[发明专利]硬泡沫聚氨酯及其生产方法

说明书

本发明关于不用破坏臭氧的氯氟化碳(CFCs)作为发泡剂的硬泡沫聚氨酯的生产方法。还确信CFCs是所谓的温室气体。另一方面，本发明关于用一氯二氟甲烷，CHCLF₂(用HCFC-22表示)和一氯二氟乙烷，CH₉CCLF₂(用HCFC-142b表示)作发泡剂而生产的硬泡沫聚氨酯，这类发泡剂由于分子中有氢原子，在大气中的寿命短，因而不会带来环境问题。

本发明的硬泡沫聚氨酯在-30至-40℃的温度下保持良好的绝缘性，并且静置时其热传导率减损较少，同时保持其良好的耐火性。

已知硬泡沫聚氨酯基本上是由封闭的泡构成，其中的泡是由多元醇、异氰酸酯、水、发泡剂CCL₃F(用CFC-11表示)来生产的，它具有良好的力学性能和热绝缘性，极好的尺寸稳定性、隔声和电学性能，以及耐化学性。因此，它们被广泛用来制造用于冰箱、冷藏箱、冷藏车、冰柜、冷冻食物储藏器、液化石油气罐的热绝缘材料，用于隔墙板材的绝缘材料，用于冷藏库房的顶篷的建筑材料，及汽车的各种零部件。

加利福尼亚大学的LowLand于1974年公开了这样一种理论，怀疑某些特定的CFCs，包括二氯氟甲烷(CFC-11)，二氯二氟甲烷(用CFC-12表示)，三氯三氟乙烷(用CFC-113表示)，二氯四氟乙烷(用CFC-114表示)和一氯五氟乙烷(用CFC-115表示)，为破坏臭氧的物质。CFCs被认为与地球臭氧层的南极漏洞的形成有关，臭氧层屏蔽了由太阳辐射的导致皮肤癌的紫外线。

而且，据说CFCs在大气中具有很长的寿命，如约100年，并且它可吸收红外光。因此，CFCs也被认为是所谓的温室气体，即导致地球变暖的物质，地球变暖使地球温度升高，随之而来的是对人类健康和作物生长产生潜在的灾难性影响。

在技术发达国家，它们的应用受到严格控制，并且不断加强限制。

日本从1989年起控制它们的使用和生产，在不久的将来，将会实现完全禁止CFCs的生产和使用。从这一点看，开发CFCs的替代物是一件紧迫的事。

包括在特定的CFCs中、并被广泛用作生产泡沫塑料的发泡剂的CFC-11处于类似的情况下。CFC-11的沸点为23.8℃，当聚氨酯被用来制作用于冰箱、冷藏箱或维持在约-30至-40℃的陈列柜的热绝缘材料时，它会在聚氨酯的封闭泡内液化。在这种情况下，绝缘材料的热传导率会发生急剧变化，导致没有有效的热绝缘性能。

因此，有必要开发一种生产硬泡沫聚氨酯的方法，通过使用在这种冷条件下不液化的发泡剂，使泡沫聚氨酯保持其低的热传导率。

本发明的目的是提供一种硬泡沫聚氨酯和生产聚氨酯的方法，其中，该方法包括使用一种不带来上述麻烦的发泡剂。具体地说，本发明的目的是提供一种硬泡沫聚氨酯以及生产聚氨酯的方法，其中，该方法包括用HCFC-22作发泡剂，它的沸点为-40.8℃，在-30至-40℃的温度下不会液化。

本发明的另一个目的是提供硬泡沫聚氨酯和生产聚氨酯的方法，其中，该方法包括使用一种含有一定量的易燃HCFC-142b的不易燃HCFC-22混合物，这可以避免静置时聚氨酯热传导率的损害，同时保持该混合物的不可燃性。

根据本发明第一个目的，提供一种基本上由至少含HCFC-22和CO2气体的封闭泡构成的硬泡沫聚氨酯。

用原料如多元醇、异氰酸酯、水及发泡剂HCFC-22来生产聚氨酯。聚氨酯基本上是由均匀分布的、没有空缺的封闭泡构成。因此，本发明所得的泡沫聚氨酯具有良好的力学、隔声和电学性能，良好的尺寸稳定性，以及耐化学性和耐火性。需要强调一下，本发明的泡沫聚氨酯基本上是由含HCFC-22和CO气体的封闭泡构成，它具有在-30至-40℃冷环境下的良好绝热性。因此，由该泡沫聚氨酯制成的绝缘材料适用于制造家用或工业用冰箱、冷藏箱、冷藏车、冰柜、冷冻食品储藏器等。

本发明所用的HCFC-22的ODP值很小，只有0.05，(ODP指臭氧消耗潜能；为单位质量破坏臭氧的能力的估计值，以CFC-11=1为基准)，其GHP(温室潜能：是单位质量温室效应的估计值，以CFC-12，即CCL₂F₂=1的基准)为0.07。

目前，可由市场购得作为四氟乙烯的主要原料的无毒的HCFC-22，四氟乙烯是聚四氟乙烯的单体。