泡沫及其生产方法技术

公开了低ｋ－因子泡沫和生产这种泡沫的方法。所述方法包括将高沸点发泡剂化合物冷却到低温，和将这种冷却了的高沸点发泡剂引入到用于制备泡沫的反应混合物中。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生产泡沫的方法，包括聚氨酯和/或聚异氰脲酸酯闭孔泡沫。具体地说，本专利技术涉及一种采用含有较高沸点化合物，如1，1，1，3，3-五氟丁烷(HFC-365mfc”)的生产泡沫的方法。
技术介绍
低密度硬质泡沫，如聚氨酯和聚异氰脲酸酯泡沫，应用于各种各样的，包括屋面系统、建筑镶板、冷藏机和冷冻机等的绝缘的用途之中。为了在这些用途之中是有用的，泡沫尤其具有较高的热绝缘性乃是关键的。泡沫的热绝缘性的一种度量方法是其k-因子。术语“k-因子”一般指的是，在一小时内通过一平方英尺一英寸厚的均质材料传导的热能的传递速率，其中在所述材料的两个表面之间垂直方向的温度差异为一华氐度。因为闭孔泡沫的应用至少部分地以其热绝缘性为基础，所以生产具有低k-因子的硬质泡沫是有利的并且是理想的。用于生产硬质泡沫的已知方法一般包括在发泡剂存在下使有机聚异氰脲酸酯与多元醇进行反应形成硬质泡沫。参见，例如，Saunders和Frisch，聚氨酯化学和工艺学(Polyurethanes Chemistry andTechnolygy)(1962)第I卷和第II卷，在此引入供作参考。虽然通过这些传统方法生产的泡沫的热性能可以适用于某些选定用途，但是在本领域中一直需要发现生产具有的k-因子至少象经传统方法所生产的泡沫的k-因子那么低的或更低的泡沫的方法。专利技术叙述本专利技术的一个方面，通过提供一种生产低k-因子的泡沫的方法，满足了上述需求以及其它需求。申请人揭示了多种生产泡沫的方法，0其中有利地包括，向可发泡反应混合物中加入一种在较低温度下的、和在某些实施方案中在低于所述反应混合物的初始反应温度的温度下的、含有具有较高沸点的碳氟化合物的发泡剂，如HFC-365。这些方法，在其优选实施方案中生产具有理想低k-因子的硬质泡沫。在优选的实施方案中，具有较高沸点的碳氟化合物是含有约4～约6个碳原子的氟烃化合物。在本文中所应用的术语，“初始反应温度”一般指的是在引发反应时反应混合物的平均温度。例如，使温度分别为70°F的两种反应组分A和B混合成反应混合物并引发反应，所述反应混合物的初始反应温度为约70°F，即使反应温度在组分初始混合之后快速地和/或主要地升高或降低也是如此。在本文中所应用的术语，“可发泡”反应混合物指的是，在发泡剂存在下能够进行反应形成硬质泡沫的一种或多种化合物。在本文中所应用的术语“高沸点”指的是化合物具有不低于约77°F的沸点。在优选实施方案中，本专利技术的高沸点化合物具有不低于约85°F的沸点，更优选不低于约95°F，甚至更优选不低于约100°F。本专利技术的一个方面是，一种通过向可发泡反应混合物中提供温度低于所述反应混合物的初始反应温度的发泡剂来生产闭孔泡沫的方法。在某些优选实施方案中，所述方法包括(a)提供一种可发泡反应混合物；和(b)向所述反应混合物中或向所述反应混合物的一种或多种组分中，引入温度低于所述反应混合物的初始反应温度的发泡剂。本专利技术的另一方面是按照本专利技术方法生产的闭孔泡沫。本专利技术的另一方面是包含HFC-365的发泡剂在生产本专利技术的低k-因子泡沫中是特别有用的这一新发现。申请人发现，向反应混合物中提供基于沸点较高的碳氟化合物的发泡剂，例如包含HFC-365，尤其HFC-365mfc者，能够形成k-因子至少象经惯用方法生产的泡沫的k-因子那么低的、和往往低于该值的泡沫，其中，所提供的发泡剂的温度低于或优选基本低于所述反应混合物的初始反应温度。在本专利技术的另外的实施方案中，低k-因子泡沫能够通过下述方法生产，所述方法包括向反应混合物中提供温度低于约76°F的发泡剂，更优选其温度低于约70°F，以及甚至更优选低于约60°F，而与所述反应混合物的初始反应温度无关。采用高沸点发泡剂生产泡沫的惯用方法包括，在成泡沫反应之前和之中使发泡剂保持在等于或高于初始反应温度，和一般等于或高于室温的温度。因为HFC-365mfc具有较高的沸点(104°F，即40℃)，所以其在较高温度下是稳定的，因此，在高沸点发泡剂通常使用的温度下能够容易地进行处理并能够保持在该温度下。迄今因为几个理由在这样的高温下使用惯用方法。一个理由是，冷却这类发泡剂涉及额外费用，迄今，本领域技术人员还没有认识或预料到因为承担这种额外操作费用而能够得到的好处。另外，将发泡剂冷却到低于初始反应温度的温度一般需要加入额外催化剂和热能到反应混合物中，以便生产硬质泡沫，这样进一步增加了关于生产泡沫的费用。所以在现有技术中没有向反应混合物中提供温度低于约室温(约72°F)和/或低于初始反应温度的这种发泡剂的动机。通过在低于约室温和/或初始反应温度的温度下，将高沸点发泡剂，尤其并优选包含HFC-365者提供到可发泡反应混合物中，申请人惊异地发现能够生产k-因子较通过惯用程序生产的泡沫的k-因子低的泡沫。例如，通过将包含HFC-365mfc的、等于或低于约50°F(10℃)的发泡剂提供到初始反应温度为约55-70°F的反应混合物中，申请人生产出的泡沫的k-因子大大低于经将约70°F(21.1℃)的相同发泡剂提供到初始反应温度为约70℃的反应混合物中所生产的泡沫的k-因子。这种结果是非常理想的并且是没有预料到的。按照某些实施方案，本专利技术涉及一种包含下述步骤的生产泡沫的方法提供能够形成泡沫，优选硬质泡沫的反应混合物，向所述反应混合物中提供温度低于所述反应混合物的初始反应温度的发泡剂。本专利技术能够采用各种广泛的能形成泡沫的反应混合物和生产这类反应混合物的已知方法，包括在诸如Saunder和Frisch聚氨酯化学和工艺学(1962)第1卷和第II卷中叙述的那些，该文献引入本文供作参考。一般说，这些方法包括混合以下组分异氰酸酯、多元醇或者多元醇混合物、发泡剂(包括一起起发泡剂作用的化合物的混合物或共混物)以及其它材料如催化剂、表面活性剂，以及任选地阻燃剂、着色剂或者其它添加剂，它们可以单独地或以其两种或多种的混合物形式(即作为预混合泡沫制剂)混合，以形成能够生成泡沫、优选硬质泡沫的反应混合物。本专利技术范围中能够应用许多特定的工艺以便向所述反应混合物中提供温度低于约室温的和/或低于初始反应温度的发泡剂。例如，可以将发泡剂贮存在等于或高于初始反应温度的温度下，然后恰在将发泡剂加入到所述反应混合物中或为形成所述反应混合物将与其它组分混合的一种或多种组分中之前使发泡剂冷却。换种方法，可以将发泡剂贮存在所述反应混合物的初始反应温度以下的温度下，以及随后将其中入到反应混合物中，或为形成所述反应混合物将与其它组分混合的一种或多种组分中。另外，如上文所示，可以将所述发泡剂与所述反应混合物的其它组分混合，以便在将其引入到所述反应混合物之前形成预混合物。按照这些实施方案，可以将发泡剂在与预混合物的其它组分混合之前或之后冷却至低于初始反应温度的温度。例如，可以将发泡剂贮存在低于初始反应温度的温度下，和在向所述反应混合物提供发泡剂之前将其加入到预混合物中。对于其中将发泡剂加入到一种或多种随后将与其它组分混合以形成所述反应混合物的组分中的这种方法而言，一般要求含有发泡剂的预混合物在以下条件下进行加工，所述条件为将发泡剂引入到或者换个方法提供给完全反应混合物中时能有效保证发泡剂的温度为本文中所述。例如，在一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产泡沫的方法，包括下述步骤：（ａ）提供具有初始反应温度的可发泡反应混合物；　（ｂ）提供温度在所述初始反应温度以下的、包含至少一种高沸点碳氟化合物的发泡剂；（ｃ）将所述的降低了温度的发泡剂引入到所述反应混合物中； 和（ｄ）从所述的含有所述发泡剂的反应混合物形成泡沫。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MC博丹，L贝门特，DJ威廉斯，
申请(专利权)人：霍尼韦尔国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]