用于挤出的聚苯乙烯泡沫的发泡剂和挤出的聚苯乙烯泡沫以及发泡方法
【专利说明】用于挤出的聚苯乙烯泡沬的发泡剂和挤出的聚苯乙烯泡沬 以及发泡方法
[0001] 相关申请的交叉引用 本申请要求2012年7月19号递交的U.S.临时申请61/673, 603号和2012年9月11号 递交的U.S.临时申请61/699, 556号与2013年3月15号递交的U.S.临时申请61/801，980 号的优先权，其每一个通过引用全文并入本文，包括U.S.临时申请61/673, 603号的附录。 发明领域
[0002] 本发明涉及关于挤出的热塑性泡沫具有实用性的组合物、方法和系统，特别包括 发泡剂、可发泡组合物、泡沫和用或由泡沫制成的制品方面。在优选的方面中，本发明涉及 该类组合物，其包含至少一种多卤代的烯烃和至少一种额外的组分，所述额外的组分是另 一种多卤代烯烃或不是多卤代烯烃的另一种化合物。
【背景技术】
[0003] 已经发现碳氟化合物基流体广泛用于许多工商业应用中，包括作为气溶胶推进剂 和作为发泡剂。由于与有些迄今为止在这些应用中已经使用的组合物的使用伴随的某些 可疑的环境问题，包括相对高的全球变暖潜势，已经变得日益希望使用具有低的或者甚至0 臭氧损耗可能的流体，如氢氟碳化合物（"HFC"）。由此，希望使用不含大量氯氟碳化合物 ("CFC"）或氢氯氟碳化合物（"HCFC"）的流体。另外，有些HFC流体可能具有与之相伴的 相对高的全球变暖潜势，和希望使用具有尽可能低的全球变暖潜势同时保持使用性能中需 要的性能的氢氟碳化合物或其它氟化的流体。
[0004] 如上面所建议，近年来日益关注的是对地球大气和气候潜在的损害，和已经确定 某些氯基化合物在此方面是特别有问题的。由于伴随许多该类化合物的臭氧损耗性能， 所以已经不赞成在许多应用中使用含氯组合物（如氯氟碳化合物（CFC)、氢氯氟碳化合物 (HCF)等）。由此对于新的碳氟化合物和氢氟碳化合物以及迄今为止在这些和其它应用中 使用的组合物的具有吸引力的备选组合物存在日益增加的需要。例如，希望通过用不损耗 臭氧层的不含氯的化合物如氢氟碳化合物（HFC)代替含氯化合物更新含氯系统，如发泡剂 系统或制冷系统。一般来说工业上持续不断地寻求提供CFC和HCFC的备选物和认为对于 CFC和HCFC是环境更安全的替代物的新的碳氟化合物基混合物。然而，在许多情况下认为 重要的是任何可能的替代物也都必须拥有许多广泛使用的流体中存在的那些性能，如产生 优异的绝热性能和用作发泡剂时其它希望的泡沫特性，特别是如适当的化合物稳定性、低 的毒性或无毒性、低的可燃性或无可燃性。
[0005] 另外，通常认为对于CFC发泡剂替代物理想的是在没有较大工程变化的情况下对 常规的泡沫生成系统是有效的。
[0006] 用于制备常规发泡材料例如热塑性材料的方法和组合物已经久为人知了。这些方 法和组合物一般利用化学和/或物理发泡剂在聚合物基质中形成发泡的结构。该类发泡剂 包括，例如偶氮化合物、各种挥发性有机化合物（VOC)和氯氟碳化合物（CFC)。所述化学发 泡剂一般经历某些形式的化学变化，包括与形成聚合物基质的材料化学反应（通常在预定 的温度/压力下），其导致释放气体，如氮气、二氧化碳或一氧化碳。最常用的化学发泡剂之 一是水。所述物理发泡剂一般溶解在聚合物或聚合物前体材料中和然后体积膨胀（同样在 预定的温度/压力下）促进发泡结构的形成。物理发泡剂常用在热塑性泡沫中，但是可以 使用化学发泡剂在热塑性泡沫中替代物理发泡剂或者除了物理发泡剂之外还使用化学发 泡剂。例如，已知在聚氯乙烯基泡沫形成中使用化学发泡剂。当然，可能某些化合物或含有 它们的组合物可以立刻构成化学和物理发泡剂。
[0007] 已知的发泡剂种类是非氯化的、部分氢化的碳氟化合物（称为"HFC"）。当前用作 发泡剂的某些HFC具有至少一个潜在的严重问题，S卩：它们通常具有相对高的固有导热性 能（即：差的绝热性）。另一方面，用某些更现代的HFC发泡剂，如CF 3CH2CF2H("HFC-245fa"） 制成的泡沫提供了改善的绝热性，部分是由于HFC-245fa蒸气低的热导率，和部分由于 HFC-245fa赋予所述泡沫细的泡孔结构。甚至更现代的HFC，如HFC-245fa、HFC-134a、 HFC-365mfc等显示了高于希望的全球变暖潜势，虽然相对于其他HFC低。由此，在泡沫绝缘 体，特别是硬质泡沫绝缘体中使用HFC作为发泡剂，导致HFC对于商业泡沫绝缘体中的发泡 剂不是太理想的候选物。
[0008] 烃发泡剂也是已知的。例如，Hutzen的U. S.专利5, 182, 309号教导以各种乳液混 合物使用异戊烷和正戊烷。烃发泡剂的另一个实例是环戊烷，如Volkert的U.S.专利No. 5, 096, 933所教导。尽管许多烃类发泡剂，如环戊烷和戊烷异构体是0臭氧损耗的试剂且 显示出非常低的全球变暖潜势，但是该类材料不是完全理想的，因为由这些发泡剂制备的 泡沫没有与例如通过HFC-245fa发泡剂制成的泡沫相同程度的绝热效率。另外，所述烃类 发泡剂是极其可燃性的，这是不希望的。而且，某些烃类发泡剂在一定的情形下与由之形成 泡沫的材料，如许多多异氰脲酸酯改性的聚氨酯泡沫中常用的聚酯多元醇具有不足的溶混 性。使用这些烷烃常常要求化学表面活性剂以获得合适的混合物。
[0009] 由此对于新的化合物以及迄今为止在这些和其它应用中使用作为发泡剂的组合 物的具有吸引力的备选组合物存在日益增加的需要。申请人由此认识到需要新的碳氟化合 物基化合物和组合物，其提供CFC和HCFC的有效备选物和认为是对于CFC和HCFC环境更 安全的替代物。然而，一般认为非常希望的是任何可能的替代物也都必须具有至少与伴随 着许多非常广泛使用的发泡剂那些相当的性能，或赋予泡沫所述性能，尤其如气相热导率 (低的k因子）、低的毒性或无毒性。
[0010] 在许多应用中一种该类可能的重要性能是可燃性。就是说，认为在许多应用中，特 别包括在发泡剂应用中，重要或者必要的是使用具有低的可燃性或没有可燃性的组合物。 如本文所用，术语"不可燃的"是指如根据2002年的ASTM标准E-681测定为不可燃的化合 物或组合物，其通过引用并入本文。不幸的是，另外可能理想地用于泡沫发泡剂组合物的 许多HFC不是不可燃的。例如，氟代烷二氟乙烷（HFC-152a)和氟代烷1，1，1 -三氟丙烯 (HF0-1243zf)各自都是可燃的和因此在许多应用中不可用。
[0011] 使用卤代系统发泡剂，包括氢氟代烯烃（HFO)和氢氯氟代烯烃（HCF0)，也是已知 的，如例如US 2009/0305876中所描述，其转让给本发明的受让人并通过引用并入本文。 '876公开文本描述了使用立刻包含HFO组分和HCFO组分的发泡剂组合物。特别确定有利 的是HF0-1234和/或HCF0-1233的组合。例如，'876公开文本的第13页上表中第6项公 开了包含HCF01233zd和反式-HF0-1234ze的发泡剂组合物，其中反式-HF0-1234ze的量确 定为1-99重量％和大约1-大约20%和大约80%-大约99%。还公开了使用'876专利的组 合物制备热塑性泡沫。
[0012] US公开文本2010/0105789还公开了使用包含HFO和HCFO的用于热塑性泡沫的发 泡剂的可能性。所述公开内容表明HFO可以包括，但不限于3, 3, 3-三氟丙烯（HF0-1243zf)、 1，2, 3, 3, 3-五氟丙烯（HF0-1225ye)、顺式-和 / 或反式-1，3,