[发明专利]发泡剂和含氟取代烯烃组合物以及起泡方法

说明书

本申请是申请日为2006年6月26日、申请号为200680031112.7、名称为“发泡剂和含氟取代烯烃组合物以及起泡方法”的发明专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及在许多应用中有益的组合物、方法和体系，特别是包括换热系统如制冷系统中的组合物。在优选的方面，本发明提供了包括至少一种本发明的多氟化烯烃致冷剂的组合物。 

背景技术

氟烃化合物基流体已广泛地用于许多商用和工业中，包括作为气溶胶推进剂和发泡剂。因为与这些流体中的一些使用相关的可疑的环境问题，包括相对较高的全球变暖潜能，在使用具有低乃至零臭氧消耗潜能的液体如氢氟烃(“HFC”)时，它愈加理想。所以希望使用不含氯氟烃(“CFC”)或氢氯氟烃(“HCFC”)实际数量的液体。此外，一些HFC液体可能具有与之相关的相对高全球变暖潜能，当在使用特性中维持理想的性能时，希望尽可能使用具有低全球变暖潜能的氢氟烃或其它氟化液体。另外，在一些环境中希望使用不在沸腾和蒸发分馏的单组分液体或类似共沸物的混合物。 

如上述所述，近年来已经增加了对地球大气和气候潜在损害的关注，在这方面已确定一些氯基化合物特别可疑。含氯组合物(如氯氟烃(CFC)、氢氯氟烃(HCF)等)作为工作流体在加热传递系统如冷冻和空调系统的使用，由于与消耗臭氧特性相关的许多这样化合物而被厌恶。因此越来越需要新的氟烃和氢氟烃化合物和组合物，它们在这些和其它应用中作为有吸引力的组合物备选方案。例如，它希望通过非含氯化合物替换含氯化合物如氢氟烃(HFC)来改进含氯系统如发泡剂系统或制冷系统，这样将不会消耗臭氧层。通常工业上需要考虑环境安全性，不断地寻找新的氟烃基混合物以作为CFC和HCFC的替换物。然而，任何潜在的取代也必须具有存在于大部分广泛使用液体的那些特性，尤其像当用作 发泡剂时给予优良绝热性质和其它理想的起泡特征，例如适当的化学稳定性、低毒或无毒性、低易燃性或不易燃性，这在很多情况下被认为重要的。 

此外，令人满意地认为通常CFC发泡剂替换物是有效的，其无需将大型工程改变为常规起泡生成系统。 

用于制备常规发泡体的方法和组合物，例如热塑体原料和热固化原料很早就是已知的。这些方法和组合物一般使用化学和/或物理发泡剂在聚合物基体中生成泡沫结构。这样的发泡剂包括如偶氮化合物、各种挥发性有机物(VOCs)和氯氟烃(CFC)。化学发泡剂一般进行某种形式的化学反应，包括与原料进行化学反应生成聚合母体(通常在预定温度/压力下)引起气体如氮气、二氧化碳或一氧化碳的释放。一种最常用的化学发泡剂是水。物理发泡剂一般溶于聚合物或聚合物前体原料，然后体积膨胀(再次在预定温度/压力下)以有助于泡沫结构的形成。经常使用的物理发泡剂与热塑性泡沫体有关，尽管化学发泡剂可代替物理发泡剂或与热塑性泡沫体相关的物理发泡剂一起使用。例如，已知使用化学发泡剂与聚氯乙烯基发泡体的形成相关。当然，可能一些含有它们的化合物和组合物可以立刻构成一种化学和物理发泡剂。 

过去CFC通常在异氰酸酯基发泡体如刚性和柔韧性聚氨酯和聚异氰脲酯发泡体的制备中用作标准发泡剂。例如，CCl₃F(CFC-11)已经成为一种标准发泡剂。然而，由于这种材料释放进入大气损害同温层中的臭氧层，所以通过国际条约禁止使用这种材料。结果，纯净的CFC-11用作标准发泡剂用于生成热固化发泡体如异氰酸酯基发泡体和酚醛发泡体通常不再常见。 

氯氟烃的问题导致更频繁地使用含氢氯氟烃(HCFC)。例如CHCl₂CF₃(HCFC-123)、CH₂ClCHClF(HCFC-141b)在大气中具有较短的使用寿命。然而，当氢氯氟烃相对于氯氟烃来说被认为是对环境无害的发泡剂，这样的化合物还包含一些氯，因此具有“臭氧消耗潜能”(称作“ODP”)。由于非零ODP，氢氯氟烃已成为从使用中最后除去的目标。