一種發(fā)泡組合物及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種發(fā)泡組合物，按重量份數(shù)，其組成為：2,3?二溴?1?丙烯1?5份，1,1,1,3,3?五氟丙烷100份，四甲基胍三氟甲烷磺酸鹽0.5?1份，環(huán)戊烷10?50份，六氟環(huán)丙烷1?5份，2,2,4?三甲基戊烷0.5?2份。本發(fā)明還提供該發(fā)泡組合物的制備方法。本發(fā)明具有泡沫導熱系數(shù)低，泡沫密度小，發(fā)泡效率高的優(yōu)點。
【專利說明】
一種發(fā)泡組合物及其制備方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及發(fā)泡劑領域，具體涉及一種發(fā)泡組合物及其制備方法。
【背景技術】
[0002] 1，1，1，3,3_五氟丙烷簡稱HFC-245fa，0DP值為零，是一種取代CFC、HCFC的化合物。 可代替一氟三氯甲烷(R-11)、二氟二氯甲烷(R-11)、一氟二氯乙烷(HCFC-141b)的用途，用 作不破壞臭氧層中臭氧的發(fā)泡劑、制冷劑、清洗劑、熱傳導介質(zhì)、氣溶膠推進劑、溶劑、動力 循環(huán)工作液體、滅火組合物、氣態(tài)電解質(zhì)等。
[0003] HFC-245fa主要用在新型環(huán)保發(fā)泡劑中。我國目前還采用HFC-141b作為硬質(zhì)聚氨 酯發(fā)泡劑，按"蒙特利爾議定書"規(guī)定美國將于2003年禁用HFC-141b，我國按照《中國消耗臭 氧層物質(zhì)逐步淘汰國家方案》的規(guī)定已將HFC-141b的淘汰時間由2040年提前至2030年。美 國和歐洲各泡沫塑料行業(yè)的生產(chǎn)廠已全面開始轉(zhuǎn)向不消耗臭氧的替代品。HFC-245fa與 HFC-14lb、戊烷等發(fā)泡劑相比，具有較低的沸點和較高的蒸氣壓，可改善發(fā)泡過程泡沫料的 流動性，制得的泡沫具有較好的低溫性能。且因其沸點低，可提供較寬的操作工藝范圍，是 未來替代CFC的最佳選擇。
[0004] CN1541261提供了 1，1，1，2-四氟乙烷、1，1，1，3，3_五氟丙烷和2-甲基丁烷的類共 沸組合物，該組合物符合環(huán)境要求并用作冷凍劑、氣溶膠噴射劑、計量劑量吸入器、聚合物 泡沫體發(fā)泡劑、傳熱介質(zhì)和氣態(tài)電介質(zhì)。
[0005] CN02827976提供了含有五氟丙烷，選自十氟戊烷、全氟丁基甲基醚及其組合的第 二組分和選自甲醇、1，2_反式-二氯乙烯及其組合的第三組分的組合物。還提供了含有該發(fā) 明組合物的制冷劑、發(fā)泡劑、泡沫體組合物、多元醇預混物、閉孔泡沫塑料、可噴組合物等。
[0006] CN02807084提供了在HFC-245f a的生產(chǎn)中用作中間體的1，1，1，3，3-五氟丙烷 (HFC-245fa)和1-氯-1，1，1，3，3，3-五氟丙烷(HCFC-235fa)的共沸和類共沸混合物。也提供 了一種分離HFC-245fa和HCFC-235fa的方法。HFC-245fa可以用作無毒的零臭氧消耗的氟碳 化合物，該氟碳化合物可以用作溶劑、發(fā)泡劑、冷凍劑、清潔劑、煙霧推進劑、傳熱介質(zhì)、氣態(tài) 電介質(zhì)、滅火組合物和動力循環(huán)工作液體。
[0007] 現(xiàn)有的含1，1，1，2_四氟乙烷組合物做發(fā)泡劑使用，聚氨酯泡沫導熱系數(shù)較高，聚 氨酯泡沫密度較高，影響到其作為發(fā)泡劑的長期使用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種泡沫導熱系數(shù)低，泡 沫密度小，發(fā)泡效率高的發(fā)泡組合物及其制備方法。
[0009] 為了解決上述技術問題，本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的：一種發(fā)泡組合物，按 重量份數(shù)，其組成為： 2,3-二溴-1-丙烯 1-5份 1,1,1，3,3-五氟丙烷 100份 四甲基胍三氟甲焼磺酸鹽 0,5-1份
[0010] 環(huán)戊烷 10-50份 六氟環(huán)丙烷 1-5份 2,2,4-三甲基戊烷 0.5-2份
[0011] 本發(fā)明還提供該發(fā)泡組合物的制備方法，包括以下步驟：
[0012] (a)預混合
[0013] 按配比將1-5份2，3-二溴-1-丙烯，100份1，1，1，3，3-五氟丙烷，10-50份環(huán)戊烷， 0.5-2份2，2，4-三甲基戊烷，1-5份六氟環(huán)丙烷，0.5-1份四甲基胍三氟甲烷磺酸鹽，在溫度0 ~10 °C以液體狀態(tài)預混合10_35h，得到中間產(chǎn)品；
[0014] (b)氟化氫氣體鼓泡混合
[0015] 將步驟(a)得到的中間產(chǎn)品加入鼓泡反應器中，再通入氟化氫氣體進行鼓泡混合 l-5h，得到最終廣品。
[0016] 所述的1，1，1，3，3-五氟丙烷與氟化氫氣體的質(zhì)量比優(yōu)選為1:5-10。
[0017] 本發(fā)明中所述的四甲基胍三氟甲烷磺酸鹽(C6H14F3N30 3S)，可市售取得，如可采用 中科院蘭州化學物理研究所生產(chǎn)的產(chǎn)品；2，3-二溴-1-丙烯，可市售取得，如可采用百靈威 科技有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品；1，1，1,3,3-五氟丙烷，可市售取得，如可采用巨化集團有限公司 生產(chǎn)的產(chǎn)品；環(huán)戊烷，可市售取得，如可采用安徽東方環(huán)戊烷化工有限責任公司；2,2,4-三 甲基戊烷，可市售取得，如可采用成都潤澤本土化工有限公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。
[0018] 本發(fā)明中所述的鼓泡反應器，可市售取得，如可采用河北華科強科技開發(fā)有限公 司生產(chǎn)的產(chǎn)品。
[0019] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0020] 1、使用本發(fā)明的組合物發(fā)泡時聚氨酯泡沫導熱系數(shù)低，本發(fā)明的發(fā)泡組合物中， 2,3_二溴-1-丙烯，環(huán)戊烷，四甲基胍三氟甲烷磺酸鹽混合均勻，環(huán)戊烷與體系有良好的溶 解度和擴散率，使聚氨酯泡沫導熱系數(shù)更低，導熱系數(shù)在0.021W · (m · ΚΓ1以下；
[0021 ] 2、使用本發(fā)明的組合物發(fā)泡時聚氨酯泡沫可燃性低，2，3-二溴-1-丙烯具有阻燃 作用，有效降低了五氟丙烷組合物的可燃性；
[0022] 3、使用本發(fā)明的組合物發(fā)泡時聚氨酯泡沫密度低，采用氟化氫氣體鼓泡混合，既 可以提高混合效果，微量溶解的氟化氫也可以提高發(fā)泡效率，使聚氨酯泡沫密度降低，泡沫 密度在47.8kg · m-3以下。
【具體實施方式】
[0023]以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步的說明，但本發(fā)明并不局限于所述的實 施例。
[0024]實施例中所述的原料和設備均可市售取得，其中部分原料和設備說明如下：
[0025]四甲基胍三氟甲烷磺酸鹽(C6H14F3N30 3S):購自中科院蘭州化學物理研究所；
[0026] 2，3-二溴-卜丙稀:購自百靈威科技有限公司;
[0027] 1，1，1，3，3-五氟丙烷:購自巨化集團有限公司；
[0028] 環(huán)戊烷:購自安徽東方環(huán)戊烷化工有限責任公司;
[0029] 2，2，4-三甲基戊燒:購自成都潤澤本土化工有限公司；
[0030] 鼓泡反應器:購自河北華科強科技開發(fā)有限公司。
[0031] 實施例1
[0032] -種發(fā)泡組合物，按重量份計，配方如下： 2.3- 二溴-1-丙烯 3份 1，U，3,3-五氟丙烷 100份 四甲基胍三氟甲烷磺酸鹽 0.6粉
[0033] 環(huán)戊烷 30汾 六氟環(huán)丙烷 2份 2.2.4- 三甲基戊烷 1份
[0034]制備方法包括以下步驟：
[0035] 步驟（1)預混合
[0036]在500L攪拌式反應釜中，按配比將3份2，3-二溴-1-丙烯，100份1，1，1，3，3-五氟丙 烷，30份環(huán)戊烷，2份六氟環(huán)丙烷，1份2，2，4-三甲基戊烷，0.6份四甲基胍三氟甲烷磺酸鹽， 在溫度5°C以液體狀態(tài)預混合10h，得到中間產(chǎn)品。
[0037]步驟(2)氟化氫氣體鼓泡混合
[0038] 將步驟（1)得到的中間產(chǎn)品加入500L鼓泡反應器中，通入700份氟化氫氣體進行鼓 泡混合5h，使組合物混合的更均勻，氟化氫氣體回收，得到最終產(chǎn)品。編號為WN-1。
[0039] 實施例2
[0040] -種發(fā)泡組合物，按重量份計，配方如下： 2.3- 二溴-1-丙烯 1份 1,U，3,3-五氟丙烷 100份 四甲基胍三氟甲烷磺酸鹽 0.5份
[0041] 環(huán)戊烷 10份 六氟環(huán)丙烷 ：1份 2.2.4- 三甲基戊烷 0,5份
[0042]制備方法包括以下步驟：
[0043] 步驟(1)預混合
[0044]在500L攪拌式反應釜中，按配比將1份2，3-二溴-1-丙烯，100份1，1，1，3，3-五氟丙 烷，10份環(huán)戊烷，1份六氟環(huán)丙烷，0.5份2,2,4_三甲基戊烷，0.5份四甲基胍三氟甲烷磺酸 鹽，在溫度0 °C以液體狀態(tài)預混合20h，得到中間產(chǎn)品。
[0045]步驟(2)氟化氫氣體鼓泡混合
[0046] 將步驟（1)得到的中間產(chǎn)品加入500L鼓泡反應器中，通入500份氟化氫氣體進行鼓 泡混合lh，使組合物混合的更均勻，氟化氫氣體回收，得到最終產(chǎn)品。編號為WN-2。
[0047] 實施例3
[0048] -種發(fā)泡組合物，按重量份計，配方如下： 2.3- 二溴-1-丙烯 5份 1.1.1.3.3- 五氟丙烷 100份 四甲基胍三氟甲烷磺酸鹽 1份
[0049] 環(huán)戊烷 50份 六氟環(huán)丙烷 5份 2,2,4-三甲基戊烷 2份
[0050] 制備方法包括以下步驟：
[0051] 步驟(1)預混合
[0052]在500L攪拌式反應釜中，按配比將5份2，3-二溴-1-丙烯，100份1，1，1，3，3-五氟丙 烷，50份環(huán)戊烷，5份六氟環(huán)丙烷，2份2，2，4-三甲基戊烷，1份四甲基胍三氟甲烷磺酸鹽，在 溫度l〇°C以液體狀態(tài)預混合35h，得到中間產(chǎn)品。
[0053]步驟(2)氟化氫氣體鼓泡混合
[0054] 將步驟（1)得到的中間產(chǎn)品加入500L鼓泡反應器中，通入1000份氟化氫氣體進行 鼓泡混合3h，使組合物混合的更均勻，氟化氫氣體回收，得到最終產(chǎn)品。編號為WN-3。
[0055] 上述實施例1-3中每份的重量可以選取與設備相匹配的任意重量，如g、kg等。
[0056] 產(chǎn)品性能測試
[0057]將實施例1-3所得產(chǎn)品，加入到HFC_245fa型噴涂用聚氨酯泡沫配方中，等量替代 HFC-245f a，在貯料罐內(nèi)裝入按表1所配組合料及異氰酸酯，按比例調(diào)節(jié)計量儀，控制好組合 料與異氰酸酯的料溫，在指定噴涂區(qū)進行噴涂發(fā)泡，待泡沫熟化后取樣測定并評估泡沫性 能，數(shù)據(jù)見表2。
[0058] 表1 :HFC-245fa型噴涂用聚氨酯泡沫配方
[0059]
[0060]
[0061 ] 密度按GB6343-86標準測試；壓縮強度按GB8813-88標準測試；導熱系數(shù)按 GB10295-88標準測試，樣品尺寸為100cmX100cmX5cm。
[0062]表2:實施例1 -3所得產(chǎn)品性能比較
[0064]可知，本發(fā)明實施例1-3所得聚氨酯泡沫產(chǎn)品，比單獨使用HFC_245fa，具有更低的 泡沫密度，更高的壓縮強度及更低的導熱系數(shù)，綜合效果超過單獨使用HFC-245fa。
【主權(quán)項】
1. 一種發(fā)泡組合物，其特征在于按重量份數(shù)，其組成為： 2,3-二溴-1-丙烯 1-5份 U,U，3-五氟丙烷 100份 四甲基胍三氟甲烷磺酸鹽 0,5-1份 環(huán)戊烷 10-50份 六氟環(huán)丙烷 1-5份 2,2,4-三甲基戊烷 0.5-2份。2. 權(quán)利要求1所述的發(fā)泡組合物的制備方法，其特征在于包括以下步驟： (a) 預混合 按配比將1-5份2，3-二溴-1-丙烯，100份1，1，1，3，3-五氟丙烷，10-50份環(huán)戊烷，0.5-2 份2,2,4_三甲基戊烷，1-5份六氟環(huán)丙烷，0.5-1份四甲基胍三氟甲烷磺酸鹽，在溫度0~10 °C以液體狀態(tài)預混合10_35h，得到中間產(chǎn)品； (b) 氟化氫氣體鼓泡混合 將步驟(a)得到的中間產(chǎn)品加入鼓泡反應器中，再通入氟化氫氣體進行鼓泡混合l-5h， 得到最終廣品。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)泡組合物的制備方法，其特征在于所述的1，1，1，3，3-五氟 丙烷與氟化氫氣體的質(zhì)量比為1:5-10。
【文檔編號】C08J9/14GK105949493SQ201610294470
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月5日
【發(fā)明人】王金明
【申請人】巨化集團技術中心, 浙江巨化新材料研究院有限公司