具有良好绝缘性的硬质泡沫材料及其生产方法技术

通过多异氰酸酯与异氰酸酯－活性物质在发泡剂存在下反应制得具有良好绝缘性的硬质泡沫材料，所述发泡剂由大于约０．５重量％（以形成泡沫材料的物质的总重量为基准计）的水和小于约１２重量％（以形成泡沫材料的物质的总重量为基准计）的ＨＦＣ－２４５ｆａ组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
本专利技术涉及一种生产硬质泡沫材料，特别是可以使用1，1，1，3，3-五氟丙烷更经济地制得的具有良好绝缘性(由k因子测得)的聚氨酯/聚脲泡沫材料的方法，以及由此方法生产的泡沫材料。硬质聚氨酯泡沫材料及其生产方法是已知的。这类泡沫材料通常由异氰酸酯与异氰酸酯-活性化合物如多元醇在发泡剂存在下反应制得。在被认为是已经或正在逐步淘汰的氯氟烃(CFC)和含氢氯氟烃(HCFC)的替代品的发泡剂中，称为“HFC”的含氢氟烃、1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC-245fa)和1，1，1，2-四氟乙烷(HFC-134a)被认为是正在逐步淘汰的常用1，1-二氯-1-氟乙烷(HCFC-141b)的最合适HFC替代品。但是，这些HFC发泡剂中的每一种都具有缺点。HFC-245fa具有良好的k因子，容易处理，但是价格昂贵，并且由于其分子量高，所以必须以超过其它发泡剂的量使用。HFC-134a比HFC-245fa便宜，分子量比HFC-245fa低。因此，HFC-134a的用量可以小于HFC-245fa。但是，因为HFC-134a的沸点低(-26℃)，HFC-134a难以处理，且通常需要较高的含水量来得到低泡沫密度。因为HFC-134a的较高的含水量和较高的导热率，用HFC-134a发泡的泡沫材料与用HFC-245fa发泡的泡沫材料相比，k因子较高(即，绝缘值较低)。将用各种发泡剂所遇到的问题降至最小所采用的一种方法是使用两种或多种发泡剂的组合，选择各发泡剂的相对量以得到最佳的泡沫材料性能。例如，美国专利6080799和6384275中描述了这类发泡剂的混合物。但是，使用这类混合物会带来加工问题，并且需要额外的工厂设备和空间。因此，开发一种经济的方法，用于仅使用一种HFC发泡剂生产具有极佳绝热性的硬质聚氨酯/脲泡沫材料，这是有利的。HFC-245fa是已知的发泡剂。美国专利5883142揭示了k因子为0.1447-0.1850BTU in/hr.ft2的泡沫材料，该泡沫材料是用以异氰酸酯-活性组分的总重量为基准计约24.6重量％的HFC-245fa制得的。美国专利6086788揭示了用以异氰酸酯-活性组分的总重量为基准计23.3重量％的HFC-245fa和以异氰酸酯-活性组分的总重量为基准计0.33重量％的水制得的泡沫材料，所得泡沫材料的初始k因子为0.150BTU in/hr.ft2。美国专利5883142和6086788中揭示的泡沫材料的k因子对于大部分绝缘应用是不能接受的。因此，使用比这些专利中揭示的还要少的HFC-245fa，预计得到的泡沫材料具有更加不大能接受的k因子。此外，使用较少的HFC-245fa将对泡沫材料的密度造成不利的影响。虽然可以加入水以保持由较少量HFC-245fa生产的泡沫材料的密度，但是这会导致异氰酸酯-活性组分的粘合较高，并且使用较高的含水量会导致较高的峰值泡沫温度，需要使用较高的NCO/OH比例。使用大量水也会导致泡沫材料的脲和二氧化碳含量较高，预计这至少也会对泡沫材料的物理性能造成不利影响。Doerge等在2000APIPolyurethanes Conference的会议论文集的第445-452页的“Appliance Foams withReduced Levels of HFC-245fa”中讨论了使用较多水和较低含量的HFC-245fa所遇到的困难。因此，开发形成泡沫材料的体系和方法，在不需要明显改变形成泡沫材料的生产工艺的条件下以最低的成本得到具有最佳物理性能的泡沫材料，这是有利的。专利技术概述本专利技术的目的是提供一种生产硬质聚氨酯/聚脲泡沫材料的经济方法，所述泡沫材料是用HFC-245fa发泡的，具有由k因子测得的良好绝缘性。本专利技术的另一个目的是提供用含量较低的HFC-245fa生产的硬质聚氨酯泡沫材料，该泡沫材料具有能满足家用电器应用要求的绝缘性。本专利技术的另一个目的是提供具有宜与使用高含量的家用电器工业中常用的HFC-245fa发泡剂制得的硬质泡沫材料相当的导热率(由k因子测得)的硬质聚氨酯/脲泡沫材料。对本领域技术人员显而易见的这些和其它目的可通过有机异氰酸酯与异氰酸酯-活性化合物在发泡剂组合物存在下反应来实现，所述发泡剂组合物包含大于0.5重量％(以形成泡沫材料的物质的总重量为基准计)的水和小于12重量％(以形成泡沫材料的物质的总重量为基准计)的HFC-245fa。专利技术详述本专利技术涉及包含水和含量较低的HFC-245fa的形成聚氨酯/脲泡沫材料的反应混合物，以及生产该硬质聚氨酯泡沫材料的方法，其中发泡剂HFC-245fa的用量减少，本专利技术还涉及具有与使用较高含量的HFC 245fa作为发泡剂制得的泡沫材料相当的导热率(由k因子测得)的硬质聚氨酯泡沫材料。文中所用的“与使用较高含量HFC-245fa制得的泡沫材料相当的k因子”指在75下k因子小于或等于约0.140BTU in/hr.ft2，优选小于或等于0.135BTU in/hr.ft2。本专利技术的发泡剂组合物包含大于0.5重量％(以形成泡沫材料的物质的总重量为基准计)、优选约0.5-1.0重量％、最优选约0.5-0.9重量％的水和小于12重量％、优选约9.0-12.0重量％、最优选约9.5-11.5重量％(以形成泡沫材料的物质的总重量为基准计)的HFC-245fa。1，1，1，3，3-五氟丙烷(HFC-245fa)是本领域技术人员已知的，并且可商购。通过本领域技术人员已知的方法，多异氰酸酯与异氰酸酯-活性化合物反应制备硬质聚氨酯/脲泡沫材料。任何已知的有机多异氰酸酯可用于本专利技术。合适的多异氰酸酯包括芳族、脂族和脂环族多异氰酸酯和它们的组合。这些类型的异氰酸酯的例子是二异氰酸酯，诸如间苯二异氰酸酯、对苯二异氰酸酯、2，4-甲苯二异氰酸酯、2，6-甲苯二异氰酸酯、1，6-己二异氰酸酯、1，4-丁二异氰酸酯、1，4-环己烷二异氰酸酯、六氢甲苯二异氰酸酯的异构体、1，5-萘二异氰酸酯、1-甲基苯基-2，4-苯二异氰酸酯、4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、2，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯、4，4′-联苯二异氰酸酯、3，3′-二甲氧基-4，4′-联苯二异氰酸酯和3，3′-二甲基二苯基丙烷-4，4′-二异氰酸酯；三异氰酸酯，诸如2，4，6-甲苯三异氰酸酯；和多异氰酸酯，诸如4，4′-二甲基-二苯基甲烷-2，2′，5，5′-四异氰酸酯和各种多亚甲基多苯基多异氰酸酯。还可使用粗制多异氰酸酯制备聚氨酯，例如甲苯二胺混合物的光气化反应得到的粗制甲苯二异氰酸酯或通过粗制二苯基甲烷二胺的光气化反应得到的粗制二苯基甲烷二异氰酸酯。特别优选用于制备硬质聚氨酯的是亚甲基桥接的多苯基多异氰酸酯和亚甲基桥接的多苯基多异氰酸酯的预聚物，其平均官能度为每分子约有1.8-3.5、优选约2.0-3.1、最优选约2.5-3.0个异氰酸酯部分，NCO基团含量约为28-34重量％，优选约为28-32重量％。优选这些异氰酸酯是因为它们能够与聚氨酯交联。异氰酸酯指数(异氰酸酯的当量与含活性氢的基团的当量的比值)最好约为09-3.0，优选约为1.0-2.0，最优选约为1.0-1.5。任何已知的异氰酸酯活性有机化合物可用于生产本专利技术的泡沫材料。平均含有至少2个、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产硬质泡沫材料的方法，所述方法包括：使ａ）与ｂ）在ｃ）存在下反应，产生ｋ因子小于０．１４０ＢＴＵｉｎ／ｈｒ．ｆｔ↑［２］°Ｆ的硬质聚氨酯／脲泡沫材料，其中：ａ）有机异氰酸酯；ｂ）异氰酸酯活性化合物；ｃ）发泡剂，其包含：（１）以形成泡沫材料的物质的总重量为基准计，大于约０．５重量％的水，（２）以形成泡沫材料的物质的总重量为基准计，小于约１２重量％的ＨＦＣ－２４５ｆａ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：SL希林，KJ埃尔斯肯，EE鲍尔，
申请(专利权)人：拜尔材料科学有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]