TW593657B - Azeotrope-like compositions of pentafluorobutane and water - Google Patents

Description

593657 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明領域 本發明係關於1，1，1，3,3-五氟丁烷（”HFC-365mfcn)及水的 混合物，更特定言之，本發明提供HFC-365mfc及水的組合 物，其可用做環境所欲的發泡劑、溶劑及噴霧推進劑。 背景 已發現碳氟化合物基底流體廣泛地用在許多應用包括冷 凍劑、噴霧推進劑、發泡劑、熱傳介質及氣體電介體的工 業用途。因伴隨一些此種流體（特別是氯氟烴（"CFC’s”））的 使用而產生的可能環境問題，故希望使用較少臭氧消耗的 流體例如含氫氟烴（nHFC’sn)及/或含氫氯氟烴（"HCFC，s”）的 流體。 故不含CFC’s或含HCFC’s或HFC’s以取代CFC，s的流體之 使用為所欲的。此外，單一成份流體或共沸混合物的使用 為較佳的，共沸混合物在沸騰及蒸發時不會分餾。然而， 新的、環境安全的、共沸混合物之確認為複雜的，因預期 共沸生成是困難的。 本技藝持續尋求新的碳氟化合物基底混合物，其提供替 代的且被認為是CFC’s及HCFC’s的較環境安全的替代物。 特別有興趣的是含氫氟烴及非碳氟化合物的混合物，此二 者皆為低臭氧消耗，此種混合物為本發明主題。 摘要 本發明提供HFC-3 65mfc及水的似共沸組合物，本發明組 合物提供目前所使用的CFC’s及HCFC’s之環境所欲替代物 ，因HFC-3 65mfc及水具零臭氧消耗。此外，本發明組合物 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 593657 A7 __^___B7 五、發明説明（2 ) 顯現使該組合物較僅有HFC-365mfc或水為佳的CFC及HCFC 替代物之特徵。 在一具體實施例中，本發明提供含有效量的HFC-365mfc 及水的共沸或似共沸組合物。”有效量”表示每一個成份的 量在與另一個成份合併時，產生共沸或似共沸組合物的調 配物。本發明進一步提供似共沸組合物，其基本上由自約 50至約99重量百分率HFC-3 65mfc及自約1至約50重量百分率 水所組成。此組合物在約14.4pSla的壓力下具沸點為約38t： 士約11。本發明的較佳、更佳及最佳組合物說明於表1。 要了解在表1中的數字範圍以名稱”約”開始。 表1 成份 較佳(重量％) 更佳(重量％) 最佳(重量％) HFC-365mfc 50-99 77-99 1 88-99 水 1-50 1-23 ——_ 在一特別具體實施例中，本發明進一步提供基本上由約 98重置百分率五氟丁烷及約2重量百分率水所組成 的共沸組合物，此組合物在約144{351&的壓力下具沸點為約 38°C 土約 It。 . ·一 在另一具體實施例中，本發明提供發·泡劑組合物 本上由本發明共沸或似共沸組合物所組成。 在另-具體實施例中，本發明提供—種方法以製備聚氨 基甲酸酯及聚異氰酸酯泡沫，i句衽 /、巴祜反應及起泡拼料的混 合物’其會在含本發明共滞或似共沸組合物的揮發性泡沫 -5- 3 五、發明説明（ 背J存在下反應形成聚氨基曱酸酯及聚異氰酸酯泡珠。 圖式 圖1為k-因子為調配物中^組的水濃度的函數之圖示。 詳細敘述 為本發明目的，似共沸組合物為行為類似共沸組合物的 组合物。由基本原則，一流體的熱力狀態由壓力、溫度、 液組成及瘵氣組成而定義。一共沸組合物為二或更多成 份t系統，其在狀態壓力及溫度下液體組成及蒸氣組成是 相寻的。實務上，此表示共沸組合物的成份是固定沸騰的 且在相變化期間無法被分離。、 u ’’且口物為行為類似共沸混合物，H，為固定沸 騰的或基本上為固定滞騰的。換言之，對似共滞組合物， 在彿騰或蒸發期間所形成的蒸氣組成與原先液體組成是相 同的’或大體上相同的，故在沸騰或蒸發期間，若液體組 成有改變，僅以最小或可忽略程度改變。此與非似共滞組 合物相反’其在㈣或蒸發期間，液體組成改變至相當程 度。在指示範圍的所有本發明似共滞組合物及在這些^圍 外的某些組合物為似共沸的。 本發明似共彿組合物可包㈣形成新的共^似共沸系 :之額外成份’或不在第一蒸餾餾份的額外成份。此第一 ，館館份為蒸館塔在全回流條件下顯示穩態操作後取出的 口館份。決定一成份的添加是否會形成新的共滞或似丘 彿系統而在本發明外之—個方式為在被認為可 2 混合物成為其個別成份的條件下蒸館該組合物的—個樣： 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297^^7 -6 - 593657 A7 ^_________B7 _ 五、發明説明（4 ) 與該成份，若含該額外成份的混合物為非共沸或非似共沸 的，該額外成份會自共沸或似共沸成份分餾出，若含該混 合物為似共沸的，則會得到一些限定量的第一蒸餾餾份， 其含固疋沸騰或行為類似單一物質的所有混合物成份。 由此依循，似共沸組合物的另一特點為存在含不同比例 的相同成份之組合物範圍，其為似共沸的或固定沸騰的， 所有此種組合物皆意欲由名稱”似共沸的”或"固定沸騰的，，所 涵蓋。例如，已知在不同壓力下已知共沸的組成會至少些 微改變如同組合物的沸點，如此八及B的共沸表示唯一的關 係型式，但依溫度及/或壓力而有變化的組成。由此依循， 對似共沸組合物，存在含不同比例的相同成份之似共沸組 合物範圍，所有此種組合物皆意欲由此處所使用的名稱似 共沸的所涵蓋。 在一方法具體貫施例中，本發明组合物被用於製造聚氨 基曱酸酯或聚異氰酸酯泡沫的方法。任何這些方法為本技 藝中已知，如敘述於”聚氨基甲酸酯化學及技術，，第丨冊及第 II 冊，Saunders 及 Frisch，1962，John Wiley and Sons，紐約 市，紐約的方法。一般，方法包括藉由混合異氰酸酯、多 兀醇或多7L醇混合物、泡沫劑或泡沫劑混合物、及其他物 質如觸媒、表面活化劑、及視需要使用的阻燃劑、著色劑 或其他添加劑而製備聚氨基甲酸酯或聚異氰酸酯泡沫。所 使用的泡沫劑或泡沫劑混合物應為本發明似共沸組合物的 揮發性混合物。 在許多應用中以預先摻和泡沫調配物提供聚氨基甲酸酯 本纸張尺度適用中國國家標準⑴^^) A4規格(210X297公釐) 593657

或聚異魏§旨泡沫成份是方便的，最典型為將料調配物 預先按合為兩成份。異氰酸醋及視需要使用的某些表面活 化劑及泡沫劑組成第一成份般稱為"A”成份，多元醇或 多元醇混合物、表面活化劑、觸媒、泡珠劑、阻燃劑、及 其：異氰酸醋反應成份組成第二成份’-般稱為”B”成份， 於是，可由將A&B組成份混合而容易地製備聚氨基甲酸醋 或聚異氰酸酿泡珠’混合方式可藉由用於少量製傷的手昆 合，及較佳為機械混合技術以形成塊狀、板狀、薄片狀、 區域傾倒式(P〇u卜ln-place)板條或其他項目、噴霧施用泡沫 、泡沫、及其類似物。視需㈣，其他成份如阻燃劑、著 色劑、辅助泡珠劑、及甚至其他多元醇可被添加做為第三 流體加至混合前端部份或反應位置。然而，更方便為全部 併入一個如上所述的B成份。 分散劑、泡沫穩定劑及表面活化劑可入 。已知較佳的表面活化劑為㈣油，其被加入以 穩定劑。一些代表性的物質aDCM93、B-84〇4、及卩534〇 的名稱售出，其一般為聚矽氧烷聚氧化烯烴嵌段共聚物， 如揭示於美國專利號碼2,834,748，2,917,48〇及2,846,458。 务/包劑此合物的其他視需要的添加劑包括阻燃劑如三（2•氣 乙基）磷酸酯、三（2_氯丙基）磷酸酯、三（2,3_二溴丙基卜磷酸 酯、二（1，3-二氣丙基）磷酸酯、磷酸氫二銨、各種鹵化芳香 族化合物、氧化銻、三水合鋁、聚氯乙烯、及其類似物。 般而a，在摻合混合物中存在的泡沫劑量由最終聚氨 基甲酸酯或聚異氰酸酯泡沫產品的所欲泡沫密度決定。以 -8 -

裝

線 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 593657 A7 B7 五、發明説明（7 ) 將40公克本發明似共沸組合物加至一含3公克道氏苯乙烯 685D的200 cc密封容器。該容器被置於250QF爐子過夜，24 小時後將容器自爐子移出且馬上釋壓，檢視所得泡沫並發 現品質優良。 實例3 裝 100公克具羥值380的聚醚（為將環氧丙烷加至蔗糖、聚丙 撐二醇及水的溶液之結杲）與2公克矽氧烷聚醚共聚物做為 泡沫穩定劑及3公克二曱基環己胺混合。隨著攪拌，100公 克混合物與做為泡沫劑的15公克本發明似共沸組合物完全 混合，所得混合物以152公克粗4,4’二異氰酸根合二苯基曱 烷起泡。檢視所得剛性泡沫並發現品質優良。 實例4 在此實例，使用本發明所敘述似共沸組合物做為泡沫劑 製備泡沫，顯現改良的k-因子。一般用來製備這些泡沫的 調配物敛述於表3。 表3 成份(份重量） Terate 25411 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00 Tegostab B84332 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 Polycat 83 0.25 0.50 0.63 0.63 1.30 Dabco K-153 2.80 3.80 5.60 6.50 5.80 水 0.00 1.70 2.75 3.50 5.10 HFC-365mfc 38.00 25.50 20.50 17.30 0.00 Lupranate M70L4 150.10 215.60 258.70 307.00 342.70 指數 250 250 250 250 250 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 593657 A7 ______B7___ 五、發明説明（8 ) 1得自COSA的多元醇；經值=240 2 得自 Goldschmidt Chemical Company的表面活化劑 3 得自 Air Products & Chemicals Inc·的觸媒 4 一種多曱撐聚（異氰酸苯酯）混合物，其含約4〇重量〇/〇亞曱 基雙（笨基異氰酸酯）且其餘為官能性大於2的多曱樓聚（異氰 酸苯酯）；ic = socyanate當量=約134 ;得自BASF公司 相同的一般步驟普遍被稱為"手混合”被用於製備所有泡沫 。對每一個泡沫劑或泡沫劑對，多元醇、Terate 254ι、表 面活化劑、Tegostab B8433、及觸媒、Dabco K-15及 Polycat 8、以於表3所示相同比率製備^摻合約2公斤以確保在已知 乐列的所有泡沫以預混合物的相同一批製造。該預混合物 在加明，由漆罐摻合並以在1500轉每分鐘的接頭2，，直徑itc 此〇為攪拌，直到得到均句摻和物。當混合完成時，材料 被置於一加侖玻璃瓶並密封，再將瓶子置於控制在5〇吓的 冷藏箱。泡沫發泡劑隨著用做混合容器的32盎司錫罐被分 別儲存於相同的冷臧箱，A-成份（異氰酸酯）被儲存於的 密封容器。 對T別泡沫製備，等於調配量的^成份量被稱重放入預 先调即在的32盘司錫罐，亦預先調節至5打的個別泡球 劑的必需量被加至成份。以在约麵轉每分鐘的接 ITC混合葉片攪拌内容物兩分鐘，之後，再稱重混合容器及 内容物’若重量減少，則加入較低沸點試劑以補足重量減 少，再將内容物攪拌30秒，且罐被置於冷藏箱。 在内容物再度冷卻至㈣後，約1〇分鐘，自冷藏箱移出混 -11- 593657 A7 —_B1 五、發明説明（9 ) σ各的並送至混合站，A_成份、異氰酸酯的預先稱重部份 、馬上加至B-成伤，使用在3000轉每分鐘的接頭2”直徑itc 混合葉片磐成份H)秒鐘並倒至―8，，χ8，，χ4，，紙板蛋糕盒並使 其上升。記錄個別聚氨基曱酸酯泡沫樣品的乳狀、起始、 膠化及不剝落期。 使泡沫在室溫下於盒中熟化至少24小時，熟化後，嵌段 被修剪為所測得的均勾尺寸及密度，丟棄任何不符合密度 規格2·0± 0.ρ#/呎3的泡沫及使用調配物的經調整泡沫劑量 製備新的泡沫以得到訂定的密度。 在確認所有泡沫符合密度規_格後，根據ASTM C5i8測試 泡沫的k-因子，k-因子結果示於圖1。 由第1圖可見HFC-3 65mfc及水的似共彿摻合物做為泡沫劑 ，特別是含約2重量百分率水的似共彿摻合物，顯現較含傳 統量的水（約0·5份重量）的泡沫劑具令人驚訝的改良k_因子 ’此改良意外地為非線性的，亦令人驚苛的去 J田水含量增加 ，溫度曲線顯示k-因子隨溫度更進一步增加。 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）

Claims (1)

1. 593657 m '第〇ίΐί〇5464號專利申請案 益 L_ 中文^請專利範圍替換本(92年11月)g88 六、申請專利範圍 _ 1 · 一種似共沸組合物，其基本上由自1至50重量百分率水 及自50至99重量百分率1，1,1，3,3-五氟丁烷所組成，此 組合物在自14.2至14.6 psia的壓力下具沸點為38°C 土 1 °C。 2.根據申請專利範圍第1項的似共沸組合物，其基本上由 自1至23重量百分率水及自77至99重量百分率m3，％ 五氟丁烧所組成。 3·根據申請專利範圍第1項的似共沸組合物，其基本上由 自1至12重量百分率水及自88至99重量百分率^ jj，％ 五氟丁烷所組成。 4·根據申請專利範圍第1項的似共沸組合物，其基本上由2 重量百分率水及98重量百分率1，1，1，3,3-五氟丁烧所組成 〇 5. —種泡沫劑組合物，其包括申請專利範圍第3或4項的共 沸或似共沸組合物。 6· —種製備聚氨基甲酸酯及聚異氰酸酯泡沫的方法，其包 括將成分之混合物反應及起泡，其會在含申請專利範圍 第3或4項的共 >弗或似共彿組合物的揮發性泡沫劑存在下 反應以形成聚氨基曱酸酯及聚異氰酸酯泡珠。 7. —種密閉室泡沫組合物，其係在包括申請專利範圍第3 或4項的共 >弗或似共彿組合物的泡沫劑存在下起泡成取 氨基甲酸酯及聚異氰酸酯而製備。 8. —種多元醇及發泡劑的預先混合物，其包括申請專利範 圍第3或4項的共沸或似共沸組合物。 593657 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 9. 一種自底質表面溶解污染物或除去污染物的方法，其包 括將底質與申請專利範圍第2或4項的共沸或似共沸組合 物接觸的步驟。 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)