[发明专利]硬质聚氨酯泡沫塑料的制备工艺

说明书

本发明涉及硬质聚氨酯或聚氨酯改性的聚异氰脲酸酯泡沫塑料的制备工艺，涉及由此制备的泡沫塑料，并涉及可用于该工艺的新型组合物。    

硬质聚氨酯和聚氨酯改性的聚异氰脲酸酯泡沫塑料一般是在一种发泡剂存在下使适当的多异氰酸酯和对异氰酸酯活泼的化合物(通常是一种多元醇)反应来制备的。这类泡沫塑料的一种用途是诸如在冷冻贮存设备的建造中那样作为一种隔热介质。硬质泡沫塑料的隔热性能依赖于许多因素，对于闭孔硬质泡沫塑料来说，包括泡孔尺寸和泡孔内容物的热导性。

已在聚氨酯和聚氨酯改性的聚异氰脲酸酯泡沫塑料的生产中广泛用作发泡剂的一类材料是全卤代的氯氟烃，尤其是三氯氟甲烷(CFC-11)。这些发泡剂、尤其CFC-11格外低的热导性已使得能制备具有非常有效隔热性能的硬质泡沫塑料。最近对于氯氟烃引起大气层中臭氧耗损的潜力的关注已导致急需开发一些反应体系，其中氯氟烃发泡剂被环境上可接受而且也能产生具有其被使用的很多用途所需性能的泡沫塑料的替代物质所代替。

已被用作具有零臭氧耗损潜值的替代发泡剂的一类物质是链烷烃和环烷烃。例如正戊烷、异戊烷和环戊烷。特别是环戊烷，鉴于其较低热导性而较好。环戊烷在硬质聚氨酯或聚氨酯改性的聚异氰脲酸酯泡沫塑料中作为发泡剂的使用，详见美国专利No.5096933，还可参阅美国专利No.5114986、美国专利No.5166182、美国专利No.4795763、美国专利No.4898893、美国专利No.5026502、欧洲专利申请No.389011和PCT专利申请No.92/16573。

用环戊烷发泡的硬质聚氨酯或聚氨酯改性的聚异氰脲酸酯泡沫塑料的一个缺点是其尺寸稳定性差，在20℃以下的温度尤其如此：新制成的泡沫塑料在此后24小时内显示出显著收缩，在随后数周内也是如此。此外，此类泡沫塑料的老化隔热性能(这是随时间推移而发生的隔热损失)也不能令人满意，尤其是在较低的温度如10℃，即电冰箱的平均温度，特别是在-10℃，即冷冻机的平均温度。

本发明的目的就是要提供具有改善尺寸稳定性的、环戊烷发泡的硬质聚氨酯或聚氨酯改性的聚异氰脲酸酯泡沫塑料。

本发明的进一步目的就是要提供具有改善老化隔热性能的、环戊烷发泡的硬质聚氨酯或聚氨酯改性的聚异氰脲酸酯泡沫塑料。

本发明的又进一步目的就是提供具有改善尺寸稳定性和改善老化隔热性能而对泡沫塑料的初始隔热不产生有害影响的、环戊烷发泡的硬质聚氨酯和聚氨酯改性的聚异氰脲酸酯泡沫塑料。

这些目的是这样来达到的：在从多异氰酸酯和对异氰酸酯活泼的成分制备硬质聚氨酯或聚氨酯改性的聚异氰脲酸酯泡沫塑料的工艺中，除使用环戊烷作为发泡剂外，还使用一定量的其它有机化合物作为助发泡剂，所述助发泡剂在Tuse用巴表示的饱和蒸气压(v.p.)符合如下方程(Ⅰ)：式中C是发泡后气相中总发泡剂混合物为基准计算的气态形式所述化合物的摩尔％，Tuse是该泡沫塑料使用时的温度，用°k表示。

Tuse的饱和蒸气压可以用Clausius-Clapeyron方程从该助发泡剂的沸点，其分子蒸发热和Tuse计算。

C，即发泡后总气态发泡剂混合物为基准计算的助发泡剂的摩尔％，是假定泡沫塑料泡孔中的发泡剂混合物不发生冷凝而确定的。

按照本发明，环戊烷是与一种或多种其它有机助发泡剂组合使用的，所述助发泡剂每一种的饱和蒸气压均符合上述方程(Ⅰ)。

可用作按照本发明的助发泡剂的较好化合物类别是环/链烷烃、氢氟烃、氢氯氟烃、氟烃、链烯烃、链炔烃和稀有气体。特别好的类别是链烷烃和氢氟烃。

适合于按照本发明的用途的环/链烷烃实例包括异戊烷、正戊烷、新戊烷、正丁烷、环丁烷、甲基环丁烷、异丁烷、丙烷、环丙烷、甲基环丙烷、正己烷、3-甲基戊烷、2-甲基戊烷、环己烷、甲基环戊烷、正庚烷、2-甲基庚烷、3-乙基戊烷、2,2,3-三甲基丁烷、2,2-二甲基戊烷、环庚烷、甲基环己烷和2,3-二甲基丁烷。

适合于按照本发明的用途的氢氟烃实例包括1,1,1,2-四氟乙烷(HFC134a)、1,1,1,4,4,4-六氟丁烷(HFC356)、五氟乙烷(HFC125)、1,1-二氟乙烷(HFC152a)、三氟甲烷(HFC23)、二氟甲烷(HFC32)、三氟乙烷(HFC143)和氟甲烷。

适合于按照本发明的用途的氢氯氟烃实例包括氯二氟甲烷(HCFC22)、1-氯-1,1-二氟乙烷(HCFC142b)、1,1,1-三氟-2,2-二氯乙烷(HCFC123)和二氯氟甲烷(HCFC21)。