[发明专利]适合用作板隔热材料的硬质聚氨酯泡沫

说明书

公开了聚氨酯泡沫形成组合物、硬质聚氨酯泡沫及其制备方法，以及包含夹在饰面基材之间的这类泡沫的复合制品，包括这类复合元件用于冷藏牵引拖车的侧壁/或车顶隔热元件的用途。硬质聚氨酯泡沫由异氰酸酯反应性组合物制备，所述异氰酸酯反应性组合物包含：(1)多元醇共混物；(2)氢氯氟烯烃；和(3)叔胺催化剂组合物。

技术领域

本说明书总体上涉及硬质聚氨酯泡沫形成组合物、硬质聚氨酯泡沫及其制备方法，以及涉及包含夹在饰面基材之间的这类泡沫的复合制品，包括这类复合元件用于冷藏牵引拖车的侧壁/或车顶隔热元件的用途。硬质聚氨酯泡沫由异氰酸酯反应性组合物制备，所述异氰酸酯反应性组合物包含：(1)多元醇共混物；(2)氢氯氟烯烃(“HCFO”)；和(3)叔胺催化剂组合物。

背景技术

硬质聚氨酯泡沫用于许多行业。它们通过在发泡剂的存在下使合适的多异氰酸酯与异氰酸酯反应性化合物(通常为多元醇)反应而制备。这类泡沫的一种用途是在冷藏储存设备的结构中作为隔热介质。闭孔硬质泡沫的隔热性能取决于许多因素，包括平均泡孔尺寸和泡孔内容物的导热率。由于氯氟烃(“CFC”)的蒸气导热率非常低，它们过去通常用作制备这些泡沫的发泡剂。然而，现在已知CFC会导致平流层中臭氧的消耗，因此，已经发布了禁止使用CFC的强制性规定。

最初，最有希望替代CFC的替代品似乎是含氢的氯氟烃(“HCFC”)。虽然已使用HCFC如HCFC 141b作为CFC的替代品，但还是发现它们具有一些臭氧消耗潜势。因此，希望找到HCFC以及CFC的替代品。

替代的发泡剂，例如氢氟烃(HFC)，也替代了CFC。然而，所述化合物是温室气体。还已使用了烃，例如戊烷异构体，但这些化合物是易燃的，并且能量效率较低。含氢卤代烯烃化合物(halogenated hydroolefinic compound)，例如HCFO，为替代HFC的可能选择，这是因为它们在低层大气中的化学不稳定性提供低的全球变暖潜能和零或接近零的臭氧消耗特性。

然而，在令人满意的异氰酸酯基泡沫的制备中，作为发泡剂的HCFO中的一些的缺点是保存期限问题。发泡剂通常与多元醇和其他组分(例如一种或多种表面活性剂和一种或多种催化剂)组合，形成所谓的“B方”预混合物，其在与“A方”异氰酸酯组分组合以形成泡沫之前可保存最长达数月。使用某些HCFO的体系的缺点是B方组合物的保存期限。如果在与多异氰酸酯组合之前B方组合物老化，则泡沫的质量可能较低，甚至可能在泡沫形成过程中塌陷。不良的泡沫结构被认为归因于某些催化剂与这些HCFO的反应，所述反应导致发泡剂部分分解，并且因此导致有机硅表面活性剂的不希望的改性，从而导致不良的泡沫结构和质量。

用于制备不连续板隔热材料(例如用于冷藏拖车侧壁和车顶的隔热材料)的泡沫形成组合物必须表现出严格的性能组合。例如，除了良好的隔热性能外，它们还必须表现出有利于使用的制造设备和方法的目标胶凝时间，并且它们必须表现出长的保存期限，这意味着即使以2重量％或更多(基于异氰酸酯反应性组合物的总重量计)的量使用水作为发泡剂组分，在长时间(数月或更长时间)储存泡沫形成组合物组分后，该胶凝时间也不会大幅度改变。它们还必须表现出良好的尺寸稳定性(低的泡沫收缩率)——即使泡沫具有1.4至1.7lb/ft³(22.4至27.2kg/m³)的相对低的芯部泡沫密度。此外，重要的是泡沫良好地粘合到通常用于冷藏拖车侧壁和车顶应用中的饰面基材(例如某些塑料饰面)上。

此外，HCFO相对昂贵。因此，还需要提供一种方法来(i)改善使用HCFO发泡剂制备的泡沫的隔热性能，而不增加配方中所需的HCFO发泡剂的量，或(ii)保持使用HCFO发泡剂制备的泡沫的隔热性能，同时减少配方中使用的HCFO发泡剂的量。然而，在任何一种情况下，均应保持上述重要的性能组合。

因此，在使用HCFO发泡剂的同时可满足大多数(如果不是全部)前述要求的组合物是高度期望的。

发明内容