DE60207139T2

DE60207139T2 - Schaumtreibmittelmischungen

Info

Publication number: DE60207139T2
Application number: DE60207139T
Authority: DE
Inventors: Jinhuang Norristown Wu; Richard M. Fogelsville Crooker; Douglas R. Norristown Dillon
Original assignee: Arkema Inc
Current assignee: Arkema Inc
Priority date: 2001-05-21
Filing date: 2002-01-23
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2022-01-24
Also published as: ATE309295T1; CN1203116C; US6358434B1; ES2250584T3; CA2368805A1; BR0200314A; EP1260543B1; EP1260543A1; DE60207139D1; CN1386782A; JP2002348399A; EP1260543B8

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Schaumtreibmittelmischungen von (a) 1,1-Dichlorethan („D11") mit (b) n-Pentan („n-C5"), i-Pentan („i-C5"), Cyclopentan (c-C5) oder einem i-C5/c-C5-Gemisch und Polyolvormischungen, die solche Mischungen enthalten. Die Schaumtreibmittelmischungen sind zur Herstellung von geschlossenzelligen Polymer(Isolierungs)-Schäumen mit verbesserter Feuerwiderstandsfähigkeit, zum Beispiel Polystyrol-, Phenol- und Polyurethanschäume, besonders nützlich.
Chlorfluorkohlenstoffe („CFCs") werden seit vielen Jahren als Treibmittel für starre, geschlossenzellige Isolierungsschäume verwendet, da sie zusätzlich zu einer guten thermischen Isolierung hervorragende Feuerwiderstandsfähigkeit bieten. Allerdings werden CFCs auslaufen gelassen, da sie für die Ozonschicht schädlich sein sollen. Es wurden Alternativen, die keinen Abbau der Ozonschicht bewirken, zum Beispiel Pentane, identifiziert, allerdings sind Pentane stark entflammbar und ihre resultierenden Schäume leiden an unerwünschtem Verhalten gegenüber Feuer. Für Pentantreibmittel wird es zunehmend schwierig, die strengen Anforderungen bezüglich des Feuerverhaltens zu erfüllen, sodass eine andere Alternative mit besserer Feuerwiderstandsleistungsfähigkeit erwünscht ist.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es werden Schaumtreibmittelzusammensetzungen bereitgestellt, wobei die Zusammensetzungen D11 und ein Pentan, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus n-C5, i-C5, c-C5 und einem i-C5/c-C5-Gemisch (vorzugsweise als äquimolares Gemisch), umfassen; und es werden auch Schaumvormischungszusammensetzungen bereitgestellt, die ein Polyol und die Treibmittelzusammensetzung umfassen. Ein weiterer Aspekt sind Schaumbildungsverfahren unter Verwendung der offenbarten Zusammensetzungen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Wir haben festgestellt, dass die vorstehenden Mischungen von Pentanen mit D11 die Feuerwiderstandsfähigkeit von mit Pentan geschäumten Schäumen. drastisch verbessern kann, obgleich D11 selbst entflammbar ist. Wie oben angegeben wurde, sind diese Mischungen zur Herstellung von geschlossenzelligen Polymer(Isolierungs)-Schäumen mit verbesserter Feuerwiderstandsfähigkeit, zum Beispiel Polystyrol-, Phenol- und Polyurethanschäume, nützlich.
D11 macht im Allgemeinen mehr als 10 mol-% der Mischungen, vorzugsweise 25–50 mol-%, aus. Die praktische Obergrenze für die Menge an D11 ist etwa 60–70 mol-%. Bei den bevorzugten Konzentrationen an D11 können auch Verbesserungen bei der k-Faktor-(und somit Isolierungs-)Leistungsfähigkeit auftreten.
In den Vormischungszusammensetzungen liegt die Treibmittelmischung typischerweise im Konzentrationsbereich von etwa 2–60 Gew.-% (vorzugsweise 5–40 Gew.-%), bezogen auf das Gewicht des Polyols, vor.
In Polyurethanschaumzusammensetzungen sind die effektiven Konzentrationen der Mischungen typischerweise etwa 0,1–25 Gew.-% (vorzugsweise 0,5–15 Gew.-%), bezogen auf das Gewicht der gesamten Polyurethanschaumformulierung.
Das Treibmittel kann zwischen der „A"- und „B"-Seite der Schaumzusammensetzung verteilt sein. Das Ganze oder ein Teil davon kann auch zur Zeit des Einspritzens zugesetzt werden.
Die anderen Komponenten der Vormischungs- und Schaumformulierungen können die sein, die üblicherweise verwendet werden; diese Komponenten und ihre Verhältnisanteile sind dem Fachmann gut bekannt. Beispielsweise sind feuerhemmende Mittel, oberflächenaktive Mittel und polyoltypische Komponenten der B-Seite, während die A-Seite in erster Linie aus Polyisocyanat besteht. Wasser wird häufig als Co-Treibmittel eingesetzt. Die A-Seite und die B-Seite werden typischerweise miteinander vermischt, gefolgt von einer Injektion des Katalysators, wonach das Gemisch in eine Form oder einen Kasten gegossen wird.
Die Durchführung der Erfindung wird in den folgenden nicht-limitierenden Beispielen detaillierter beschrieben. Die verwendeten Formulierungen (die alle einem Isoindex von 300 haben) enthielten jeweils 170,51 Teile M-489, ein polymeres Methandiphenyldiisocyanat, das von Bayer Corporation erhältlich ist; 100 Teile PS2352, ein Polyesterpolyol mit einer Hydroxylzahl von 230–250, erhältlich von Stepan Company; 0,16 Teile PC-5 und 0,29 Teile PC-46, die Pentamethyldiethylentriamin bzw. Kaliumacetat in Ethylenglykol sind, als Katalysatoren, erhältlich von Air Products; 2,57 Teile K-15, Kaliumoctoat in Dipropylenglykol, ein Katalysator, der von Air Products erhältlich ist; 2 Teile B-8462, ein Tensid aus Polysiloxanpolyether-Copolymer, erhältlich von Goldschmidt Chemical Corporation; 10 Teile AB-80, ein Tris(1-chlor-2-propyl)phosphat-feuerhemmendes Mittel, das von Rhodia, Inc. erhältlich ist und etwa 21–26 Teile Treibmittel, dessen genaue Menge in den Tabellen I und II unten angegeben sind; alle Teile sind Gewichtsteile.
Tabelle I – Teile an Treibmittel in Vergleichsbeispielen
Tabelle II – Teile und mol-% (an D11) an Treibmittel in erfindungsgemäßen Beispielen

Die A-Seite (M489) und die B-Seite (ein Gemisch aus Polyol, oberflächenaktiven Mitteln, feuerhemmenden Mitteln und Treibmitteln) wurden jeweils auf 10°C gekühlt, dann gemischt, wonach das Katalysatorgemisch injiziert wurde. Nach weiterem Mischen für etwa 15–18 Sekunden wurde das Gemisch in einen Kasten gegossen. Dann wurde an Proben der resultierenden Schäume ein Mobil 45-Test auf Feuerwiderstandsfähigkeit durchgeführt. Diese Testproben wurden gewogen, bevor sie einem Brenner ausgesetzt wurden und nachdem sie einem Brenner ausgesetzt worden waren; der prozentuale Gewichtsverlust wird errechnet. Je geringer der Gewichtsverlust ist, desto besser ist die Leistungsfähigkeit gegenüber Feuer. Die Resultate sind in Tabelle III gezeigt. Tabelle III – Mobil 45-Feuerwiderstandsfähigkeit, Resultate als %-Gewichtsverlust:

c-C5 allein:	9,8%
c-C5 mit 10 mol-% D11:	9,3%
c-C5 mit 25 mol-% D11:	5,5%
c-C5 mit 50 mol-% D11:	2,6%
c-C5/i-C5 allein:	8,8%
c-C5/i-C5 mit 50 mol-% D11:	2,2%
n-C5 allein:	9,1%
n-C5 mit 50 mol-% D11:	2,5%
i-C5 allein:	8,5%
i-C5 mit 50 mol-% D11:	2,8%

Claims

Schaumtreibmittelzusammensetzung, umfassend 1,1-Dichlorethan und ein Pentan, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus n-Pentan, i-Pentan, Cyclopentan und einem i-Pentan/Cyclopentan-Gemisch.
Schaumtreibmittelzusammensetzung, umfassend 1,1-Dichlorethan und ein Pentan, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus n-Pentan, i-Pentan, Cyclopentan und einem i-Pentan/Cyclopentan-Gemisch, wobei das 1,1-Dichlormethan mehr als 10 mol-% der Schaumtreibmittelzusammensetzung ausmacht.
Schaumtreibmittelzusammensetzung, umfassend 1,1-Dichlorethan und ein Pentan, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus n-Pentan, i-Pentan, Cyclopentan und einem i-Pentan/Cyclopentan-Gemisch, wobei das 1,1-Dichlormethan 25 bis 50 mol-% der Schaumtreibmittelzusammensetzung ausmacht.
Schaumvormischungszusammensetzung, umfassend ein Polyol und die Schaumtreibmittelzusammensetzung nach Anspruch 1.
Schaumvormischungszusammensetzung, umfassend ein Polyol und die Schaumtreibmittelzusammensetzung nach Anspruch 2.
Schaumvormischungszusammensetzung, umfassend ein Polyol und die Schaumtreibmittelzusammensetzung nach Anspruch 3.
Verfahren zur Herstellung eines Polymerschaums, wobei eine Zusammensetzung nach Anspruch 1, 2 oder 3 als Treibmittel verwendet wird.