[发明专利]低热导率的硬质聚氨酯泡沫材料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及使用氢氟烃(“HFC”)作为主发泡剂和少量(即以泡沫形成混合物的总重量为基准计，小于0.3重量％)水生产具有低热导率的硬质聚氨酯泡沫材料的方法以及由此方法生产的泡沫材料。

背景技术

用于生产硬质聚氨酯的方法是已知的。参见，例如，美国专利3085085、3453002、3222357和4430490。

用于生产任何泡沫材料的关键组分之一是发泡剂。虽然许多发泡剂是已知的，但是目前美国器具制造商用于生产绝缘用品的硬质泡沫材料的最常用发泡剂是1，1，1，3，3-五氟丙烷(通常称为HFC 245fa)。虽然HFC 245fa确实可以生产具有良好的物理性能的硬质聚氨酯泡沫材料，但是从提高能量成本和进一步紧跟政府能量效率要求的可能性方面考虑，仍然需要进一步改善性能，特别是改善k因子或绝热能力。

因此，开发一种生产硬质聚氨酯泡沫材料的方法是有利的，该方法生产的硬质聚氨酯泡沫材料与目前不使用额外的发泡剂和市售材料、不需要额外的设备或工艺控制就可得到的HFC 245fa发泡的泡沫材料相比，具有更低的热导率。

开发这种方法的一种途径是使用氢氟烃(hydrofluorocarbon)发泡剂发泡的更高密度泡沫材料，这种途径到目前为止研究的程度有限。这可能是因为较轻重量的绝热泡沫材料被认为是冰箱绝热之类的应用非常需要的材料。

美国专利5461084揭示了芯部密度(core density)在2.10-2.36磅/英尺³(pcf)之间的聚氨酯泡沫材料。在该专利中，使用HFC发泡剂并且不加入水生产所述泡沫材料，但是，该泡沫材料需要用较大量的HFC发泡剂来制备。

发明内容

本发明的目的是提供一种k-因子比目前可得到的泡沫材料的k-因子低的硬质聚氨酯泡沫材料的生产方法。

本发明的另一个目的是提供一种生产硬质聚氨酯泡沫材料的方法，所生产的硬质聚氨酯泡沫材料可用于生产制冷装置和其它用品，在这些用品中绝热非常关键。

本发明的另一个目的是提供具有良好的绝热性能且密度为2.0-4.0磅/英尺³(即0.032-0.064克/厘米³)的硬质聚氨酯泡沫材料。

这些和其它对本领域技术人员来说显而易见的目的可通过以下方法来实现：使有机多异氰酸酯与异氰酸酯-活性组分在HFC发泡剂和催化剂存在下，在以泡沫形成混合物的总重量为基准计不超过0.3重量％的水的存在下反应，形成密度为2-4磅/英尺³(即0.032-0.064克/厘米³)的泡沫材料，所述异氰酸酯-活性组分包括胺起始聚醚多元醇和残余水含量低(即以聚酯多元醇的重量为基准计，含水量小于0.3重量％)的聚酯多元醇。

具体实施方式

已经发现，当在由商购的形成聚氨酯的反应组分构成的体系中，HFC和任选的少量水用作发泡剂，并且它们的用量使产物泡沫材料的密度为2-4磅/英尺³时，可以明显改善硬质聚氨酯泡沫材料的绝热性能。这些泡沫材料使用HFC作为主要的，或者优选的唯一的发泡剂。在异氰酸酯-活性组分中包含少量水，优选水作为异氰酸酯-活性组分的多元醇中的残余水存在，几乎或完全不加入水。