Фторуглеводородные композиции

Настоящее изобретение относится к композиции для вспенивания пенопластов, используемых в изоляционных материалах при низких температурах. Данная композиция включает 1,1,1,3,3-пентафторбутан (HFC-365mfc) и 1,1,1,3,3-пентафторпропан (HFC-245fa) с массовым отношением HFC-365mfc/HFC-245fa, составляющим от 65:35 до 73:27. Изобретение также относится к премиксу для получения пенополиуретана или модифицированного пенополиуретана, включающему такую композицию для вспенивания, по меньшей мере один полиол и катализатор реакции изоцианатов с полиолами. Описан также способ получения пенополиуретана или модифицированного пенополиуретана с использованием заявленной композиции для вспенивания, а также теплоизоляционный материал, включающий полученный таким способом пенополиуретан или модифицированный пенополиуретан. При использовании в полностью приготовленных системах композиция для вспенивания не имеет точки воспламенения, что способствует безопасному изготовлению (модифицированных) пенополиуретанов. Пенопласты, изготовленные с использованием такой композиции для вспенивания, имеют коэффициент теплопроводности, который изменяется незначительно при изменении температур, и показывают улучшенные изолирующие свойства в широком температурном интервале и особенно при низких. 5 н. и 4 з.п. ф-лы.

 

Настоящее изобретение относится к композициям 1,1,1,3,3-пентафторбутана (HFC-365mfc) и 1,1,1,3,3-пентафторпропана (HFC-245fa), которые применимы в качестве вспенивающих агентов для пенопластов.

Смеси HFC-365mfc и HFC-245fa подходят, в частности, для изготовления пенополиуретана или модифицированного пенополиуретана, например пенополиизоцианурата. Патент США 6080799, помимо прочего, описывает смесь вспенивающих агентов HFC-365mfc/HFC-245fa.

Было обнаружено, что в определенным образом составленных системах для полиуретанов, содержащих полиолы и смеси HFC-365mfc и HFC-245fa, может наблюдаться точка воспламенения несмотря на негорючую природу полиолов и смесей HFC-365mfc и HFC-245fa, соответственно.

Было бы желательно найти композицию вспенивающего агента, которая не имеет точку воспламенения, когда используется в полностью приготовленных системах, и которая дает возможность изготавливать пенопласты, которые показывают хорошие изолирующие свойства в широком температурном интервале.

Следовательно, изобретение относится к композиции, которая включает 1,1,1,3,3-пентафторбутан (HFC-365mfc) и 1,1,1,3,3-пентафторпропан (HFC-245fa) с массовым отношением HFC-365mfc/HFC-245fa, составляющим от 60:40 до 75:25.

Неожиданно было обнаружено, что композиции по изобретению позволяют безопасно изготавливать (модифицированные) пенополиуретаны с использованием полностью приготовленных систем, не имеющих точки воспламенения, тогда как полученные пенопласты с закрытыми ячейками являются особенно подходящими для теплоизоляции при низких температурах, поскольку по существу можно избежать конденсации газа в ячейках.

Полиуретанами называют полимеры, полученные по существу взаимодействием полиолов с изоцианатами. Данные полимеры типично получают из рецептур, показывающих изоцианатное число от 100 до 180. Модифицированными полиуретанами называют полимеры, полученные взаимодействием полиолов с изоцианатами, которые содержат в добавление к уретановым функциональным группам другие типы функциональных групп, в частности триизоциануратные кольца, образованные тримеризацией изоцианатов. Данные модифицированные полиуретаны обычно известны как полиизоцианураты. Данные полимеры обычно получают из рецептур, показывающих изоцианатное число от 180 до 550.

В композиции по изобретению массовое отношение HFC-365mfc/HFC-245fa больше или равно 60:40. Часто массовое отношение HFC-365mfc/HFC-245fa больше или равно 65:35. Предпочтительно массовое отношение HFC-365mfc/HFC-245fa больше или равно 67:33. Особенно предпочтительно массовое отношение HFC-365mfc/HFC-245fa составляет примерно 70:30.

В композиции по изобретению массовое отношение HFC-365mfc/HFC-245fa меньше или равно 75:25. Часто массовое отношение HFC-365mfc/HFC-245fa меньше или равно 73:27. Предпочтительно массовое отношение HFC-365mfc/HFC-245fa меньше или равно 72:28.

Особенно предпочтительными являются композиции, которые состоят по существу из HFC-365mfc и HFC-245fa.

Изобретение также относится к премиксу, предназначенному для получения пенополиуретана или модифицированного пенополиуретана, включающему

a) по меньшей мере, один полиол;

b) катализатор реакции изоцианатов с полиолами;

c) композицию по изобретению.

Для целей настоящего изобретения премиксом называют любую композицию, включающую, по меньшей мере, один полиол, по меньшей мере, один вспенивающий агент и, по меньшей мере, один катализатор.

Неожиданно было обнаружено, что композиции по изобретению являются химически устойчивыми в премиксе. Поэтому рецептуру последнего необязательно можно составлять без стабилизатора, предназначенного для предотвращения потенциальной деградации композиции по изобретению.

Для целей настоящего изобретения полиолом называют любое соединения, содержащее, по меньшей мере, две функциональные группы, которые взаимодействуют с изоцианатами. Данные функциональные группы содержат, по меньшей мере, один активный атом водорода, как определено реакцией Церевитинова. Активные атомы водорода, как правило, представляют собой атомы водорода, связанные с атомом кислорода, азота или серы. В премиксах по данному изобретению можно использовать любой полиол, обычно используемый для получения пенополиуретанов. В частности, можно указать полиэфирполиолы и сложные полиэфирполиолы.

Катализатор премиксов по изобретению включает соединение, которое катализирует образование -NH-CO-O- уретановой связи в результате взаимодействия между полиолом и изоцианатом или которое активирует реакцию между изоцианатом и водой, например третичные амины и органические соединения олова, железа, ртути или свинца. В частности, в качестве третичных аминов можно указать триэтиламин, N,N-диметилциклогексиламин (DMCHA), N-метилморфолин (NMM), N-этилморфолин, диметилэтаноламин, диаза[2,2,2]бициклооктан(триэтилендиамин) и замещенные бензиламины, такие как N,N-диметилбензиламин (DB). В частности, в качестве органических соединений олова или свинца можно указать дилаурат дибутилолова, октаноат двухвалентного олова и октаноат свинца.

Катализатор премиксов по данному изобретению, в частности, когда последние предназначены для изготовления модифицированных пенополиуретанов (пенополиизоциануратов), может включать соединение, которое катализирует тримеризацию изоцианатов в триизоцианураты. Соединениями, катализирующими тримеризацию изоцианатов, которые можно использовать в премиксах по данному изобретению, в частности, являются триазины.

Кроме полиола, композиции по изобретению и катализатора, премиксы по данному изобретению могут дополнительно содержать различные добавки, обычно используемые для приготовления пенополиуретана или модифицированного пенополиуретана, в частности, например, воду, поверхностно-активные вещества, антиоксиданты, антипирены и/или красители. Более конкретно, предпочтительные премиксы по изобретению по существу состоят, по меньшей мере, из одного полиола, композиции по изобретению, по меньшей мере, одного катализатора, который содействует взаимодействию полиола с изоцианатом и, по меньшей мере, одной обычной вышеуказанной добавки.

Пропорции полиола, катализатора, композиции по изобретению и необязательных добавок в премиксах по изобретению различаются, в частности, в соответствии с областью использования, типом полученного пенопласта, природой полиола и природой катализатора.

На практике количество используемого катализатора обычно различается примерно от 0,05 до 10 массовых частей на 100 массовых частей полиола. В общем, количество композиции по изобретению составляет от 1 до 80 массовых частей на 100 массовых частей полиола. Предпочтительно оно составляет от 10 до 60 массовых частей на 100 массовых частей полиола. Количества воды, поверхностно-активных веществ, пластификаторов и/или антипиренов являются такими, как обычно используют для получения пенополиуретана или модифицированного пенополиуретана.

Изобретение также относится к способу получения пенополиуретана или модифицированного пенополиуретана, в котором, по меньшей мере, один изоцианат взаимодействует, по меньшей мере, с одним полиолом в присутствии композиции по изобретению, по меньшей мере, одного катализатора и, необязательно, других обычных добавок.

В способе по настоящему изобретению можно применять любой изоцианат, обычно используемый для изготовления таких пенопластов. В качестве примера можно указать алифатические изоцианаты, например гексаметилендиизоцианат, и ароматические изоцианаты, например толуолдиизоцианат или дифенилметандиизоцианат.

Как правило, способ по изобретению осуществляют в присутствии воды. В данном случае количество используемой воды предпочтительно равно или превышает 1 массовую часть на 100 частей полиола. Более предпочтительно количество используемой воды равно или превышает 1,5 массовой части на 100 частей полиола.

В данном случае количество используемой воды предпочтительно равно или меньше 2,5 массовой частеи на 100 частей полиола. Более предпочтительно количество используемой воды равно или меньше 2 массовых частей на 100 частей полиола.

В способе по изобретению композицию по изобретению можно поставлять для взаимодействия в форме премикса по изобретению. Композицию по изобретению также можно поставлять для взаимодействия в форме смеси композиции с изоцианатом.

Изобретение также относится к пенополиуретану или модифицированному пенополиуретану, который получают способом по настоящему изобретению. Пенополиуретан или модифицированный пенополиуретан по изобретению предпочтительно представляет собой жесткий пенопласт с закрытыми ячейками. Пенополиуретан или модифицированный пенополиуретан также можно выбрать из мягкого или полумягкого пенопласта, интегрального пенопласта и однокомпонентного пенопласта.

Изобретение также относится к теплоизоляционному материалу, который включает пенополиуретан или модифицированный пенополиуретан по изобретению.

Конкретные примеры теплоизоляционного материала по изобретению включают изолирующие панели, трубы для изоляции трубопроводов, многослойные панели, слоистые материалы и пеноблоки.

Теплоизоляционный материал по изобретению, как правило, по существу сохраняет свои изолирующие свойства при использовании в контакте с атмосферой, имеющей температуру 10°C или ниже. Часто температура использования может составлять 5°C или ниже. Температура может составлять даже 0°C или ниже без существенной конденсации. Теплоизоляционный материал по изобретению особенно подходит, когда его используют в контакте с атмосферой, имеющей температуру -10°C или выше.

Следующие далее примеры предназначены для иллюстрации изобретения неограничивающим способом.

Пример 1: Изготовление PUR с композицией 70:30 HFC-365mfc и HFC-245fa

Препарат HFC-365mfc/HFC-245fa с соотношением 70:30 начинает кипеть при 27°C. 100 г полиольной композиции ароматического сложного полиэфирполиола и ароматического полиэфирполиола с гидроксильным числом 450 и 15 г трис-хлоризопропилфосфата в качестве антипирена, 2 г метилэтилциклогексиламина в качестве катализатора и 1,5 г силоксанполиалкеноксидного сополимера в качестве стабилизатора, 2 г воды и 20 г HFC-365mfc/HFC-245fa с соотношением 70:30 перемешивают и затем смешивают со 130 г 4,4-диизоцианатдифенилметана. Получают жесткий пенопласт с плотностью 35 кг/м³.

Пример 2: Изготовление PUR с композицией 75:25 HFC-365mfc и HFC-245fa

Повторяют пример 1 с 20 г композиции HFC-365mfc/HFC-245fa с соотношением 75:25, имеющей температуру начала кипения 28°C. Плотность оказывается такой же, как в примере 1.

Пример 3

Повторяют пример 1, добавляя композицию вспенивающего агента по отдельности, сначала 14 г HFC-365mfc, а затем 6 г HFC-245fa, используя погруженную трубку. Получают жесткий пенопласт с плотностью 35 кг/м³.

Композиция не показывает какую-либо точку вспышки при использовании в премиксе с полиолами.

1. Композиция для вспенивания пенопластов, используемых в изоляционных материалах при низких температурах, которая включает 1,1,1,3,3-пентафторбутан (HFC-365mfc) и 1,1,1,3,3-пентафторпропан (HFC-245fa) с массовым отношением HFC-365mfc/HFC-245fa, составляющим от 65:35 до 73:27.

2. Композиция по п.1, где массовое отношение HFC-365mfc/HFC-245fa составляет от 67:33 до 72:28.

3. Композиция по п.1, где массовое отношение HFC-365mfc/HFC-245fa составляет примерно 70:30.

4. Композиция по любому из пп.1-3, которая состоит, по существу, из HFC-365mfc и HFC-245fa.

5. Премикс, предназначенный для получения пенополиуретана или модифицированного пенополиуретана, включающий
a) по меньшей мере, один полиол,
b) катализатор реакции изоцианатов с полиолами,
c) композицию по любому из пп.1-4.

6. Способ получения пенополиуретана или модифицированного пенополиуретана, в котором, по меньшей мере, один изоцианат взаимодействует, по меньшей мере, с одним полиолом в присутствии, по меньшей мере, одного катализатора и в присутствии композиции по любому из пп.1-4.

7. Пенополиуретан или модифицированный пенополиуретан, который получают способом по п.6.

8. Пенополиуретан или модифицированный пенополиуретан по п.7, который является жестким пенопластом с закрытыми ячейками.

9. Теплоизоляционный материал, который включает пенополиуретан или модифицированный пенополиуретан по п.7 или 8.