KR100898520B1

KR100898520B1 - 펜타플루오로부탄의 공비성 조성물

Info

Publication number: KR100898520B1
Application number: KR1020037015723A
Authority: KR
Inventors: 보그단메리씨.; 쿡케인디.; 팜항티.; 크노펙게리엠.; 싱라지브알.
Original assignee: 허니웰 인터내셔널 인코포레이티드
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2002-06-03
Publication date: 2009-05-20
Also published as: WO2002098528A1; EP1425075A1; TW588080B; AU2002310252B2; CN1246063C; JP2005504133A; KR20040012884A; EP1425075A4; US20030022802A1; US6686326B2; JP4443921B2; CN1529625A

Abstract

1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄, 물 및 n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, n-헥산 및 이소헥산으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 탄화수소를 포함하여 이루어진 공비성 조성물이 개시되며, 상기 조성물은 냉매, 에어로졸 추진제, 칭량된 분량의 흡입제, 중합체 발포물용 발포제, 열전달매체 및 기상 유전체로 사용하기에 환경적으로 바람직한 것이다.

1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄, 물, 탄화수소, 공비성 조성물

Description

펜타플루오로부탄의 공비성 조성물{Azeotrope-like Compositions of Pentafluorobutane}

본 발명은 플루오로카본, 하이드로카본 및 물을 포함하는 새로운 조성물에 관한 것이다.

플루오로카본 기초 유체는 냉매, 에어로졸 추진제, 발포제(blowing agent), 열전달매체 및 기상 유전체를 포함하는 여러 산업 적용처에 광범위하게 사용되어 왔다. 몇몇 이들 유체의 사용과 관련된 의심스로운 환경문제로 인하여, 하이드로플루오로카본("HFC's")과 같은 오존 고갈 잠재성이 낮거나 혹은 없는 유체의 사용이 요구된다.

따라서, 클로로플루오로카본("CFC's") 혹은 하이드로클로로플루오로카본("HCFCs")를 함유하지 않는 유체를 사용하는 것이 바람직하다. 더욱이, 끓거나 증발시 분류(fractionate)되지 않는 단일 성분 유체 혹은 공비 혼합물을 사용하는 것이 바람직한 것으로 알려져 있다. 그러나, 새로운, 환경 적으로 안전하며, 비-분류(non-fractionating)되는 혼합물의 제조는 공비물의 형성이 쉽게 예측되지 않음으로 어렵다.

이 기술분야에서는 CFC's 및 HCFCs를 대체할 수 있으며, 이들 보다 환경적으로 보다 안전한 새로운 플루오로카본 기초 혼합물이 개발이 요구되어 왔다. 특히, 오존 고갈 잠재성이 낮거나 혹은 없는 플루오로카본 및 비-플루오로카본을 포함하는 배합물 혹은 혼합물이 특히 관심의 대상이 되고 있다. 이와 같은 혼합물이 본 발명의 대상이다. 본 명세서에서 사용된 용어 플루오로카본은 CFCs 및 HCFCs를 포함한다.

도 1은 HFC-365mfc, 이소헥산 및 물을 포함하는 3원 혼합물에 대한 끓는점 곡선을 나타내는 그래프이다.

본 발명자들은 CFCs 및 HCFCs에 대한 대체물로서 유용한 몇몇 조성물을 개발하였다. 일 구현에서, 본 발명은 펜타플루오로부탄, 물 및 n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, n-헥산 및 이소헥산으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 탄화수소를 포함하는 공비성 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 바람직한 조성물은 현재 사용되는 CFC's 및 HCFC's에 대한 환경적으로 바람직한, 오존 고갈 잠재성이 제로(0)인 대체물을 제공한다. 더욱이, 본 발명의 조성물은 HFC-365mfc, n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, n-헥산, 이소헥산 혹은 물 단독의 어떠한 물질보다 조성물을 보다 우수한 CFC 및 HCFC 대체물이 되도록 한다.

조성물

본 발명의 조성물은 공비성 조성물이다. 본 명세서에서 사용된 용어 "공비성(azeotrope-like)"은 엄격한 의미에서 공비(azeotropic) 조성물 및 공비 혼합물과 같이 거동하는 조성물 모두를 포함하는 광범위한 의미로 이해된다.

기본적인 원리로, 유체의 열역학적 상태는 압력, 온도, 액체 조성 및 기체 조성으로 정의된다. 공비혼합물은 주어진 압력 및 온도에서 액체 조성과 기체조성이 동일한 둘 또는 그 이상의 성분으로된 시스템이다. 실제로, 이는 공비혼합물의 성분들이 일정한 끓는점을 갖거나 혹은 상변화도중 분리되지 않음을 의미한다.

공비성 조성물은 일정한 끓는점을 갖거나 혹은 본질적으로 일정한 끓는점을 갖는 것이다. 즉, 공비성 조성물에서, 끓거나 혹은 증발도중에 형성된 증기의 조성은 본래의 액체조성과 동일하거나 혹은 실질적으로 동일하다. 따라서, 끓거나 증발시, 액체 조성은 변한다 하더라도, 극소 혹은 무시할 수 있을 정도로 변화된다. 이 는 끓거나 증발도중, 액체 조성이 상당한 정도로 변화하는 비-공비성 조성물과 대조되는 것이다. 상기한 범위내에서 뿐만 아니라 범위밖의 특정한 조성범위의 본 발명의 모든 공비성 조성물은 공비성이다.

본 발명의 공비성 조성물은 새로운 공비 혹은 공비성 시스템을 형성하지 않는 부가적인 성분 혹은 제 1 증류 컷(cut)에 포함되지 않는 부가적인 성분을 포함할 수 있다. 상기 제 1 증류 컷은 총 환류 조건에서 증류 컬럼이 안정한 상태의 작동을 나타낸 후, 처음으로 취하여진 분량(컷(cut))이다. 임의의 성분의 첨가가 본 발명의 범위에서 벗어나 새로운 공비 혹은 공비성 시스템을 형성하는지 여부를 결정하는 일 방법은 비-공비 혼합물이 이들 각각의 성분으로 분리될 것으로 예상되는 조건하에서 상기 성분을 갖는 조성물의 샘플을 증류하는 것이다. 부가 성분을 포함하는 혼합물이 비-공비 혹은 비-공비성이면, 상기 부가 성분은 공비(azeotropic) 혹은 공비성(azeotropic-like) 성분으로 부터 분별(fractionate)될 것이다. 혼합물이 공비성이면, 일정한 끓는점을 갖거나, 단일 물질처럼 거동하는 모든 혼합물 성분을 포함하는 소량의 제 1 증류컷이 얻어질 것이다.

이로부터, 공비성 조성물의 다른 특징은 공비성 혹은 끓는점이 같도록 동일한 성분들을 다른 비율로 함유하는 조성범위가 있다는 것이다. 이와 같은 모든 조성은 용어 "공비성(azeotrope-like)" 및 "일정한 끓는점(constant boiling)"에 포함된다. 예로서, 압력변화시, 주어진 공비물의 조성은 조성물의 끓는점이 변화됨에 따라 적어도 조금은 변할 것이다. 따라서, A 와 B의 공비물은 독특한 타입의 관계를 나타내나, 온도 및/또는 압력에 따라 조성이 변화된다. 이는 공비성 조성물에서, 동일한 성분을 공비성인 변화되는 다른 비율로 포함하는 조성범위가 있음을 나타내는 것이다. 모든 이와같은 조성은 본 발명에서 사용된 용어 공비성에 포함되는 것으로 의도된다.

펜타플루오로부탄/n-펜탄/물

본 발명의 일 구현에 있어서, HFC-365mfc, n-펜탄 및 물을 포함하는 공비성 조성물이 제공된다. 바람직하게, 본 발명의 새로운 공비성 조성물은 유효량의 HFC-365mfc, n-펜탄 및 물을 포함한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "유효량(effective amounts)"는 다른 성분 혹은 성분들과의 배합시 본 발명의 공비성 조성물을 형성하는 각 성분의 양을 말한다.

이들 구현에서, HFC-365mfc 약 10-98중량%, n-펜탄 약 1-80중량% 및 물 약 1-80중량%를 포함하여 이루어지고, 바람직하게는 이들로 본질적으로 구성되는 공비성 조성물이 제공된다. 이와 같은 조성물은 약 760mmHg에서 끓는점이 약 36℃±4℃, 바람직하게는 ±2℃, 보다 바람직하게는 ±1℃임을 특징으로 한다.

상기 구현의 바람직한, 보다 바람직한, 그리고 가장 바람직한 조성물을 표 1에 나타내었다. 표 1에서의 수치 범위는 용어 "약"을 포함하는 것으로 이해된다.

[표 1]

성분	바람직한 범위 (중량%)	보다 바람직한 범위 (중량%)	가장 바람직한 범위 (중량%)
HFC-365mfc	10-98	40-98	60-98
n-펜탄	80-1	40-1	30-1
물	80-1	40-1	30-1

펜타플루오로부탄/이소펜탄/물

본 발명의 일 구현에 있어서, HFC-365mfc, 이소펜탄 및 물을 포함하는 공비성 조성물이 제공된다. 바람직하게, 본 발명의 새로운 공비성 조성물은 유효량의 HFC-365mfc, 이소펜탄 및 물을 포함한다.

이들 구현에서, HFC-365mfc 약 10-98중량%, 이소펜탄 약 1-80중량% 및 물 약 1-80중량%를 포함하여 이루어지고, 바람직하게는 이들로 본질적으로 구성되는 공비성 조성물이 제공된다. 이와 같은 조성물은 약 760mmHg에서 끓는점이 약 36℃±4℃, 바람직하게는 ±2℃, 보다 바람직하게는 ±1℃임을 특징으로 한다.

상기 구현의 바람직한, 보다 바람직한, 그리고 가장 바람직한 조성물을 표 2에 나타내었다. 표 2에서의 수치 범위는 용어 "약"을 포함하는 것으로 이해된다.

[표 2]

성분	바람직한 범위 (중량%)	보다 바람직한 범위 (중량%)	가장 바람직한 범위 (중량%)
HFC-365mfc	10-98	40-98	60-98
이소펜탄	80-1	40-1	30-1
물	80-1	40-1	30-1

펜타플루오로부탄/시클로펜탄/물

본 발명의 일 구현에 있어서, HFC-365mfc, 시클로펜탄 및 물을 포함하는 공비성 조성물이 제공된다. 바람직하게, 본 발명의 새로운 공비성 조성물은 유효량의 HFC-365mfc, 시클로펜탄 및 물을 포함한다.

이들 구현에서, HFC-365mfc 약 10-98중량%, 시클로펜탄 약 1-80중량% 및 물 약 1-80중량%를 포함하여 이루어지고, 바람직하게는 이들로 본질적으로 구성되는 공비성 조성물이 제공된다. 이와 같은 조성물은 약 760mmHg에서 끓는점이 약 36℃±4℃, 바람직하게는 ±2℃, 보다 바람직하게는 ±1℃임을 특징으로 한다.

상기 구현의 바람직한, 보다 바람직한, 그리고 가장 바람직한 조성물을 표 3에 나타내었다. 표 3에서의 수치 범위는 용어 "약"을 포함하는 것으로 이해된다.

[표 3]

성분	바람직한 범위 (중량%)	보다 바람직한 범위 (중량%)	가장 바람직한 범위 (중량%)
HFC-365mfc	10-98	40-98	60-98
시클로펜탄	80-1	40-1	30-1
물	80-1	40-1	30-1

펜타플루오로부탄/n-헥산/물

본 발명의 일 구현에 있어서, HFC-365mfc, n-헥산 및 물을 포함하는 공비성 조성물이 제공된다. 바람직하게, 본 발명의 새로운 공비성 조성물은 유효량의 HFC-365mfc, n-헥산 및 물을 포함한다.

이들 구현에서, HFC-365mfc 약 10-98중량%, n-헥산 약 1-80중량% 및 물 약 1-80중량%를 포함하여 이루어지고, 바람직하게는 이들로 본질적으로 구성되는 공비성 조성물이 제공된다. 이와 같은 조성물은 약 760mmHg에서 끓는점이 약 36℃±4℃, 바람직하게는 ±2℃, 보다 바람직하게는 ±1℃임을 특징으로 한다.

상기 구현의 바람직한, 보다 바람직한, 그리고 가장 바람직한 조성물을 표 4에 나타내었다. 표 4에서의 수치 범위는 용어 "약"을 포함하는 것으로 이해된다.

[표 4]

성분	바람직한 범위 (중량%)	보다 바람직한 범위 (중량%)	가장 바람직한 범위 (중량%)
HFC-365mfc	10-98	40-98	60-98
n-헥산	80-1	40-1	30-1
물	80-1	40-1	30-1

펜타플루오로부탄/이소헥산/물

본 발명의 일 구현에 있어서, HFC-365mfc, 이소헥산 및 물을 포함하는 공비성 조성물이 제공된다. 바람직하게, 본 발명의 새로운 공비성 조성물은 유효량의 HFC-365mfc, 이소헥산 및 물을 포함한다.

이들 구현에서, HFC-365mfc 약 10-98중량%, 이소헥산 약 1-80중량% 및 물 약 1-80중량%를 포함하여 이루어지고, 바람직하게는 이들로 본질적으로 구성되는 공비성 조성물이 제공된다. 이와 같은 조성물은 약 760mmHg에서 끓는점이 약 36℃±4℃, 바람직하게는 ±2℃, 보다 바람직하게는 ±1℃임을 특징으로 한다.

상기 구현의 바람직한, 보다 바람직한, 그리고 가장 바람직한 조성물을 표 5에 나타내었다. 표 5에서의 수치 범위는 용어 "약"을 포함하는 것으로 이해된다.

[표 5]

성분	바람직한 범위 (중량%)	보다 바람직한 범위 (중량%)	가장 바람직한 범위 (중량%)
HFC-365mfc	10-98	40-98	60-98
이소헥산	80-1	40-1	30-1
물	80-1	40-1	30-1

본 발명의 상기 구현에 대한 끓는점 곡선을 도 1에 나타내었다. 표 6에 본 발명의 바람직한 구현에 따른 HFC-365mfc/이소헥산/물에 대한 끓는점 데이타를 나타내었다.

조성물의 용도

본 발명의 조성물은 CFCs 및 HCFCs에 대한 대체물로서 광범위하게 사용될 수 있다. 예를들어, 본 발명의 조성물은 용매, 발포제(blowing agent), 냉매, 세척제 및 에어로졸로 유용하게 사용된다.

본 발명의 일 구현은 본 발명의 하나 이상의 공비성 조성물을 포함하는 발포제에 관한 것이다. 다른 구현에서, 본 발명은 발포 조성물을 제공하며, 바람직하게는 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트 발포 조성물 및 발포물 제조방법을 제공한다. 이와 같은 발포물에서, 하나 이상의 본 발명의 공비성 조성물이 발포 조성물에 발포제로 포함되며, 상기 발포성 조성물은 바람직하게는 이 기술분야에 잘 알려져 있는 바와 같이, 적합한 조건에서 반응 및 발포하여 발포물 혹은 셀형(cellular) 구조를 형성할 수 있는 하나 또는 그 이상의 부가적인 성분을 포함한다. 본 발명의 방법은 바람직하게는 이와 같이 발포가능한 조성물을 제공하는 단계 및 이를 발포물 및 바람직하게는 폐쇄된 셀 발포물을 얻기에 효과적인 조건하에서 반응시키는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한, 본 발명의 공비성 조성물을 포함하는 발포제를 함유하는 중합체 발포 배합물로 부터 제조된 발포물 및 바람직하게는 폐쇄 셀 발포물(closed cell foam)에 관한 것이다.

본 명세서에 참조문헌으로 편입된 "Polyurethanes Chemistry and Technology," Volumes Ⅰ 및 Ⅱ, Saunders and Frisch, 1962, John Wiley and Sons, New York, NY에 기재되어 있는 바와 같이 이 기술분야에 잘 알려져 있는 어떠한 방법이 본 발명의 발포물 구현과 관련하여 사용되거나 혹은 사용에 적용될 수 있다. 일반적으로, 이와 같은 바람직한 방법은 이소시아네이트, 폴리올 혹은 폴리올 혼합물, 하나 이상의 본 발명의 조성물을 포함하는 발포제 혹은 발포제 혼합물, 및 촉매, 계면활성제 및 임의의 방염제, 착색제 혹은 다른 첨가제와 같은 다른 물질을 배합하여 폴리우레탄 혹은 폴리이소시아누레이트 발포물을 제조하는 것이다. 많은 적용처에서 폴리우레탄 혹은 폴리이소시아누레이트 발포물 성분을 예비-혼합된 배합물로 제공하는 것이 편리한다. 가장 전형적으로, 상기 발포 배합물은 두성분으로 예비-혼합된다. 상기 이소시아네이트 및 임의의 특정한 계면활성제 및 발포제는 통상적으로 "A성분"으로 불리는 제 1성분을 이룬다. 상기 폴리올 혹은 폴리올 혼합물, 계면활성제, 촉매, 발포제, 방염제 및 다른 이소시아네이트 반응성분은 통상적으로 "B성분"으로 불리는 제 2성분을 이룬다. 따라서, 폴리우레탄 혹은 폴리이소시아누레이트 발포물은 소량제조시에는 수동혼합으로 그리고 블록(blocks), 슬랩(slabs), 라미네이트, 적소 공급용 패널(pour-in-place panels) 및 다른 품목, 분무 적용되는 발포물, 포말(froths)등을 형성하기 위해서는 바람직하게 기계혼합법으로 A 및 B 부성분을 서로 배합함으로써 쉽게 제조된다. 임의로, 방염제, 착색제, 보조 발포제 및 심지어 다른 폴리올과 같은 다른 성분은 제 3 스트림으로 혼합 헤드 혹은 반응 사이트에 첨가될 수 있다. 그러나, 가장 편리하게는, 이들을 모두 상기한 바와 같이 하나의 B-성분에 편입하는 것이다.

본 발명의 조성물을 사용하여 또한, 열가소성 발포물을 제조할 수 있다. 예를들어, 통상의 발포 폴리우레탄 및 이소시아누레이트 배합물은 통상의 방법으로 공비성-조성물과 배합하여 경성 발포물로 제조될 수 있다.

본 발명의 HFC-365mfc를 포함하는 공비성 혼합물은 HFC-365mfc로 발포된 발포물이 저온에서의 비교적 낮은 초기 및 노화 열전도도 및 우수한 치수안정성을 갖음으로 발포용 발포제로 특히 적합하다. 특히 관심의 대상이되는 본 발명의 공비성 조성물은 나아가, 예를들어, 다른 하이드로플루오로카본, 예를들어, 디플루오로메탄(HFC-32); 디플루오로에탄(HFC-152); 트리플루오로에탄(HFC-143); 테트라플루오로에탄(HFC-134); 펜타플루오로에탄(HFC-125); 펜타플루오로프로판(HFC-245); 헥사플루오로프로판(HFC-236); 헵타플루오로프로판(HFC-227); 및 비활성 가스, 예를들어, 공기, 질소, 이산화탄소와 같은 다른 오존 고갈 잠재성이 제로(0)인 물질을 임의로 포함하는 것이다. 상기한 하이드로플루오로탄소의 이성질체가 존재하는 경우, 각각의 이성질체가 단독으로 혹은 혼합물 형태로 사용될 수 있다.

분산제, 셀 안정화제(cell stabilizer) 및 계면활성제가 또한, 발포제 혼합물에 편입될 수 있다. 실리콘 오일로 보다 더 잘 알려진 계면활성제가 셀 안정화제로서 첨가된다. 몇몇 대표적인 물질이 DC-193, B-8404 및 L-5340의 상품명으로 판 매되고 있으며, 이들은 일반적으로 U.S. 특허 제 2,834,748, 2,917,480, 및 2,846,458에 개시되어 있는 것과 같은 폴리실록산 폴리옥시알킬렌 블록 공-중합체이다. 발포제 혼합물에 대한 다른 임의의 첨가제로는 트리(2-클로로에틸)포스페이트, 트리(2-클로로프로필)포스페이트, 트리(2,3-디브로모프로필)-포스페이트, 트리(1,3-디클로로프로필)포스페이트, 디암모늄 포스페이트, 다양한 할로겐화 방향족 화합물, 안티모니 산화물, 알루미늄 트리하이드레이트, 폴리비닐 클로라이드등과 같은 방염제를 포함할 수 있다.

다른 구현에서, 본 발명의 공비성 조성물은 분사가능한 조성물에 추진제로써 단독으로 혹은 다른 알려져 있는 추진제와의 배합으로 사용될 수 있다. 상기 분사가능한 조성물은 분사되는 물질 및 본 발명의 공비성 조성물을 포함하는, 본질적으로 구성되는, 및 구성되는 추진제를 포함하며, 본질적으로 구성되며, 구성된다. 비활성 성분, 용매 및 다른 물질이 또한, 분사가능한 혼합물에 존재할 수 있다. 바람직하게, 상기 분사가능한 조성물은 에어로졸이다. 분사되는 적합한 물질로는 이로써 한정하는 것은 아니나, 방취제(deodorants), 향료, 헤어 스프레이, 청정제(cleansers) 및 광택제(polishing agents)와 같은 미용재료(cosmetic materials) 뿐만 아니라, 항천식(anti-asthma)제 및 항구취(anti-halitosis)제와 같은 약재를 포함한다.

다른 공정 구현에서, HFC-365mfc에서 물을 제거하는 방법이 제공되며, 이 방 법은 HFC-365, 물 및 n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, n-헥산, 및 이소헥산으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 하이드로플루오로카본으로된 혼합물을 증류하여 HFC-365, 공비성 조성물의 하이드로플루오로카본 및 물로 본질적으로 구성되는 공비성 조성물을 분리하는 것을 포함한다. 따라서, HFC-365, 물 및 n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, n-헥산, 및 이소헥산 공비물로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 하이드로플루오로카본으로 구성되는 공비성 혼합물은 HFC-365mfc 제조공정에서 벌크양(bulk amount)의 물을 제거하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 다른 구현에서, 상기 증류단계를 행하기전에 HFC-365, 물 및 n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, n-헥산, 및 이소헥산으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 하이드로플루오로카본으로된 혼합물을 상분리하여 벌크양의 물을 제거하는 방법이 제공된다. HFC-365mfc상에서 잔류양의 물은 공비물의 존재로 인하여 증류제거될 수 있다. 흔적양의 물과 함께 다른 불순물을 제거하여 원하는 순도를 달성하기 위해 후속적인 증류 및 다중 증류가 사용될 수 있다.

본 발명에 의한 조성물의 성분들은 상업적으로 이용가능한 알려져 있는 물질이거나 혹은 알려져 있는 방법으로 제조할 수 있다. 바람직하게, 상기 성분들은 시스템의 냉각특성 혹은 가열특성, 일정한 끓음특성 혹은 발포제 특성에 대한 불리한 작용이 도입되지 않도록 충분히 고순도인 것이어야 한다. 계측량 흡입기의 경우, 이들 물질의 제조에 적합한 현재의 우수한 제조공정이 사용될 수 있다.

부가적인 성분이 필요에 따라 본 발명의 공비성 조성물의 특성을 조절하기 위해 첨가될 수 있다. 예로서, 본 발명의 조성물이 냉매로 사용되는 경우에 오일 용해 보조제가 첨가될 수 있다. 본 발명에 의한 조성물의 특성을 개선하기 위해 안정화제 및 다른 물질이 또한, 첨가될 수 있다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 다만, 하기 실시예로 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

실시예 1

상부에 콘덴서가 장착된 진공 재킷된(jacketed) 튜브로 구성된 비등계(ebulliometer)를 사용하였다. 약 20g의 HFC-365mfc를 비등계에 장입한 후, 이소헥산을 조금씩 측정량을 증가시키면서 첨가하고, 물을 조금씩 측정량을 증가시키면서 첨가하였다. HFC-365mfc에 이소헥산과 물이 첨가된 경우에 온도가 떨어졌으며, 이는 3성분의 최소 끓는점을 갖는 공비물이 형성됨을 나타내는 것이다. 약 0.1∼30중량%의 이소헥산 및 약 0.1∼30중량%의 물에서, 조성물의 끓는점이 약 3℃이하로 변화되었다. 표 6에 나타낸 3성분 혼합물에 대하여 조사하였으며, 상기 조성물의 끓는점이 약 3℃ 변화되었다. 따라서, 상기 조성물은 상기 범위에서 공비 및/또는 공비성의 특성을 나타내는 것이다. 도 1은 표 6의 끓는점 데이타를 그래프로 나타낸 것이다.

[표 6]

실시예 2

상부에 콘덴서가 장착된 진공 재킷된(jacketed) 튜브로 구성된 비등계를 사용하였다. 약 20g의 HFC-365mfc를 비등계에 장입한 후, n-펜탄을 조금씩 측정량을 증가시키면서 첨가하고, 물을 조금씩 측정량을 증가시키면서 첨가하였다. HFC-365mfc에 n-펜탄과 물이 첨가된 경우에 온도가 떨어졌으며, 이는 3성분의 최소 끓는점을 갖는 공비물이 형성됨을 나타내는 것이다. 약 0.1∼30중량%의 n-펜탄 및 약 0.1∼30중량%의 물에서, 조성물의 끓는점이 약 3℃이하로 변화되었다. 따라서, 상기 조성물은 상기 범위에서 공비(azetrope) 및/또는 공비성(azetrope-like)의 특성을 나타내는 것이다.

실시예 3

상부에 콘덴서가 장착된 진공 재킷된(jacketed) 튜브로 구성된 비등계를 사용하였다. 약 20g의 HFC-365mfc를 비등계에 장입한 후, 시클로펜탄을 조금씩 측정량을 증가시키면서 첨가하고, 물을 조금씩 측정량을 증가시키면서 첨가하였다. HFC-365mfc에 시클로펜탄과 물이 첨가된 경우에 온도가 떨어졌으며, 이는 3성분의 최소 끓는점을 갖는 공비물이 형성됨을 나타내는 것이다. 약 0.1∼30중량%의 시클로펜탄 및 약 0.1∼30중량%의 물에서, 조성물의 끓는점이 약 3℃이하로 변화되었다. 따라서, 상기 조성물은 상기 범위에서 공비 및/또는 공비성의 특성을 나타내는 것이다.

실시예 4

상부에 콘덴서가 장착된 진공 재킷된(jacketed) 튜브로 구성된 비등계를 사용하였다. 약 20g의 HFC-365mfc를 비등계에 장입한 후, n-헥산을 조금씩 측정량을 증가시키면서 첨가하고, 물을 조금씩 측정량을 증가시키면서 첨가하였다. HFC-365mfc에 n-헥산과 물이 첨가된 경우에 온도가 떨어졌으며, 이는 3성분의 최소 끓는점을 갖는 공비물이 형성됨을 나타내는 것이다. 약 0.1∼30중량%의 n-헥산 및 약 0.1∼30중량%의 물에서, 조성물의 끓는점이 약 3℃이하로 변화되었다. 따라서, 상기 조성물은 상기 범위에서 공비 및/또는 공비성의 특성을 나타내는 것이다.

실시예 5

상부에 콘덴서가 장착된 진공 재킷된(jacketed) 튜브로 구성된 비등계를 사용하였다. 약 20g의 HFC-365mfc를 비등계에 장입한 후, 이소펜탄을 조금씩 측정량을 증가시키면서 첨가하고, 물을 조금씩 측정량을 증가시키면서 첨가하였다. HFC-365mfc에 이소펜탄과 물이 첨가된 경우에 온도가 떨어졌으며, 이는 3성분의 최소 끓는점을 갖는 공비물이 형성됨을 나타내는 것이다. 약 0.1∼30중량%의 이소펜탄 및 약 0.1∼30중량%의 물에서, 조성물의 끓는점이 약 3℃이하로 변화되었다. 따라서, 상기 조성물은 상기 범위에서 공비 및/또는 공비성의 특성을 나타내는 것이다.

실시예 6

본 실시예는 본 발명의 발포제 조성물을 사용하여 제조된 발포물과 관련된 열에 대한 데이타를 나타내는 것이다.

하기 물질이 실시예 6 및 비교예 1에 사용되었다.

폴리올 : OH값(OH number)이 240인 폴리에스테르 폴리올. 이는 Stepan에서 상업적으로 이용가능하다.

이소펜탄: Phillips 66 Company에서 Borger Isopentane으로 이용가능한 2-메틸부탄.

HFC-365mfc: Solvay에서 이용가능한 1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄.

계면활성제 A: Goldschmidt에서 상업적으로 이용가능한 폴리실록산 폴리에테르 공중합체.

촉매 A: Air Products에서 상업적으로 이용가능한 무기 포타슘 기초 아민.

촉매 B: Air Products에서 상업적으로 이용가능한 삼합체화 촉매(trimerization catalyst).

두가지 발포물("Job #00-26-1" 및 "Job #00-26-2")를 통상 "수동혼합(handmixing)"으로 불리는 일반적인 방법으로 제조한다. 각각의 발포제 혹은 발포제 쌍(pair)에 대하여, 폴리올, 계면활성제 및 촉매의 예비혼합물을 표 7 에 나타낸바와 동일한 비율로 제조한다. 각각의 배합물 약 100g을 배합한다. 상기 예비혼합물을 32oz 도료 캔(can)에서 혼합하고, 약 1500rpm으로 Conn 2" 직경의 ITC 혼합기를 사용하여 균일한 혼합물이 될 때까지 교반한다.

혼합완료시, 상기 캔을 덮고, 50℉로 조절된 냉장고에 넣었다. 상기 발포물 발포제 혹은 발포제의 예비-혼합쌍을 또한, 50℉의 가압 용기에 저장한다. A성분은 70℉의 밀봉 용기에 저장한다.

상기 예비-냉각된 발포제를 상기 예비 혼합물에 필요한 양으로 첨가한다. 내용물을 1000rpm으로 회전하는 Conn 2" ITC 혼합 블레이드로 2분간 교반한다. 그 후, 상기 혼합 용기 및 내용물을 재-칭량한다. 중량손실이 있으면, 발포제 혹은 혼합물을 용액에 첨가하여 어떠한 중량손실을 보충한다. 그 후, 상기 캔을 덮어서 냉장고에 넣는다.

내용물이 다시 50℉로 냉각된 후, 약 10분, 냉장고에서 혼합 용기를 제거하고 혼합 장소에 취한다. A-성분, 이소시아누레이트의 예비-칭량 부분을 B-성분에 빨리 첨가하고, 성분들을 3000rpm으로 Conn 2" 직경의 ITC 혼합 블레이드를 사용하여 10초간 혼합하고 8"x8"x4" 카드보드 케익 상자에 붓고, 솟아 오르도록 한다. 크림(cream), 개시(initiation), 겔 및 점성이 없는 시간을 각각의 폴리우레탄 발포 샘플에 대하여 기록한다.

상기 발포물을 최소 24시간동안 실온으로 상자에서 경화되도록 한다. 경화 후, 블록을 균일한 크기로 손질하고, 밀도를 측정한다.

평균온도 36.5℃로 하여 ASTM C518에 따라 상기 발포물의 k-값(k-factor)에 대하여 시험한다. k-값 결과를 하기 표 7에 나타내었다.

[표 7]

Job #	00-26-1	00-26-2
성분	중량%	중량%
폴리올	78.7	79.1
계면활성제	1.6	1.6
촉매 A	0.4	0.5
촉매 B	3.0	4.4
물	1.4	2.2
HFC-365mfc	10.1	8.2
이소펜탄	4.8	4.0
인덱스	250	250

밀도	2.05	2.05

공정온도 (이소/폴리올)(℉)	70/50	70/50

k-값
36.5℉	0.147	0.172

비교예 1

3개의 발포물( "Job #00-25-1", "Job #00-25-2" 및 "Job #00-25-3")을 HFC-365 및 물을 사용하고, 발포제로 이소펜탄을 사용하지 않고 제조하여, 결과 k-값을 실시예 6에 따라 측정한다. 각각의 발포제 및 발포제 쌍에 대한, 폴리올, 계면활성 제 및 촉매의 예비혼합물을 표 8에 나타낸 바와 동일한 비율로 제조한다.

[표 8]

Job #	00-25-1	00-25-2	00-25-3
성분	중량%	중량%	중량%
폴리올	69.8	74.9	75.9
계면활성제	1.4	1.5	1.5
촉매 A	0.2	0.4	0.5
촉매 B	2.0	2.9	4.3
물	0	1.3	2.1
HFC-365mfc	26.6	19.0	15.7
이소펜탄	0	0	0
인덱스	250	250	250

밀도	1.98	2.05	2.04

공정온도 (이소/폴리올)(℉)	70/50	70/50	70/50

k-값
36.5℉	0.16	0.15	0.227

상기 표에 나타낸 바와 같이, HFC-365mfc 및 물로 발포된 발포물의 k-값은 상응하는 HFC-365/이소펜탄/물 발포제로 발포된 발포물의 k-값에 비하여 저조한 (높은) k-값을 나타낸다.

1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄, 물 및 n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, n-헥산 및 이소헥산으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 탄화수소를 포함하여 이루어진 공비성 조성물은 냉매, 에어로졸 추진제, 칭량된 분량의 흡입제, 중합체 발포물용 발포제, 열전달매체 및 기상 유전체로 사용하기에 환경적으로 바람직한 것이다.

Claims

1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄, 물 및 n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄, n-헥산 및 이소헥산으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 탄화수소를 포함하여 이루어진 공비성 조성물.

제 1항에 있어서, 일정한 끓는점이 760mmHg에서 36℃±4℃임을 특징으로 하는 공비성 조성물.

제 1항에 있어서, HFC-365mfc 10-98중량%, n-펜탄 1-80중량% 및 물 1-80중량%로 필수적으로 구성되는 공비성 조성물.

제 3항에 있어서, HFC-365mfc 40-98중량%, n-펜탄 1-40중량% 및 물 1-40중량%로 필수적으로 구성되는 공비성 조성물.

제 4항에 있어서, HFC-365mfc 60-98중량%, n-펜탄 1-30중량% 및 물 1-30중량%로 필수적으로 구성되는 공비성 조성물.

제 1항에 있어서, HFC-365mfc 10-98중량%, 이소펜탄 1-80중량% 및 물 1-80중량%로 필수적으로 구성되는 공비성 조성물.

제 6항에 있어서, HFC-365mfc 40-98중량%, 이소펜탄 1-40중량% 및 물 1-40중량%로 필수적으로 구성되는 공비성 조성물.

제 7항에 있어서, HFC-365mfc 60-98중량%, 이소펜탄 1-30중량% 및 물 1-30중량%로 필수적으로 구성되는 공비성 조성물.

제 1항에 있어서, HFC-365mfc 10-98중량%, 시클로펜탄 1-80중량% 및 물 1-80중량%로 필수적으로 구성되는 공비성 조성물.

제 9항에 있어서, HFC-365mfc 40-98중량%, 시클로펜탄 1-40중량% 및 물 1-40중량%로 필수적으로 구성되는 공비성 조성물.

제 10항에 있어서, HFC-365mfc 60-98중량%, 시클로펜탄 1-30중량% 및 물 1-30중량%로 필수적으로 구성되는 공비성 조성물.

제 1항에 있어서, HFC-365mfc 10-98중량%, n-헥산 1-80중량% 및 물 1-80중량%로 필수적으로 구성되는 공비성 조성물.

제 12항에 있어서, HFC-365mfc 40-98중량%, n-헥산 1-40중량% 및 물 1-40중량%로 필수적으로 구성되는 공비성 조성물.

제 13항에 있어서, HFC-365mfc 60-98중량%, n-헥산 1-30중량% 및 물 1-30중량%로 필수적으로 구성되는 공비성 조성물.

제 1항에 있어서, HFC-365mfc 10-98중량%, 이소헥산 1-80중량% 및 물 1-80중량%로 필수적으로 구성되는 공비성 조성물.

제 15항에 있어서, HFC-365mfc 40-98중량%, 이소헥산 1-40중량% 및 물 1-40중량%로 필수적으로 구성되는 공비성 조성물.

제 16항에 있어서, HFC-365mfc 60-98중량%, 이소헥산 1-30중량% 및 물 1-30중량%로 필수적으로공비성 조성물.

청구항 1항의 공비성 조성물을 포함하는 조성물을 발포함을 포함하는 발포물 제조방법.

폴리올 및 청구항 1항의 조성물을 포함하는 발포제의 예비혼합물.

청구항 1항의 공비성 조성물을 포함하는 발포가능한 조성물을 발포하여 제조되는 폐쇄 셀 발포 조성물.

청구항 1항의 공비성 조성물을 포함하는 발포제.

분사되는 물질 및 청구항 1항의 공비성 조성물을 포함하는 추진제를 포함하는 분사가능한 조성물.

제 22항에 있어서, 상기 분사가능한 조성물은 에어로졸임을 특징으로 하는 분사가능한 조성물.

제 23항에 있어서, 상기 분사가능한 조성물은 미용재료임을 특징으로 하는 분사가능한 조성물.

제 23항에 있어서, 상기 분사되는 물질은 약재임을 특징으로 하는 분사가능한 조성물.