一种发泡组合物及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种发泡组合物，按重量份数，其组成为：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盐0.5?1份，环戊烷10?50份，六氟环丙烷1?5份，2,2,4?三甲基戊烷0.5?2份。本发明还提供该发泡组合物的制备方法。本发明具有泡沫导热系数低，泡沫密度小，发泡效率高的优点。
【专利说明】
一种发泡组合物及其制备方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及发泡剂领域，具体涉及一种发泡组合物及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 1，1，1，3,3_五氟丙烷简称HFC-245fa，0DP值为零，是一种取代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 作不破坏臭氧层中臭氧的发泡剂、制冷剂、清洗剂、热传导介质、气溶胶推进剂、溶剂、动力 循环工作液体、灭火组合物、气态电解质等。
[0003] HFC-245fa主要用在新型环保发泡剂中。我国目前还采用HFC-141b作为硬质聚氨 酯发泡剂，按"蒙特利尔议定书"规定美国将于2003年禁用HFC-141b，我国按照《中国消耗臭 氧层物质逐步淘汰国家方案》的规定已将HFC-141b的淘汰时间由2040年提前至2030年。美 国和欧洲各泡沫塑料行业的生产厂已全面开始转向不消耗臭氧的替代品。HFC-245fa与 HFC-14lb、戊烷等发泡剂相比，具有较低的沸点和较高的蒸气压，可改善发泡过程泡沫料的 流动性，制得的泡沫具有较好的低温性能。且因其沸点低，可提供较宽的操作工艺范围，是 未来替代CFC的最佳选择。
[0004] CN1541261提供了 1，1，1，2-四氟乙烷、1，1，1，3，3_五氟丙烷和2-甲基丁烷的类共 沸组合物，该组合物符合环境要求并用作冷冻剂、气溶胶喷射剂、计量剂量吸入器、聚合物 泡沫体发泡剂、传热介质和气态电介质。
[0005] CN02827976提供了含有五氟丙烷，选自十氟戊烷、全氟丁基甲基醚及其组合的第 二组分和选自甲醇、1，2_反式-二氯乙烯及其组合的第三组分的组合物。还提供了含有该发 明组合物的制冷剂、发泡剂、泡沫体组合物、多元醇预混物、闭孔泡沫塑料、可喷组合物等。
[0006] CN02807084提供了在HFC-245f a的生产中用作中间体的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)的共沸和类共沸混合物。也提供 了一种分离HFC-245fa和HCFC-235fa的方法。HFC-245fa可以用作无毒的零臭氧消耗的氟碳 化合物，该氟碳化合物可以用作溶剂、发泡剂、冷冻剂、清洁剂、烟雾推进剂、传热介质、气态 电介质、灭火组合物和动力循环工作液体。
[0007] 现有的含1，1，1，2_四氟乙烷组合物做发泡剂使用，聚氨酯泡沫导热系数较高，聚 氨酯泡沫密度较高，影响到其作为发泡剂的长期使用前景。
【发明内容】
[0008] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种泡沫导热系数低，泡 沫密度小，发泡效率高的发泡组合物及其制备方法。
[0009] 为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种发泡组合物，按 重量份数，其组成为： 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盐 0,5-1份
[0010] 环戊烷 10-50份 六氟环丙烷 1-5份 2,2,4-三甲基戊烷 0.5-2份
[0011] 本发明还提供该发泡组合物的制备方法，包括以下步骤：
[0012] (a)预混合
[0013] 按配比将1-5份2，3-二溴-1-丙烯，100份1，1，1，3，3-五氟丙烷，10-50份环戊烷， 0.5-2份2，2，4-三甲基戊烷，1-5份六氟环丙烷，0.5-1份四甲基胍三氟甲烷磺酸盐，在温度0 ~10 °C以液体状态预混合10_35h，得到中间产品；
[0014] (b)氟化氢气体鼓泡混合
[0015] 将步骤(a)得到的中间产品加入鼓泡反应器中，再通入氟化氢气体进行鼓泡混合 l-5h，得到最终广品。
[0016] 所述的1，1，1，3，3-五氟丙烷与氟化氢气体的质量比优选为1:5-10。
[0017] 本发明中所述的四甲基胍三氟甲烷磺酸盐(C6H14F3N30 3S)，可市售取得，如可采用 中科院兰州化学物理研究所生产的产品；2，3-二溴-1-丙烯，可市售取得，如可采用百灵威 科技有限公司生产的产品；1，1，1,3,3-五氟丙烷，可市售取得，如可采用巨化集团有限公司 生产的产品；环戊烷，可市售取得，如可采用安徽东方环戊烷化工有限责任公司；2,2,4-三 甲基戊烷，可市售取得，如可采用成都润泽本土化工有限公司生产的产品。
[0018] 本发明中所述的鼓泡反应器，可市售取得，如可采用河北华科强科技开发有限公 司生产的产品。
[0019] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0020] 1、使用本发明的组合物发泡时聚氨酯泡沫导热系数低，本发明的发泡组合物中， 2,3_二溴-1-丙烯，环戊烷，四甲基胍三氟甲烷磺酸盐混合均匀，环戊烷与体系有良好的溶 解度和扩散率，使聚氨酯泡沫导热系数更低，导热系数在0.021W · (m · ΚΓ1以下；
[0021 ] 2、使用本发明的组合物发泡时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组合物的可燃性；
[0022] 3、使用本发明的组合物发泡时聚氨酯泡沫密度低，采用氟化氢气体鼓泡混合，既 可以提高混合效果，微量溶解的氟化氢也可以提高发泡效率，使聚氨酯泡沫密度降低，泡沫 密度在47.8kg · m-3以下。
【具体实施方式】
[0023]以下结合具体实施例对本发明进行进一步的说明，但本发明并不局限于所述的实 施例。
[0024]实施例中所述的原料和设备均可市售取得，其中部分原料和设备说明如下：
[0025]四甲基胍三氟甲烷磺酸盐(C6H14F3N30 3S):购自中科院兰州化学物理研究所；
[0026] 2，3-二溴-卜丙稀:购自百灵威科技有限公司;
[0027] 1，1，1，3，3-五氟丙烷:购自巨化集团有限公司；
[0028] 环戊烷:购自安徽东方环戊烷化工有限责任公司;
[0029] 2，2，4-三甲基戊烧:购自成都润泽本土化工有限公司；
[0030] 鼓泡反应器:购自河北华科强科技开发有限公司。
[0031] 实施例1
[0032] -种发泡组合物，按重量份计，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盐 0.6粉
[0033] 环戊烷 30汾 六氟环丙烷 2份 2.2.4- 三甲基戊烷 1份
[0034]制备方法包括以下步骤：
[0035] 步骤（1)预混合
[0036]在500L搅拌式反应釜中，按配比将3份2，3-二溴-1-丙烯，100份1，1，1，3，3-五氟丙 烷，30份环戊烷，2份六氟环丙烷，1份2，2，4-三甲基戊烷，0.6份四甲基胍三氟甲烷磺酸盐， 在温度5°C以液体状态预混合10h，得到中间产品。
[0037]步骤(2)氟化氢气体鼓泡混合
[0038] 将步骤（1)得到的中间产品加入500L鼓泡反应器中，通入700份氟化氢气体进行鼓 泡混合5h，使组合物混合的更均匀，氟化氢气体回收，得到最终产品。编号为WN-1。
[0039] 实施例2
[0040] -种发泡组合物，按重量份计，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盐 0.5份
[0041] 环戊烷 10份 六氟环丙烷 ：1份 2.2.4- 三甲基戊烷 0,5份
[0042]制备方法包括以下步骤：
[0043] 步骤(1)预混合
[0044]在500L搅拌式反应釜中，按配比将1份2，3-二溴-1-丙烯，100份1，1，1，3，3-五氟丙 烷，10份环戊烷，1份六氟环丙烷，0.5份2,2,4_三甲基戊烷，0.5份四甲基胍三氟甲烷磺酸 盐，在温度0 °C以液体状态预混合20h，得到中间产品。
[0045]步骤(2)氟化氢气体鼓泡混合
[0046] 将步骤（1)得到的中间产品加入500L鼓泡反应器中，通入500份氟化氢气体进行鼓 泡混合lh，使组合物混合的更均匀，氟化氢气体回收，得到最终产品。编号为WN-2。
[0047] 实施例3
[0048] -种发泡组合物，按重量份计，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盐 1份
[0049] 环戊烷 50份 六氟环丙烷 5份 2,2,4-三甲基戊烷 2份
[0050] 制备方法包括以下步骤：
[0051] 步骤(1)预混合
[0052]在500L搅拌式反应釜中，按配比将5份2，3-二溴-1-丙烯，100份1，1，1，3，3-五氟丙 烷，50份环戊烷，5份六氟环丙烷，2份2，2，4-三甲基戊烷，1份四甲基胍三氟甲烷磺酸盐，在 温度l〇°C以液体状态预混合35h，得到中间产品。
[0053]步骤(2)氟化氢气体鼓泡混合
[0054] 将步骤（1)得到的中间产品加入500L鼓泡反应器中，通入1000份氟化氢气体进行 鼓泡混合3h，使组合物混合的更均匀，氟化氢气体回收，得到最终产品。编号为WN-3。
[0055] 上述实施例1-3中每份的重量可以选取与设备相匹配的任意重量，如g、kg等。
[0056] 产品性能测试
[0057]将实施例1-3所得产品，加入到HFC_245fa型喷涂用聚氨酯泡沫配方中，等量替代 HFC-245f a，在贮料罐内装入按表1所配组合料及异氰酸酯，按比例调节计量仪，控制好组合 料与异氰酸酯的料温，在指定喷涂区进行喷涂发泡，待泡沫熟化后取样测定并评估泡沫性 能，数据见表2。
[0058] 表1 :HFC-245fa型喷涂用聚氨酯泡沫配方
[0059]
[0060]
[0061 ] 密度按GB6343-86标准测试；压缩强度按GB8813-88标准测试；导热系数按 GB10295-88标准测试，样品尺寸为100cmX100cmX5cm。
[0062]表2:实施例1 -3所得产品性能比较
[0064]可知，本发明实施例1-3所得聚氨酯泡沫产品，比单独使用HFC_245fa，具有更低的 泡沫密度，更高的压缩强度及更低的导热系数，综合效果超过单独使用HFC-245fa。
【主权项】
1. 一种发泡组合物，其特征在于按重量份数，其组成为： 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盐 0,5-1份 环戊烷 10-50份 六氟环丙烷 1-5份 2,2,4-三甲基戊烷 0.5-2份。2. 权利要求1所述的发泡组合物的制备方法，其特征在于包括以下步骤： (a) 预混合 按配比将1-5份2，3-二溴-1-丙烯，100份1，1，1，3，3-五氟丙烷，10-50份环戊烷，0.5-2 份2,2,4_三甲基戊烷，1-5份六氟环丙烷，0.5-1份四甲基胍三氟甲烷磺酸盐，在温度0~10 °C以液体状态预混合10_35h，得到中间产品； (b) 氟化氢气体鼓泡混合 将步骤(a)得到的中间产品加入鼓泡反应器中，再通入氟化氢气体进行鼓泡混合l-5h， 得到最终广品。3. 根据权利要求2所述的发泡组合物的制备方法，其特征在于所述的1，1，1，3，3-五氟 丙烷与氟化氢气体的质量比为1:5-10。
【文档编号】C08J9/14GK105949493SQ201610294470
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】王金明
【申请人】巨化集团技术中心, 浙江巨化新材料研究院有限公司