五氟丙烷、五氟丁烷和水的组合物制造技术

本发明专利技术涉及五氟丙烷、五氟丁烷和水的组合物。本发明专利技术公开了含有１，１，１，３，３－五氟丙烷、１，１，１，３，３－五氟丁烷和水的组合物，所述组合物用作聚合物泡沫体、制冷剂、气溶胶推进剂、计量吸入剂、热传递介质和气体绝缘体的发泡剂满足环保要求。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及主要含有氢氟烃和水的组合物。更具体地讲，本专利技术提供含有五氟丙 烷、五氟丁烷和水的组合物，所述组合物具有广泛的多种应用，包括如发泡剂、制冷剂、推进 剂、溶剂等。
技术介绍
氢氟烃(“HFC”)和基于HFC的组合物可在各种应用中代替不满足环保要求的氯 氟烃(“CFC”)和氢氯氟烃(“HCFCs”)。申请人认识到很多基于HFC的组合物特别适合 在制备硬质泡沫的方法中用作发泡剂。如本领域所知，很多硬质泡沫(包括硬质聚氨酯和异氰酸酯泡沫)都通过在 发泡剂组合物存在下反应聚合反应物制备。参见如Saunders和Frisch，卷I和II Polyurethanes Chemistry and Technology (1962)，该文献通过引用而结合到本文中。通 常，当所述聚合反应物发生发应，所述发泡剂与一种或多种所述聚合反应物反应，或优选被 发应混合物放出的热挥发形成气体。所述气体随后被反应混合物聚合物包封而形成气室， 因而使所述聚合物混合物发泡。在发泡后，所述聚合物混合物固化形成硬质闭孔泡沫体。本申请人认识到HFC如同很多其它碳氟化合物一样，在常规的发泡条件下，将同 时具有高挥发性和相对惰性。因此，在这样的条件下，HFC会挥发成为HFC蒸气，这些蒸气 可被多种聚合物混合物包封而形成硬质泡沫体。用这种基于HFC发泡剂制备的泡沫体显示 出令人满意的热特性，因此，本申请人认为HFC可作为相关发泡剂的可能代替物。本申请人还认识到通过使用含HFC及水的发泡剂组合物可实现某些好处。在常规 的发泡条件下，水会与一些聚合反应物反应形成二氧化碳，所形成的二氧化碳会被聚合反 应混合物包封而形成气室。因此，在泡沫中，水有助于气室的形成，适合在发泡剂中使用。此 外，由于水非常满足环保要求并且成本低廉，因而它可与HFC —起用以形成发泡剂组合物， 这样更加满足环保要求并比仅含HFC的组合物便宜。令人遗憾的是，虽然从环境和成本上考虑，在发泡剂中使用水相当有利，但本申请 人也认识到使用水所带来的一些缺点，这些缺点将有损于所述益处。例如，使用水所带来的 一个缺点是含有水的发泡剂比不含水的发泡剂产生具有更差的热特性，包括更差的热绝 缘性的泡沫(参见如 Sato H.等 “Novel Polyols for All Water-Blown and HCFC_141b Blown Rigid Polyurethane Foams，，Chemical Divisional R&D Report, Published Polyurethanes Expo ' 99 International Technical Conference & Exposition， 9/12-15,1999 ；和美国专利5，296，516 (授权于BASF Corp.)，这些文献通过引用结合到本 文中)。如上所述，水通过产生二氧化碳而有助于发泡。然而，二氧化碳是一种很差的绝缘 气体，具有不良的蒸气热传导性和非常快的扩散速度。因为这个原因，二氧化碳发泡生成的泡沫比仅用氢氟烃发泡形成的泡沫具有更差的热特性，包括更差的热绝缘性。实际上，本领域技术人员会认识到，可估计泡沫的热绝缘特性随用于发泡泡沫体 的组合物中水含量的增加而显著变差(在泡沫体中包封更多的二氧化碳并因此使得所述 泡沫将具有更多由二氧化碳所带来的不良特性)。因此，经常希望把用于发泡剂中的水量减 至最少以避免这些不良的泡沫体特性。在发泡剂中使用水所带来的另一个缺点是使用含水发泡剂生产的泡沫将随着发 泡剂中水量的增加而快速减少。如本领域所熟知，随着时间推移，在闭孔泡沫体中包封的气 体会从泡沫体中扩散出，导致所述泡沫体发生不符合需要的“老化”。在这里使用的术语“老 化”主要指泡沫体的物理劣化和/或由泡沫所产生的热绝缘特性降低。本申请人已经检测 出二氧化碳比碳氟化合物气体更易于从发泡的泡沫体中扩散出(具有更高的扩散系数)。 因此，随着时间推移，含有较高百分含量二氧化碳的泡沫体(用更高含量的水发泡)比含较 低含量二氧化碳的泡沫体扩散出更多量的气体，并因而也比后者老化得快。本申请人由此认识到需要可作为发泡剂以生产出具有良好的热特性的泡沫体， 同时满足环保和高效低成本要求的组合物。更具体地讲，本申请人已经明确了对一种含有 HFC和水的组合物的要求，该组合物可制备出具有满意特性，包括良好热绝缘性和良好“老 化”特性的泡沫，同时不论其中水含量是否发生显著改变，所述特性不会明显受损。令人遗 憾的是，这样的组合物不但是不寻常，而且是不可预期获得的。
技术实现思路
本专利技术通过提供一系列同时含有HFC和水的组合物克服了先有技术的所述缺 点，其中在所述组合物中的水含量变化较大，但且意外地对由这种组合物发泡的泡沫体的 热特性产生极小的影响。更具体地讲，本申请人已经确定了含有1，1，1，3，3_五氟丙烷 (“HFC-245fa”)、l，l，l，3，3-五氟丁烷(“HFC-365mfc”)和水的组合物，其中所述组合物 意想不到地保持相对恒定的热特性。即，使用本专利技术的含有较高含量水的组合物制得的泡 沫体的热特性与使用本专利技术的含有低含量水的组合物形成的泡沫体的热特性比较，为至少 一样或甚至还要好。因为在本专利技术组合物中水的含量可在组成范围内较大地变化，因而可 将较高含量的水引入到本专利技术的组合物中，而不会显著降低使用它所制备的泡沫体的热特 性。本专利技术使得可以制备更合乎环保要求和更便宜的发泡剂组合物，所述发泡剂组合物可 用于制备具有令人满意的热特性的发泡体。本申请人认识到尽管本专利技术的系列组合物中水含量变化较大，但其仍可意想不到 地用于发泡具有一致令人满意的热特性的泡沫体。如泡沫热绝缘性的一个度量是其“k_因 子”。术语“k_因子”通常是指热能在一小时内从一英寸厚的一平方英尺的同质材料传导通 过时的传递速度，垂直通过所述材料的两个面存在1华氏度的温差。由于闭孔泡沫的使用 至少部分是基于它们的热绝缘性能，因而这将有利和符合要求地制备得到具有低k-因子 的硬质泡沫体。本申请人已意外发现与常规知识不同，含有明显高得多含量水的本专利技术组 合物可用于生产具有比使用含有较低含量水的类似组合物形成的泡沫体的k-因子至少一 样低、或甚至更低的k-因子的泡沫体。例如，如在表1中所示，本申请人已经测量了用两种不同、但类似的本专利技术组合物 (标记为“实验1”和“实验2”)制备的泡沫体的k-因子。“实验1”和“实验2”的组合物均分别含有大约1.1 1的HFC-365mfc和HFC_245fa混合物。然而，实验1还含有约2. 0 克的水(约7%重量，基于HFC-365mfc、HFC-245fa和水总重量的计算)，而实验2还含有仅 为约0. 5克的水(约重量，基于HFC-365mfc、HFC-245fa和水总重量计算)。意外的是， 虽然实验1组合物含有比实验2组合物四倍(整体)的水含量和七倍(相对重量百分比) 的水，使用实验1组合物形成的泡沫体的k-因子与用实验2组合物形成的泡沫体的k-因 子比较，不仅仅是一样好，而且还略低一些。结果说明随着水含量的增加，k-因子的增加小 于线性增加。这样的结果是非常意外的，也是非常令人满意的。表 1 而且，本申请人已经意本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合物，所述组合物含有约１至约９８％重量的１，１，１，３，３－五氟丙烷、约１至约９８％重量的１，１，１，３，３－五氟丁烷和１至１５％重量的水。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：MC博丹，GM克诺佩克，KD库克，RR辛，R里格尔，L比门特，DJ威廉斯，HT范，
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]