[发明专利]多元醇共混物和具有改进的低温R值的硬质泡沫

说明书

公开了包含芳香族聚酯多元醇和1‑10重量％的脂肪酸衍生物的共混物。脂肪酸衍生物是C₈‑C₁₈的脂肪酸酯或C₈‑C₁₈的脂肪酸酰胺。还公开了包括水、催化剂、泡沫稳定表面活性剂、聚异氰酸酯、发泡剂和聚酯多元醇/脂肪酸衍生物共混物反应的产物的硬质PU或PU‑PIR泡沫。出乎意料的是，通过使用芳香族聚酯多元醇和少量易得的脂肪酸衍生物的共混物，可以显著改善基于戊烷发泡剂的硬质泡沫的低温R值。在一些方面，在75°F和40°F下测量的泡沫的初始R值之间的差比在不存在脂肪酸衍生物的情况下制备的类似泡沫的初始R值之间的差大至少5％。

技术领域

本发明涉及芳香族聚酯多元醇共混物和由所述共混物生产的硬质泡沫。

背景技术

硬质聚氨酯(PU)或聚氨酯改性聚异氰脲酸酯(PU-PIR)喷涂泡沫和泡沫板广泛用于使屋顶、墙壁、管道和电气用具(与其他物体)隔热。“R值”是一种衡量隔热性能的标准，它与隔热材料抵抗热流的能力有关，R值越高表示隔热性能越好。当评估温度梯度的平均温度降低时，PU或PU-PIR泡沫的R值应提高。从历史上看，对于上一代发泡剂(例如CFC、HCFC等)而言，确实如此。然而，不幸的是，用戊烷异构体或其混合物发泡制得的PU-PIR泡沫并未完全遵循这种趋势。实际上，随着平均温度从75°F降低至40°F，经常观察到R值降低。

脂肪酸衍生物如脂肪酸酯和脂肪酸酰胺，是从脂和油获得的。它们通常用作溶剂、清洁剂、燃料组分以及用于个人护理用途的材料。脂肪酸衍生物在有些时候已经用作疏水反应物，以制备用于氨基甲酸酯用途的多元醇(参见，例如美国专利号4608432、4644048和5922779)。然而，显然没有将脂肪酸衍生物和芳香族聚酯多元醇的简单共混物用于生产硬质PU或PU-PIR泡沫。

有关臭氧层空洞和全球变暖问题的环境法规已经对硬质聚氨酯泡沫隔热(insulation)材料行业使用的发泡剂进行了深入地评估。卤化发泡剂(HCFCs、HFCs、HFOs等)可在较低和较高的温度下有效地隔离泡沫，但与低沸点烃类发泡剂相比，它们往往具有高昂的成本或其他缺点。在过去的十年中，在聚异氰脲酸酯隔热板行业里，戊烷已成为首选的发泡剂。戊烷异构体作为硬质PU-PIR泡沫的发泡剂的缺点是在低温下会观察到隔热性能下降。理想情况下，无论白天或晚上的温度如何变化，PU-PIR泡沫在温暖和寒冷的气候下都将提供一致且优异的特性。因此，该行业将受益于改性当前戊烷发泡制得的硬质泡沫以在较低温度下提供改进的隔热性能的方法。

发明内容

本发明一方面涉及一种包含芳香族聚酯多元醇和脂肪酸衍生物的共混物。所述共混物包含90-99重量％的芳香族聚酯多元醇和1-10重量％的选自C₈-C₁₈的脂肪酸酯和C₈-C₁₈脂肪酸酰胺的脂肪酸衍生物。所述聚酯多元醇的羟值在150-400mg KOH/g的范围里。

本发明包括硬质PU或PU-PIR泡沫，所述硬质PU或PU-PIR泡沫包含水、催化剂、泡沫稳定表面活性剂、聚异氰酸酯、发泡剂和聚酯多元醇/脂肪酸衍生物共混物反应的产物。优选地，所述发泡剂是正戊烷、异戊烷、环戊烷或它们的混合物。

我们惊讶地发现，通过使用芳香族聚酯多元醇和少量易得的脂肪酸衍生物的共混物，可以显著改进硬质泡沫，特别是戊烷发泡制得的泡沫的低温R值。在一些方面，在40°F下测量的泡沫的初始R值达到或超过在75°F下测量的泡沫。在其他方面，在75°F和40°F下测得的泡沫的初始R值之间的差比在不存在脂肪酸衍生物的情况下制得的类似泡沫的初始R值的差大至少5％。

附图说明

图1是使用聚酯多元醇和2.5-7.5重量％的脂肪酸甲酯添加剂制备的硬质泡沫的初始R值与平均温度的关系图(数据来自表5)。发泡剂是50％异戊烷/50％正戊烷。

具体实施方式

A、芳香族聚酯多元醇共混物