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322501 A6 B6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(/ ) 本發明有關於一種製造剛性聚胺基甲酸醏泡沫體的方 法,包含使用含有安定劑之1,1-二氯基-卜氟化乙烷(M下 稱之為HCFC-141b)做為發泡劑,和一種有機金靥催化劑及 (或)眯唑化合物催化劑做為催化劑,藉此控制HCFC-141b 的分解,因此獲得實質上無HCFC-141b衍生出之分解產物 的剛性聚胺基甲酸酯泡沫體。 剛性聚胺基甲酸顧泡沫體為良好的絕緣材料而且在模 塑性和加工性方面是優良的。因此,他們被廣泛地用在不 同的領域中,例如做為電冰箱,建築物,低溫倉庫,儲存 槽,冷凍船及管路等等的絕緣材料。他們在熱傳導率方面 已被年年改進。在目前,他們在商業化產品之水準上能具 有低至大約0.015 W/mk之熱傳導率並因此在使用於一般的 溫度周圍之各類熱絕緣材料之中顯示最佳的絕緣性能。然 而,隨著近來要求更多的能源節約而對於絕緣材料應具有 更低的熱傳導率之需求正在增加中。 在製造剛性聚胺基甲酸醅泡沫體方面,通常使用所諝 的一次射出方法包含混合含有聚醇,催化劑,起泡控制劑 (空室安定劑)和發泡劑做為其主要成分之複合物(A ),及 含有有機的聚異氰酸鹽做為其主要成分之複合物(B),並 因此引起發泡程序和固化程序同時進行使形成泡沫生成 〇 使用在此種剛性聚胺基甲酸醅泡沫體製造之發泡劑的 一個典型例子為三氯氣化甲烷(R-ll)。R-11經常與水结合 使用,為一種化學的發泡劑能與異氰酸鹽起反應生成二氧 本纸張又度通用中國國家標準(CNS)甲4規恪(210 X 297公坌) 3 . . - -------裝------訂---一 I ^ A (諳先閱ίΤ背面之注意事項再塡寫本頁) 〇225〇1 經濟部中央標準局"S工消費合作杜印製 A6 B6 五、發明説明(>) 化碳。然而,一般的氟氯碳(CFC)發泡劑,特別是R-11, 為化學镩定的而因此,如K前指出的,能散播甚遠地進入 同溫層之內並破壞臭氧層。其结果必為使來自太陽的紫外 線在臭氧層不被吸收而到達地球的表面,引起皮虜癌等等 。此為目前一個嚴重的全球環境問題。因此,自從1989年 Μ來已經限制CFCs的使用。當然,在聚胺基甲酸蝻泡沬體 製造時之R-11的使用目前已在控制之中。 因而,已做各種的調查來尋找能做為CFC氣體之替代 品的發泡劑。如此,HCFC-141b ,舉例來說,已被指定為 CFCs的候選替代品。 然而,已知當HCFC-141b,舉例來說,做為發泡劑Μ 一般的方法用於製造剛性聚胺基甲酸酯泡沫體的時候,由 於遷原反應之结果而形成卜氯基-卜氟化乙烷(Μ下稱之為 HCFC-151a)及(或)由於脫氫氯化反應的结果而形成1-氯基 -1-氟化乙烯(M下稱之為HCFC-1131a)。 這些分解產物之 物理性質和毒性在許多方面仍是未知的,因而可能會危害 到環境。 因此提供製造剛性胺基甲酸II泡沫體之方法並實質上 不容許來自HCFC-141b的分解產物生成是為本發明的一涸 主要目的。 鑑於如上述之此種科技的問題,本發明家們做了廣泛 的調査K發展一個沒有分解產物從HCFC-141b生成的剛性 聚胺基甲酸麵泡沫體之製造方法而,结果,發現當聚醇與 有機的聚異氰酸鹽一起反應而在1,卜二氯基-卜氟化乙烷 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210 X 297公釐) 4 (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) -------裝------訂---一.I 1 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A6 B6 五、發明説明(>) 做為發泡劑及其安定劑之存在下且在有機的金屬催化劑及 (或)眯唑化合物催化劑的存在下發泡的時候,可得到剛性 聚胺基甲酸齡泡沬體·而無任何來自HCFC-141b之分解產物 的生成。這涸發現現在已使本發明完成了。 如此本發明為包含製造剛性聚胺基甲酸鬍泡沫體的方 法,包含將一種聚醇與一種有機的聚異氰酸鹽一起反應而 在1,1-二氯基-1-氣化乙烷做為發泡劑及其安定劑之存在 下且在有機的金屬催化劑及(或)眯唑化合物催化劑的存在 下發泡。 實際使用在本發明的聚醇可為那些一般用在製造剛性 聚胺基甲酸鬅泡沫體的聚醇類之中的任何一種,舉例來說 含有2到8個官能基並具有大約300到600 mg KOH/g羚 值之多元瞇聚醇類,含有2到4個官能基並具有大約250 到500 mg KOH/g羚值之多元顳聚醇類,此類等等。具有 反應性甲酵基的酚樹脂,舉例來說,亦可使用。在此種的 聚醇類之中之特別地喜好的例子為,在它種之中可能被提 到,從三#甲基丙烷,山梨糖醇,鄰位-或間位-甲苯二 胺等衍生出或類似之藉由環氧乙烷及(或)氧化丙烯的加成 並具有大约300到600 mg KOH/g羚值之多元随聚酵類。 實際使用在本發明的有機聚異氰酸鹽較佳為聚甲基苯 異氰酸鹽(以下稱之為c-MDI) —般分子式表示如下:
木紙張尺·度適用中國國家槔準(CNS)甲*4規格(2L0 X 297公釐) 5 (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) ί裝- 訂. ^225Ql A6 _ B6__ 五、發明説明() 經濟部中央標準局8工消費合作社印製 其中tr為0至6之整數,及(或)二異氰酸甲苯(以 下稱之為TDI )。c-MDI及(或)TDI可為附有含氫氧根化 合物之預聚合物的形式或與某些其他的有機聚異氰酸鹽结 合來使用。當該含氫氧根化合物,曾被提及之例如,含有 一涸官能基並具有大約32到300分子量之一元酵和酚; 含有2或3涸官能基並具有大約62到600分子量之聚醇類 等等。特殊的例子為一元醇諸如甲醇,乙醇,正丁醇,乙 二酵甲基_和二甘醇甲基ti;酚類諸如酚,鄰位間位 -和對位-甲酚;二醇類諸如乙二醇,二甘醇,丙二醇, 1,4-丁二醇和1,6-己二醇;三醇類諸如甘油和三铃甲基丙 烷;及再有之二或三官能基多元酏聚醇類,多元龌聚醇類 ,等等。做為上述之二-或三官能基多元.1^醇類的一些 例子,曾提到之多元δ支聚醇類可藉由將一或多種的氧化烯 類行聚合反應而得,諸如環氧乙烷,氧化丙烷及丁撐氧等 等,使用一種二醇,諸如乙二醇,丙二醇或二對位酚二甲 基甲烷,一種三醇,諸如甘油或三_甲基丙烷等等做為起 始劑。做為上述之雙-或三官能基多元篛聚酵類的一些例 子,所提到之多元篛聚醇類可藉由將一種聚醇,諸如乙二 醇,二甘醇,1,4-丁二醇或三羚甲基丙烷等,與一種二多支 酸,諸如己二酸,琥珀酸,順-丁烯二酸酐或鄰苯二甲酸等 行縮合反應而得。可進一步提及為用多元醇諸如甲基葡萄 糖,蔗糖,山梨糖醇及禕矛醇等等,以及多元跽聚醇類可 藉由將一或多種的氧化烯類行聚合反應而得,諸如環氧乙 烷,氧化丙烷及丁撐氧等等,使用任何一種之此些多元醇 做為起始劑。 6 (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CN'S)甲4規格(210 X 297公货) 經濟部中央標準居員工消費合作社印髮 A6 B6 五、發明説明() 依據本發明,HCFC-141b用做為發泡劑。此物可與水 结合用做為化學發泡劑。需依據所要的剛性聚胺基甲酸ϋ 泡沫體的密度適當地選擇發泡劑的數量。然而通常該發泡 劑為以聚醇重量為基使用大約1到100 % 之數量。 依據本發明用於發泡劑上之安定劑,在其中可提及為 ,硝基化合物諸如含有1至8涸碳原子之硝基烷,硝基苯 ,二硝基苯,三硝基苯,鹵化的硝基苯類,硝基苯甲 硝基苯乙烯,硝基酚,硝基兒茶酚等等;含有最少一涸雙 鐽之含烯基化合物,諸如己二烯,丙二烯,丁二烯,異戊 -間-二烯,戊二烯,卢-米西烯,異丙基甲笨,二異丙基 苯,alloocimene ,等等;含環氧基化合物諸如1,2-環氧 丁烷,異環氧丁烷,縮水甘油基烯丙6逢,縮水甘油基苯乙 縮水甘油基-對位-異丙基二丙®圭,縮水甘油基-對位 -硝基二丙St, 1,3-丁間二烯基縮水甘油基縮水甘油 基丙烯醯胺,縮水甘油基呋喃羧酸鹽,Ν,Ν-二縮水甘油苯 胺,等等;丙烯酸|類及甲基丙烯酸_類,諸如2-甲基丙 烯酸抟乙_,二甘醇甲基丙烯酸甲酯,甲氧基聚乙烯乙二 醇甲基丙烯酸乙艟,等等;及酚類諸如2,6-二-三级-丁基 -對位甲酚,瑞香草酚,對位-三级-丁基酚,丁香酚,異 丁香酚,丁基化的择基苯甲酿,三级-丁基兒茶酚,2,5-二-三级··丁基對笨二酚,等等。上述之各化合物可被單獨 地使用,或至少其中一種之此類硝基化合物可與至少選自 如上述之包括最少一個雙鍵,含環氧基化合物,丙烯酸颭 類,甲基丙烯酸蝻類和酚等之此種含烯基化合物的一個化 本紙張尺度適用中國國家標準(CN’S)甲4规格(210 X 297公釐) !----丨 — JI !裝------訂 j —一.4 <請先閱;$背面之注-枣項再塡寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A6 B6 五、發明説明() 八物?結合使用。 安定劑的數量可依據發泡的條件和其您的因素而改變 但適當地落在Μ發泡劑重量為基之0.1到10%的範圍内 ,更佳地為在0.3到6%重量之範圍內。Κ發泡劑重量為 基之安定劑數量比0.1%少時可能有時會無法有效地防止 來自HCFC-141b之HCFC-151a的生成,反之若Κ發泡劑重 量為基之安定劑數量超過10%時可能會不利地影響泡沫體 的特性,因此在某些情況下可能無法製造出本質上的改良 。安定劑可預先溶解於HCFC-141b中或可與發泡劑個別地 加在正發泡的埸合中。 在本發明的實行上,有機聚異氰酸鹽為Μ相較於聚醇 數量之NC0/0H比率為1.0至3.0之範圍内的數量使用。 在本發明的實行上,可使用任何一種之一般的泡沫控 制劑。如此,所用之泡沫控制劑可為矽樹脂類型界面活性 劑諸如有機聚矽氧烷,有機聚矽氧烷一聚舞基烷撐共聚物 ,具有聚羚基烷撐支鏈的聚烯矽氧烷等等,Μ及陽離子, 陰離子和非離子性界面活性劑。通常,泡沫控制劑為在以 聚醇之重量為基之大约0.2到10%的數量使用。 依據本發明,使用一種有機金屬催化劑及(或)一種眯 唑化合物催化劑使發泡產生。有機金屬催化劑,可提出為 ,例如,諸如亞錫癸涵,二月桂酸二丁錫及鉛辛龉等之有 機金屬化合物類。咪唑化合物催化劑包括,尤其是,咪唑 ,1-甲基-咪唑,1,2-二甲基-咪唑,1-甲基-2 -丙基眯唑 ,卜甲基-2 -異丁基畔唑,1-正-丁基-2-甲基畔唑等等。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210 X 297公辁) 8 (請先閲^背面之注意事嗖再塡寫本頁) •裝. ,ϊτ. A6 B6 五、發明説明() 上述之催化劑可為二種或多種這類化合物的混合物來使用 。催化劑為在Μ有機聚異氰酸鹽之重量為基之大約 0.01 到20%的數量使用。 供從上述之那些原料製造剛性聚胺基甲酸醏泡沬體的 方法並不被限制在任何的一項只要它含有可適於將各原料 均勻混合的裝置即可。如此,舉例來說,所要的剛性聚胺 基甲酸酯泡沫體可藉由使用小型的實驗室混合器及發泡機 等等均勻地混合該原料而輕易地獲得。 依據本發明,剛性聚胺基甲酸醅泡沫體可由一般的程 序來製造。 依據本發明,當使用含安定劑的HCPC-141b做為發泡 劑,及有機金屬催化劑及(或)眯唑化合物催化劑做為催化 劑時,剛性聚胺基甲酸醅泡沫體可由一般的程序但不造成 HCFC-141b的分解而獲得。因此,由本發明的方法所獲得 的剛性聚胺基甲酸顧泡沫體實質上沒有,尤其是,從HCFC -141b藉由遷原反應產生的HCFC-151a及從HCFC-141b藉 由脫氫氯化反應產生的HCFC-1131a存在。 下列之各比較例子和各工作例子更詳细地舉例說明本 發明。 在各例子之中,使用下列之原料: 聚醇:附有400 mg KOH/g羚值的鄰位-甲苯二胺基之多元 献聚醇 空室控制劑:矽樹脂類型空室控制劑SH-193,得自Toray Silicone Kabush i k i Ka i sha .本纸張又度適用中國國家標準(CNS)甲4規格(210 X 297公坌) 事 項 再 填 % 本 頁 装 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 9 經濟部中央標準居員工消費合作社印繁 322501 A6 _B6__ 五、發明説明() 催化劑A:四甲基環己烷二胺 催化劑B:有機金屬催化劑;二月桂酸二丁錫(TL-1000), 得自 Yoshitomi Pharmaceutical Industries 催化劑C:咪唑化合物催化劑;1-正-丁基-2-甲基咪唑 發泡劑:HCFC-141b 安定劑A :硝基苯 安定劑B :對位-異丙基甲苯 安定劑C: 2,6-二-三级丁基-對位-甲酚 安定劑D :異丁烯氧化物 有機聚異氟酸鹽:c-MDI 依照在表1中所給之每個發泡配方,該些原料調節到 20 士 1¾的溫度然後藉由在高速下授拌5秒鐘使混合在 一起進行該反應。發泡之後,在所製造出的剛性聚胺基甲 酸涵泡沬體裡面之氣體成分的濃度用一般的色相色層分析 法測定。 由比較例子1的结果顯示,在由一般方法使用HCFC-141b做為發泡劑所製出之剛性聚胺基甲酸§旨泡沫體於發 泡後立即做氣體分析及將該泡沬體置在9〇υ下一週後做氣 體分析,有高量的HCFC-1131a和HCFC-151a被測出。 相反地,由比較例子2及3的结果顯示,使用有機金 屬催化劑及(或)咪唑化合物催化劑做為催化劑可導使減少 很多HCFC-1131a的生成量。 此外,由例子1至7的结果顯示,安定劑的聯合使用 也能抑制HCFC-151a的生成。 (諳先閱讀背面之注意事項再塡.寫本頁) 丨裝· 訂· 表· 本纸張尺度通用中國囡家標準(CNS)甲4規格(210 X 297公坌) 325501 A6 B6 五、發明説明() 經濟部中央標準局員工消費合作社印:^ GC (ppm) jm 5S ra 8 置於90Ί0 1星期後 ®IIm IICFC-151a l!FC—U31a HCFC-151a lHCFC~1131a 1.有讎麵鹽1 1安定劑D! 1安定胃c! [安定mB___! L安定___ ^_ 催化劑c !®«bI 催化劑A 細胞控制劑i ^_! CO C.O cn !16000 g H-* ι—1 s> CO ΓΌ ro 1—i 8 1~~^ 〇 H-* t\5 L:b _ 子 I_^_i CO g cn C5 an o 1' CO to O CO ro g CO o o s CO ro CO o H-k o CO CO o o h-A S o bi CO PO >—A o i~^ 运 o o o i—i s o ro o oo ro i—k o E^0 o o ro to o o o I""^ s> o N3 o 办 CO ro o CO i—k o CO ro 0〇 o o o i—k § O CO o CO ro o CO ro H-^ o o o 爸 o o o § O DO o 谷 N? o CO ro 1—i o on ro CO o o o ik s 〇 o 05 CO ro o CO ro I~k o o ro 00 o o o 〇 o CO o CO o CO ro 1^ o
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- 3225Q1 公 A8 本 々lilt 經濟部中央標隼局貝工消费合作社印製 六、申請專利範圍 第82 102089號專利申請案申請專利範圍修正本 修正日期:86年9月 1 . 一種製造剛性聚胺基甲_酯泡沫體之方法,其包含在 一作為發泡劑之1,卜二氯-1-氟乙烷以及一可抑制存 在於一聚胺基甲酸酯泡沫體内之1,1-二氯-卜氣乙烷 降解之安定劑存在下,且在一有機金屬催化劑及/或 一眯唑化合物催化劑之存在下,使一種聚醇與一種選 自於由一有機聚異氰酸酯與一有機聚異氰酸酯預聚合 物所構成之群中的聚異氰酸酯起反應,以供發泡, 其中該安定劑為擇自於下列群中之至少一員:硝 基化合物:硝基烷、硝基苯、二硝基苯、三硝¥苯、 鹵化的硝基苯類、硝基苯甲醚、硝基苯乙烯、硝基酚 、5肖基兒茶韵;含有至少一値雙鍵之含烯基化合物: 己二烯、丙二烯、丁二烯、異戊-間-二烯、戊二烯、 /3 -米西烯、異丙基甲苯、二異丙基苯及別羅勒烯 (aloocimene);含環氧基化合物:1,2_環氧丁烷、異 環氧丁垸、縮水甘油基烯丙醚、縮水甘油基苯乙醚-縮水甘油基-對位-異丙基二丙_、縮水甘油基-對位-硝基二丙醚、1 , 3 - 丁間二烯基縮水甘油基醚、縮水甘 油基丙烯醯胺、縮水甘油基D夫喃羧酸酯及N , N -二縮水 甘油苯胺;丙烯酸酯類及甲基丙烯酸酯類:2 -甲基丙 烯酸羥乙酯、二甘醇甲基丙烯酸甲酯及甲氧基聚乙烯 乙二II甲基丙®酸乙酯;及跑類:2 , 6 -二-三级-丁基 -對位甲酚、瑞香草酚、對位-三级-丁基酚、丁香酚 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) —^1- ί.. « .-1 ί^— n^i I - ml tm I: ( n (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1T 322501 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 、異了香酚' 丁基化的羥基苯甲酸、三级-丁基兒茶 及2,5-二-三级-丁基對苯二酚; 其中該有機金屬催化劑為包含癸酸亞錫、二月桂 酸二丁錫和辛酸鉛之群中之至少一員;以及 其中該眯唑化合物催化劑為擇自於眯唑、卜甲基 -咪唑、1,2-二甲基-眯唑、卜甲基-2-丙基眯唑、1 — 甲基、-異丁基味哇、1_正-丁基_2_甲基味哇群中之 至少一員。 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 2 .如申請專利範圍第1 :含有2至8®官能基 值之多元醚聚醇類、 到 500 mg K〇H/g羥值 性甲g|基的澍類樹脂 3.如申請專利範圍第2 至少一種環氣乙烷及 甲基丙烷、山梨搪醇 所衍生之多元醚聚醇 之羥值, 4 .如申請專利範圍第1 酯為一種具有下列通 項之方法,其中該聚醇為擇自於 並具有一 300到600 mg KOH/g羥 含有2至4値官能基並具有一 250 之多元醚聚酯類,以及含有反應 項之方法,其中該聚§1為一經由 環氧丙烷之加成至至少一種三羥 、鄰位甲苯二胺或間位甲苯二胺 ,該聚醇具有300到600 mgKOH/g 項之方法,其中該有機聚異氰酸 式之聚甲基苯異氣酸酯: (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 〇C N本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)322^01 S D8 六、申請專利範圍 (其中η為0到6之整數) 及/或二異氰酸甲苯-- 5.如申請專利範圍第1項之方法,其中該有機聚異氰酸 酯為一種衍生自具有下列通式之聚甲基苯異氰酸酯的 預聚合物:(其中η為0到6之整數) 及/或二異氰酸甲苯及一種含有羥基之化合物: 6. 如申請專利範圍第5項之方法,其中該含有淫基之化 合物為擇自於下列群中之至少一員:含有一値ί官能基 並具有一 32到300之分子量的一元諄類、含有一値官 能基並具有一 3 2至3 0 0之分子量的1¾類以及含有2或3 値官能基並具有一 62至600之分子量的聚醇類: 7. 如申請專利範圍第6項之方法,其中該含有羥基之化 合物為擇自於下列群中之至少一員:甲醇、乙醇·正 丁醇、乙二醇甲基醚、二甘醇甲基醏.韵 ' 郤位-、 間位-、對位甲酚、乙二醇、二甘醇、丙二酵.1 , 4-丁二醇和1 , 6 -己二醇、甘油、三羥甲基丙烷' 二或三 官能基多元醚聚醇類、二或三官能基多元酯聚醇類: 3 .如申請專利範圍第1項之方法,其中該發泡割1 , 1 -二 氯基-丨-氣化乙烷之使用量,以聚醇重量為準,偽為1 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) n —Γ II - K - - - 1 m - n n In '1T (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 3 ο 5 00 2 3 ABCD 々、申請專利範圍 至 1 0 0 % 9.如申請專利範圍第1項之方法,其中該安定劑之使用 量,以發泡劑重量為準,傜為0 . 1至10%: 10 .如申請專利範圍第1項之方法,其中該安定劑之使用 量,以發泡劑重量為準,傜為0.3至6% : 11.如申請專利範圍第1項之方法,其中該聚醇和該有機 聚異氰酸酯的比例為NC0/0H當量比在1. 0至3 . 0之範圍 中 1 2 .如申請專利範圍第1項之方法,其中該催化劑之使用 量,以有機聚異m酸酯重量為準,傜為0 . 0 1至20% : (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標隼局員工消費合作社印装 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)
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