组合物。
7．一种聚氨酯泡沫组合物，该组合物包括异氰酸酯、多元醇和如权利要求1所述的泡沫发泡剂组合物，所述泡沫组合物具有(a)含异氰酸酯和任选的一部分泡沫发泡剂组合物的A部分，以及(b)含多元醇和余量泡沫发泡剂组合物的B部分。
8．一种聚氨酯泡沫组合物，该组合物包括异氰酸酯、多元醇和如权利要求2所述的泡沫发泡剂组合物，所述泡沫组合物具有(a)含异氰酸酯和任选的一部分泡沫发泡剂组合物的A部分，以及(b)含多元醇和余量泡沫发泡剂组合物的B部分。
9．一种聚氨酯泡沫组合物，该组合物包括异氰酸酯、多元醇和如权利要求3所述的泡沫发泡剂组合物，所述泡沫组合物具有(a)含异氰酸酯和任选的一部分泡沫发泡剂组合物的A部分，以及(b)含多元醇和余量泡沫发泡剂的组合物B部分。
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