绝热泡沫塑料制造技术

提供太阳能热水器系统。该系统具有以下部件：密封储箱、反射表面和真空管。密封储箱适合于保持水。该箱具有位于其外表面处的其中含有发泡剂的闭孔聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫塑料的绝热层，所述发泡剂中具有约６０重量％或更多的１，１，１，３，３－五氟丙烷。反射表面能反射太阳光。真空管沿反射表面在反射表面和太阳之间延伸。真空管与箱连通。还提供户外绝热储蓄箱系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】绝热泡沫塑料
技术介绍
专利
本专利技术涉及使用1 ， 1 ， 1 ，3，3-五氟丙烷(HFC-245fa)作为物理发泡剂制备的 硬质聚氨酯或聚异氛脲酸酯的闭孔泡沫塑料。
技术介绍
讨论太阳能热水器(solar water heater)工业已通过中国公司得到进一步发 展。在使用该加热器的早期，使用低成本材料对加热器的水箱外部进行绝热，以减少制造成本。由于没有控制绝热性能的标准，因此使用普通的绝热材料， 例如棉纤维和塑料层。在有些情况下，不使用绝热，随着太阳能加热器市场的迅速增长，用CFC-ll发泡的聚氨酯(PUR) 和聚异氛脲酸酯(PIR)泡沫塑料用作环绕水箱的绝热材料。其后是用 HCFC-141发泡的泡沫塑料。对于环绕水箱的绝热层，必须考虑一些独特的 要求(I)由于水箱安装的位置，尺寸稳定性非常重要一水箱下面的的泡沫塑 料层需要支撐体积可为100 2000 L的水的全部重量；(2)户外的温度范 围可为50 40'C;和(3)不同位置间的环境条件的变化，环境条件包括风、雨、 UV暴露、酸性腐蚀和沙尘暴，给定的条件变化下，泡沫塑料层必须显示足 够的表面附着性和稳定性。称为低密度硬质聚氨酯或聚异氛脲酸酯泡沫塑料的那类泡沫塑料用于 各种各样的绝热应用，所述应用包括但不限于屋顶系统、建筑物面板 (building panel)、水箱和冷冻机。通过在挥发性发泡剂或者经由化学反应合物反应来制造聚氨酯及聚异氛脲酸酯泡沫塑料。通过在异氛酸酯与多元醇种反应和发泡过程可通过使用各种添加剂而得到増强，所述添加剂例如催化 剂、表面活性剂、增容剂、阻燃剂和其它添加刑，该其它添加剂用来控制混合物的反应速率，控制和调节泡孔尺寸，使泡沫结构在形成过程中穂定化， 并使最终泡沫塑料产品的物理性能和可燃性最优化。在绝热泡沫塑料应用中使用碳氟化合物作为优选的发泡刑是部分基于所得的与生产的泡沫塑料有关的k-因子。k-因子是泡沫塑料的导热率的一种 度量，定义为一小时内通过一平方英尺的一英寸厚材料的传热速率，其中垂 直通过该材料的两个表面存在一华氏度的温差。氟碳化合物由于其挥发性不仅作为发泡剂，而且被包封或夹带在硬质泡 沫塑料的闭孔结构中，是硬质聚氨酯泡沫塑料的低热导率性能的主要贡献 者。用诸如三氯氟甲烷(CFC-11)的氯氟烃发泡剂和诸如l，l-二氯-l-氟乙烷 (HCFC-141b)的氢氯氟径(hydrochloroflurocarbon )发泡刑制造的泡沫 塑料，部分由于其很低的气相热导率而提供优异的热绝缘，并因此已广泛用 于绝热应用。但是，现在认识到向大气释放某些氟碳化合物(最显著是氯氟烃(CFC) 和氢氯氟烃(HCFC))促使同温臭氧层损耗，考虑到与CFC和HCFC有关 的环境问题，已停止使用CFC-U， HCFC-141 b正处于逐渐停止使用的过 程中，并被零臭氧损耗潜势(zero ozone depletion potential)材料所替代， 所述潜在材料如氢氟烃(HFC)、烃类、通过水与异氛酸酯的反应而产生的 co2、以及其它物质。理想的是使用零臭氧损耗潜势发泡剂，如水、烃类和氢氟烃 (hydroflurocarbon)。但是，水本身不是最佳的发泡剂，因为所制成的泡 沫塑料缺乏与用CFC或HCFC发泡剂制成的泡沫塑料相同程度的绝热敢 率、尺寸稳定性和附着性。烃发泡剂是易燃的，因此不大合乎需要.因为硬 质聚氨酯泡沫塑料必须符合建筑物规范或其它规章，用烃发泡剂发泡的这类 泡沫塑料可能需要加入较高含量的昂责的阻燃材料。而且，烃发泡剂可能归 类为挥发性有机化合物(VOC)，并要遵照环境规章，氩氟烃，特别l,l，l, 3，3-五氟丙烷(HFC-245fa)，提供CFC和HCFC发 泡剂的许多优点，包括不燃性、低的气相热导率、安全和容易使用。此外， 因为分子中没有氯，其不会促使地球臭氣层损耗。目前，太阳能加热器装置(例如太阳能加热器水箱)的绝热层中最常使用的发泡剂是对环境不良的CFC，如CFC-ll，已知它们会破坏同温臭氣层。 在亚洲(特别是在中国)，通过更好利用有限的自然资源，在节能、清 洁环境控制(清洁空气、水)方面进行产品创新使经济持续而强劲发展将变 得曰益重要。确定为将要重要发展的一个快速增长方面将是与使用绿色 能源(如太阳能)有关的新技术和产品创新。 一种这样的特定产品是在加热 环境温度的水的期间转化太阳能的太阳能加热器装置。然后经加热的水 用于工业过程(例如，药物提取或湿至干(wet-to-dry)的管道过程)或住 宅家庭应用(例如，淋浴水或使房屋温暖)。用于太阳能加热器装置中的水箱的更好绝热方案(即，泡沫塑料层)是非常重要的，因为水的内部温度能容易地达到40x: ioox:,而外部的环境 温度低得多(冬季，在北半球地区可为-4ox:，在南半球地区可为-rc iox:),所有以电为动力的住宅热水器系统也需要同样的绝热泡沫塑料层用于其各 自储水箱，以减少能量消耗。该同样的要求也适用于所有小至中等尺寸的水 处理系统(有些装置与碳或氣化硅过滤器、o3系统整合)，其中冷水和热水都可以通过半导体致冷或电加热元件生产.对这种内装式(build-in)水 箱的较好绝热在实现低电力消耗上是很关鍵的，在高温(一般范围为卯^c 99'C)条件下较好绝热将变得更为重要，因此，新技术和产品创新需要符合能量效率和环境控制标准两者，目前，常规的绝热材料(例如基于橡胶的结构和天然植物纤维)和用物 理发泡剂(例如CFC-ll和HCFC-141 b)制造的PUR泡沫塑料均已用于 水箱绝热。这些材料所遇到的问题包括绝热性能(K因子)差和高温(40X:-100 'C)下的尺寸稳定性差。专利技术概迷根据本专利技术，提供太阳能热水器系统，该系统具有以下部件密封储箱 (storage tank)、反射表面和真空管，密封储箱适合保持水'该箱具有位于其外表面的其中含有发泡剂的闭孔聚氨酯或聚异氛脲酸酯泡沫塑料的绝热层， 所述发泡剂中具有约60重量％或更多的1，1，1，3，3-五氟丙烷'反射表面能反射太阳光并任选聚焦太阳光，真空管沿反射表面在反射表面和太阳之间延 伸。真空管与箱连通。根据本专利技术，还提供如上所述的太阳能热水器系统，除了其中的发泡剂具有约60重量％或更多的氮氟烃。根据本专利技术，进一步提供户外绝热储箱系统。该系统具有位于户外并适 合于保持液体的箱，所述箱的外表面被其中含有发泡剂的闭孔聚氨酯或聚异 氰脲酸酯泡沫塑料的绝热层部分或完全覆盖，所述发泡刑中具有约60重量 %或更多的1，1，1，3，3-五氟丙烷。根据本专利技术，还提供如上所述的储箱系统，除了其中的发泡剂具有约 60重量％或更多的氢氟烃。附图简迷附图说明图1是示出用于产生太阳能并将其转化为热量的暴露于太阳光下的真 空管和箱的示意图；和图2是根据本专利技术的太阳能热水器系统的透视剖視图。优选实施方式详述根据本专利技术的泡沫塑料出乎意料地在高温下具有好得多的性能，该泡沫 塑料具有均匀的泡孔结构，在聚合物基质中气体扩散速率低。与用诸如HCFC-14Ib和环戊烷的其它发泡剂发泡的泡沫塑料相比，用 HFC-245fa发泡的PU和PUR泡沫塑料在用于太阳能加热器装置时提供了 额外的优点。此类优点包括如下(a)就在发泡剂制造以及太阳能加热装本文档来自技高网...

【技术保护点】
太阳能热水器系统，其包含：　ａ）适合于保持水的密封储箱，所述箱具有位于其外表面的其中含有发泡剂的闭孔聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫塑料的绝热层，所述发泡剂中具有约６０重量％或更多的１，１，１，３，３－五氟丙烷；　ｂ）能反射太阳光的表面 ；和　ｃ）真空管，其沿反射表面在反射表面和太阳之间延伸，所述真空管与所述箱连通。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-6-28 60/817,1491、太阳能热水器系统，其包含a)适合于保持水的密封储箱，所述箱具有位于其外表面的其中含有发泡剂的闭孔聚氨酯或聚异氰脲酸酯泡沫塑料的绝热层，所述发泡剂中具有约60重量％或更多的1，1，1，3，3-五氟丙烷；b)能反射太阳光的表面；和c)真空管，其沿反射表面在反射表面和太阳之间延伸，所述真空管与所述箱连通。2. 权利要求1所述的热水器系统，其中所述发泡剂包括其中具有约90 重量％或更多的1， 1， 1， 3， 3-五氟丙烷的发泡剂。3. 权利要求1所述的热水器系统，其中所述发泡剂包括其中具有约95 重量％或更多的1，1，1，3，3-五氟丙烷的发泡剂。4. 权利要求1所述的热水器系统，其中所述反射表面是金属化表面或 镜面。5. 权利要求1所迷的热水器系统，其中所述箱由金属或玻璃制成。6. 权利要求1所述的热水器系统，其中所述真空管由金属或玻璃制成。7. 户外绝热储箱系统，其包含适合于保持液体的箱，所述箱的外表面 被其中含有发泡剂的闭孔聚氨酯或聚异氛脲酸酯泡沫塑料的绝热层部分或 完全覆盖，所述发泡剂中具有约60重量V。或更多的氢氟烃，所述箱位于户 外。8. 权利要求7所述的箱系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张科，陆伟，
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]