[发明专利]氢氯氟烯烃的发泡剂组合物

说明书

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2008/058600，国际申请日为2008年3月28日，进入中国国家阶段的申请号为200880010501.0，名称为“氢氯氟烯烃的发泡剂组合物”的发明专利申请的分案申请。

发明领域

本发明涉及用于热固性泡沫的发泡剂。更具体地说，本发明涉及单独的氢氯氟烯烃(HCFO)HCFO-1233zd或在一个组合中在热固性泡沫的生产中作为一种发泡剂的用途。本发明的HCFO-1233zd占主导的是反式异构体。

发明背景

用于臭氧层保护的蒙特利尔议定书(于1987年10月签署)命令逐步淘汰氯氟烃类(CFC)的使用。对臭氧层更“友好”的材料，例如氢氟烷类(HFC)(例如HFC-134a)取代了氯氟烃类。后者的化合物已证明是温室气体，温室气体引起全球变暖并且受关于气候变化的京都议定书(于1998年签署)所管辖。所出现的替代材料(氢氟丙烯类)表明是环境可接受的，即具有零臭氧消耗潜势(ODP)以及可接受的低全球变暖潜势(GWP)。

当前使用的用于热固性泡沫的发泡剂包括HFC-134a、HFC-245fa、HFC-365mfc(具有相对高的全球变暖潜势)，以及烃类(例如可燃的并且具有低能量效率的戊烷异构体类)。因此，正在寻找新的可替代的发泡剂。卤化的氢烯烃类物质(例如氢氟丙烯类和/或氢氯氟丙烯类)作为HFC的代替物已产生了的兴趣。这些材料在低层大气中的固有的化学不稳定性提供了所希望的低的全球变暖潜势以及零或接近零的臭氧消耗潜势。

本发明的目的是提供可充当用于热固性泡沫的发泡剂的新颖的组合物，该组合物提供了独特的特性来满足低的或零臭氧消耗潜势、更低的全球变暖潜势的需要并且显示出低的毒性。

发明内容

本发明涉及基于不饱和的卤化的氢烯烃的发泡剂的用途，该发泡剂具有可忽略的(低的或零)臭氧消耗和低的GWP。此类发泡剂包括氢氯氟烯烃(HCFO)，单独的1-氯-3,3,3-三氟丙烯(HCFO-1233zd)或在一个组合中，该组合包括一种氢氟烯烃(HFO)、一种氢氯氟烯烃(HCFO)、一种氢氟烷(HFC)、一种烃、一种醇、一种醛、一种酮、一种醚/二醚或二氧化碳。本发明的HCFO-1233zd占主导的是HCFO-1233zd的反式异构体。

反式(E)和顺式(Z)展示如下：

氢氯氟烯烃(HCFO)HCFO-1233已被提议作为发泡剂，这类发泡剂表现出低的全球变暖潜势以及低的臭氧消耗值。低的全球变暖潜势以及低的臭氧消耗值是氢卤烯烃类的大气降解作用的一个结果。

通过混入一种多元醇类混合物中，占主导的氢氯氟烯烃HCFO-1233zd的反式异构体(单独的或在与HFO的组合中)可以作为用于热固性泡沫的一种发泡剂而使用。所生成的产物显示出优越的品质，包括减小的密度以及改进的k-因数。该发泡剂在热固性聚合物中容易溶解，并且提供了足以生产可接受的泡沫的一定程度的增塑作用。在环境温度下，HCFO 1233zd是一种液体，这允许了不同工业(特别是聚氨酯泡沫)所希望的处理上的减轻。优选的HFO组分典型地含有3或4个碳，并且包括但不局限于五氟丙烯，如1,2,3,3,3-五氟丙烯(HFO 1225ye)；四氟丙烯，如1,3,3,3-四氟丙烯(HFO 1234ze)、2,3,3,3-四氟丙烯(HFO 1234yf)、1,2,3,3-四氟丙烯(HFO1234ye)；三氟丙烯，如3,3,3-三氟丙烯(1243zf)。本发明优选的实施方案是正常沸点(低于大约60℃的不饱和的卤化的氢烯烃类的发泡剂组合物。

在生产聚氨酯以及聚异氰脲酸酯泡沫中使用的多元醇混合物中，本发明优选的发泡剂组合物(单独的HCFO-1233zd(反式异构体占主导)或在一个组合中)表现出良好的溶解性。本发明的HCFO-1233zd组分中大部分是反式异构体。在AMES中，发现反式异构体展现出比顺式异构体显著更低的遗传毒性。HCFO-1233zd的反式异构体与顺式异构体的一个优选的比率是低于该组合重量的大约30％的顺式异构体，并且优选低于大约10％的顺式异构体。最优选的比率是低于大约3％的顺式异构体。优选的发泡剂组合产生了具有所希望水平的绝缘值的泡沫。