含有氟取代的烯烃的发泡剂和组合物以及发泡的方法技术

技术编号:5481100 阅读:211 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开包含一种或多种C2至C6氟代烯烃的发泡剂组合物、可发泡组合物、泡沫、发泡方法和/或泡沫物品,所述氟代烯烃更优选为一种或多种C3至C5氟代烯烃,甚至更优选一种或多种具有下式I的化合物:XCFzR3-z(I),其中X是C1、C2、C3、C4或C5不饱和的、取代的或未取代的基团,每个R独立地为Cl、F、Br、I或H,且z是1至3,通常优选本发明专利技术的氟代烯烃具有至少四(4)个卤素取代基,至少其中三个是F,且更优选没有一个是Br。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在许多应用中具有用途的组合物、方法和系统,这些应用特别包括在 发泡剂、可发泡组合物、泡沫和用泡沫或由泡沫制成的物品中的应用。在优选的方面,本发 明涉及包含至少一种多氟化的(multi-fuorinated)烯烃和至少一种额外的成分的这样的 组合物,所述额外的成分为另一种多氟化的烯烃或另一种不是多氟化的烯烃的化合物。背景已发现,基于氟烃的流体在许多商业和工业应用中被普遍使用,包括作为气溶胶 喷射剂(aerosol propellants)和作为发泡剂。因为某些令人怀疑的(suspected)环境 问题,包括相对高的全球变暖潜能(与一些已在这些应用中被使用至今的组合物的使用相 关),使用具有低甚至零臭氧消耗潜能(ozone depletion potential)的流体已变得越来 越合乎需要,例如氢氟烃(hydrofluorocarbons^HFC”)。因此,使用不含大量的氯氟烃 ("CFC")或氢氯氟烃(hydrochlorofIuorocarbons,“ HCFC“)的流体是合乎需要的。 而且,某些HFC流体可能具有与其相关的相对高的全球变暖潜能,而使用具有尽可能低的 全球变暖潜能的氢氟烃或其他氟化流体,同时维持使用性质中想要的性能,是合乎需要的。如以上所表明的,最近几年,关于对地球大气和气候的潜在破坏的关注已越来越 多,在这点上,某些含氯化合物已被确定是问题特别严重的。含氯成分(例如氯氟烃(CFC)、 氢氯氟烃(HCF)等等)在许多应用中的使用已变得不受亲睐,因为许多这样的化合物具有 臭氧消耗性质。所以,越来越需要新的氟烃和氢氟烃化合物和组合物,作为在这些应用和其 他应用中被使用至今的组合物的有吸引力的替代品。例如,通过用不会消耗臭氧层的非含 氯化合物,例如氢氟烃(HFC),来代替含氯化合物,从而改进(retrofit)含氯系统(例如发 泡剂系统或冷冻系统)已变得合乎需要。一般而言,工业上正不断寻找新的基于氟烃的混 合物,其可代替CFC和HCFC,且被认为是对环境更安全的CFC和HCFC的替代品。但是,在许 多情况下被认为重要的是,任何可能的替代品必须也具有那些存在于许多最广泛使用的流 体中的性质,例如赋予极好的绝热性质,和当被用作发泡剂时的其他想要的泡沫特性(foam characteristic),例如合适的化学稳定性、低毒性或无毒性、低可燃性或无可燃性,等等。此外,通常认为合乎需要的是,不需要对常规的泡沫发生系统作很大的设计改变 即可发挥作用的CFC发泡剂替代品。用于制造常规的泡沫材料(例如热塑性材料和热固性材料)的方法和组合物已久 为人知。这些方法和组合物通常使用化学发泡剂和/或物理发泡剂以在聚合物基体中形成泡沫结构。这样的发泡剂包括,例如,偶氮化合物、各种挥发性有机化合物(VOC)和氯氟烃 (CFC)。化学发泡剂通常经受某些形式的化学变化,包括与形成聚合物基体的材料发生化学 反应(通常在预定的温度/压力下进行),这导致释放气体,例如氮气、二氧化碳或一氧化 碳。最常用的化学发泡剂之一是水。物理发泡剂通常溶解在聚合物或聚合物前体材料中, 且随后体积膨胀(还是在预定的温度/压力下进行)以有助于形成泡沫结构。物理发泡剂 常常用于热塑性泡沫,尽管化学发泡剂也可代替物理发泡剂使用于或与物理发泡剂一起使 用于热塑性泡沫。例如,已知在形成基于聚氯乙烯的泡沫时使用化学发泡剂。化学发泡剂 和/或物理发泡剂普遍使用于热固性泡沫。当然,可能某些化合物和含有它们的组合物可 立刻组成化学发泡剂和物理发泡剂。在过去,CFC普遍被用作在基于异氰酸酯的泡沫(例如硬质和软质聚氨酯泡沫和 聚异氰脲酸酯泡沫)的制备中的标准发泡剂。例如,CCl3F(CFC-Il)形成的组合物已成为标 准发泡剂。但是,此材料的使用已被国际条约所禁止,因为其释放到大气中会破坏同温层中 的臭氧层。因而,使用纯CFC-Il作为用于形成热固性泡沫(例如基于异氰酸酯的泡沫和酚 醛泡沫体)的标准发泡剂已不再普遍。CFC带来的问题导致含有氢的氟氯烷烃(chlorofluoroalkanes,HCFC)的更频繁 的使用。例如,CHCl2CF3 (HCFC-123)、CH2C1CHC1F(HCFC-I41b)在大气中具有相对短的寿命。 但是,虽然相对CFC,HCFC被认为是环保的发泡剂,但这样的化合物仍含有一些氯,所以具 有“臭氧消耗潜能”(称为“0DP”)。因为非零ODP,HCFC已被确定最终从使用中排除。另一种已知种类的发泡剂是非氯化的、部分氢化的氟烃(被称为“HFC”)。当前 正被用作发泡剂的某些HFC具有至少一个潜在的严重问题,即它们通常具有相对高的内 在(intrinsic)导热性(即差的绝热性)。另一方面,用某些较新近的HFC发泡剂(例如 CF3CH2CF2HC HFC-245fa〃 ))制造的泡沫,部分地由于HFC_245fa蒸气的低导热性,且部分 地由于HFC-245fa赋予泡沫的精细胞状结构(cell structure),因而提供改良的绝热性。 HFC-245fa已在绝热应用中,特别是在冷冻机、制冷器、冷冻机/制冷器和喷雾泡沫(spray foam)应用中,被广泛使用。然而,许多HFC流体都有具相对高的全球变暖潜能的缺点,合 乎需要的是,使用具有尽可能低的全球变暖潜能的氢氟烃或其他氟化的流体,同时维持使 用性质中的想要性能。即使是较新近的HFC,例如HFC-245fa、HFC-134a, HFC-365mfc及其 他,也表现出比理想水平更高的全球变暖潜能(尽管相对其他HFC较低)。因此,HFC在泡 沫绝热体中,特别是在硬质泡沫绝热体中作为发泡剂的使用,导致HFC成为商业泡沫绝热 体中较不理想的发泡剂。烃发泡剂也是已知的。例如,授予Hutzen的美国专利第5,182,309号教导了在不 同乳状液混合物中的异戊烷和正戊烷的用途。如授予Volkert的美国专利第5,096,933号 所教导的,烃发泡剂的另一个例子是环戊烷。虽然许多烃发泡剂,例如环戊烷和戊烷的异构 体是零臭氧消耗剂且表现出非常低的全球变暖潜能,但这样的材料并非完全是理想的,因 为由这些发泡剂生产的泡沫,缺乏与使用例如HFC-245fa发泡剂制造的泡沫相同程度的绝 热效率。而且,烃发泡剂极度易燃,这是不合需要的。此外,某些烃发泡剂在某些情况下具 有与形成泡沫的材料不充分的可混性,所述材料例如许多普遍用在聚异氰脲酸酯改性的聚 氨酯泡沫中的聚酯型多元醇。这些烷烃的使用常常需要化学表面活性剂以获得合适的混合 物。因此,越来越需要新的化合物和组合物,作为在这些应用和其他应用中作为发泡 剂使用至今的组合物的有吸引力的替代品。申请人因此认识到需要新的基于氟烃的化合物 和组合物,其可有效代替CFC和HCFC,并且它们可被认为是CFC和HCFC的对环境更安全的 替代品。但是,通常被认为是非常合乎需要的是,任何可能的替代品必须也具有一定的性质 或赋予泡沫一定的性质,这些性质至少比得上与许多最广泛使用的发泡剂相关的性质,例 如气相导热性(低K-因子)、低毒性或无毒性,等等。在许多应用中,另一个这样的潜在重要性质是可燃性。即,在许多应用中,特 别包括在发泡剂应用中,使用低可燃性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发泡剂,其包含:(a)反式-1,1,1,3-四氟丙烯(反式HFO-1234ze);和(b)至少一种化合物,所述化合物选自:除反式HFO-1234ze之外的氟代烯烃;烃;氢氟烃(HFC);醚;醇;醛;酮;甲酸甲酯;甲酸;水;反式-1,2-二氯乙烯;二氧化碳和这些的任何两种或更多种的组合。

【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:JM鲍曼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]

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