硬泡沫聚氨酯及其生产方法技术

本发明专利技术提供了一种硬泡沫聚氨酯及生产该聚氨酯的方法，其中，该聚氨酯基本上由含至少一种沸点为－４０．８℃的被表示为ＨＣＦＣ－２２的发泡剂和ＣＯ－［２］气体的封闭泡构成。该泡沫聚氨酯可用ＨＣＦＣ－２２，或ＨＣＦＣ－２２与ＨＣＦＣ－１４２ｂ的混合物作发泡剂而制得，由于它们分子中含有氢原子，其在大气中的寿命较短。因此，根据本发明专利技术，可以避免使用传统的发泡剂，这些发泡剂被怀疑是造成大气层臭氧层漏洞的物质，从而认为地球变暖与之有关。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于不用破坏臭氧的氯氟化碳(CFCs)作为发泡剂的硬泡沫聚氨酯的生产方法。还确信CFCs是所谓的温室气体。另一方面，本专利技术关于用一氯二氟甲烷，CHCLF2(用HCFC-22表示)和一氯二氟乙烷，CH3CCLF2(用HCFC-142b表示)作发泡剂而生产的硬泡沫聚氨酯，这类发泡剂由于分子中有氢原子，在大气中的寿命短，因而不会带来环境问题。本专利技术的硬泡沫聚氨酯在-30至-40℃的温度下保持良好的绝缘性，并且静置时其热传导率减损较少，同时保持其良好的耐火性。已知硬泡沫聚氨酯基本上是由封闭的泡构成，其中的泡是由多元醇、异氰酸酯、水、发泡剂CCL3F(用CFC-11表示)来生产的，它具有良好的力学性能和热绝缘性，极好的尺寸稳定性、隔声和电学性能，以及耐化学性。因此，它们被广泛用来制造用于冰箱、冷藏箱、冷藏车、冰柜、冷冻食物储藏器、液化石油气罐的热绝缘材料，用于隔墙板材的绝缘材料，用于冷藏库房的顶篷的建筑材料，及汽车的各种零部件。加利福尼亚大学的LowLand于1974年公开了这样一种理论，怀疑某些特定的CFCs，包括二氯氟甲烷(CFC-11)，二氯二氟甲烷(用CFC-12表示)，三氯三氟乙烷(用CFC-113表示)，二氯四氟乙烷(用CFC-114表示)和一氯五氟乙烷(用CFC-115表示)，为破坏臭氧的物质。CFCs被认为与地球臭氧层的南极漏洞的形成有关，臭氧层屏蔽了由太阳辐射的导致皮肤癌的紫外线。而且，据说CFCs在大气中具有很长的寿命，如约100年，并且它可吸收红外光。因此，CFCs也被认为是所谓的温室气体，即导致地球变暖的物质，地球变暖使地球温度升高，随之而来的是对人类健康和作物生长产生潜在的灾难性影响。在技术发达国家，它们的应用受到严格控制，并且不断加强限制。日本从1989年起控制它们的使用和生产，在不久的将来，将会实现完全禁止CFCs的生产和使用。从这一点看，开发CFCs的替代物是一件紧迫的事。包括在特定的CFCs中、并被广泛用作生产泡沫塑料的发泡剂的CFC-11处于类似的情况下。CFC-11的沸点为23.8℃，当聚氨酯被用来制作用于冰箱、冷藏箱或维持在约-30至-40℃的陈列柜的热绝缘材料时，它会在聚氨酯的封闭泡内液化。在这种情况下，绝缘材料的热传导率会发生急剧变化，导致没有有效的热绝缘性能。因此，有必要开发一种生产硬泡沫聚氨酯的方法，通过使用在这种冷条件下不液化的发泡剂，使泡沫聚氨酯保持其低的热传导率。本专利技术的目的是提供一种硬泡沫聚氨酯和生产聚氨酯的方法，其中，该方法包括使用一种不带来上述麻烦的发泡剂。具体地说，本专利技术的目的是提供一种硬泡沫聚氨酯以及生产聚氨酯的方法，其中，该方法包括用HCFC-22作发泡剂，它的沸点为-40.8℃，在-30至-40℃的温度下不会液化。本专利技术的另一个目的是提供硬泡沫聚氨酯和生产聚氨酯的方法，其中，该方法包括使用一种含有一定量的易燃HCFC-142b的不易燃HCFC-22混合物，这可以避免静置时聚氨酯热传导率的损害，同时保持该混合物的不可燃性。根据本专利技术第一个目的，提供一种基本上由至少含HCFC-22和CO2气体的封闭泡构成的硬泡沫聚氨酯。用原料如多元醇、异氰酸酯、水及发泡剂HCFC-22来生产聚氨酯。聚氨酯基本上是由均匀分布的、没有空缺的封闭泡构成。因此，本专利技术所得的泡沫聚氨酯具有良好的力学、隔声和电学性能，良好的尺寸稳定性，以及耐化学性和耐火性。需要强调一下，本专利技术的泡沫聚氨酯基本上是由含HCFC-22和CO气体的封闭泡构成，它具有在-30至-40℃冷环境下的良好绝热性。因此，由该泡沫聚氨酯制成的绝缘材料适用于制造家用或工业用冰箱、冷藏箱、冷藏车、冰柜、冷冻食品储藏器等。本专利技术所用的HCFC-22的ODP值很小，只有0.05，(ODP指臭氧消耗潜能;为单位质量破坏臭氧的能力的估计值，以CFC-11＝1为基准)，其GHP(温室潜能;是单位质量温室效应的估计值，以CFC-12，即CCL2F2＝1的基准)为0.07。目前，可由市场购得作为四氟乙烯的主要原料的无毒的HCFC-22，四氟乙烯是聚四氟乙烯的单体。根据本专利技术第二个目的，提供一种硬泡沫聚氨酯，该聚氨酯基本上由封闭泡构成，该泡除了包含HCFC-22和CO2气体外，还含有HCFC-142b，其含量为约40至60%(重量)(以HCFC-22和HCFC-142b的总重量计)。在本专利技术中与HCFC-22结合使用的无毒HCFC-142b的沸点为-9.2，ODP值小于0.05，GHP值小于0.2，这些值比HCFC-22的相应值要小。而且，存在于封闭泡中的HCFC-142b的气体渗透率比HCFC-22要低。然而，单独使用HCFC-142b却又遇到其易燃性这一问题。因此，本申请人发现了一种适用于生产本专利技术聚氨酯的新型发泡剂混合物，该混合物主要由约40至60%(重量)的HCFC-142b和约60至40%(重量)的HCFC-22组成。这种情况下，该混合物仍然可以保持其不易燃性。而且，使用该发泡剂可以防止聚氨酯在静置时绝热性能变差。相反，单独使用HCFC-22会在静置中很快地降低绝热性能，这是因为HCFC-22具有很高的气体渗透率。当HCFC-142b的混合量为60%(重量)或更高时(以HCFC-22和HCFC-142b的总量计)，该混合物变成不好的易燃性。当HCFC-142b的混合量为40%(重量)或更低时，对于产品在静置中绝缘性能变差的阻止效果则不够好。根据本专利技术的第三个目的，提供一种至少用多元醇、异氰酸酯、水和HCFC-22生产硬泡沫聚氨酯的方法，其中，该方法包括使用含约7至10%(重量)的HCFC-22(以多元醇和HCFC-22的总重量计)和约1至3%(重量)的水(以多元醇的重量计)。当HCFC-22的混合量为10%(重量)或更高时(以多元醇和HCFC-22的总重量计)，会带来以下问题a)在发泡时，HCFC-22的蒸发损失增加，b)由于形成泡沫空缺，绝热和力学性能变差，c)需要额外的高昂的投资成本，以满足日本高压气体管制法(Japanese High Pressure Gas Control Law)的规定，因为在这种情况下，该混合物的饱和蒸汽压超过2kg/cm2。相反，当HCFC-22的混合量为7%(重量)或更低时，需要增加CO2气体的量以维持膨胀比，CO2气体是由异氰酸酯与水反应产生的。当CO2的量增加时，所得聚氨酯的绝热性和尺寸稳定性变差，这是因为CO2气体的高热传导率和高气体渗透率。因此，为了维持该产品的优良性能，如膨胀比，绝热性和力学性能，尺寸稳定性等，HCFC-22与多元醇混合的适宜的量为约7至10%重量(以多元醇和HCFC-22的总量计)，水的适宜用量为约1至3%重量(以多元醇的重量计)。可以使用任何常用的方法使HCFC-22与多元醇混合。其实例包括用泵或毛细作用的方法进行连续或分批混合。可以把已称量的每一种组份混合到一起。最好在HCFC-22气体液化、HCFC-22在多元醇中的溶解度增加的情况下进行混合。根据本专利技术第四个目的，提供了一种生产硬泡沫聚氨酯的方法，其中该方法包括使用含一部分HCFC-22的异氰酸酯。当一部分HCFC-22混合到所用的异氰酸酯中后，该混合物的气相饱和蒸汽压降本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硬泡沫聚氨酯，它基本上由含至少一种被表示为ＨＣＦＣ－２２的发泡剂和ＣＯ↓［２］气体的封闭泡构成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：竹泽实，谷津重雄，远藤文久，森田韶浩，岸雄二，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]