[发明专利]闭孔硬质聚氨酯泡沫的长期性能的增强

说明书

本发明涉及聚对苯二甲酸丁二醇酯作为闭孔硬质聚氨酯泡沫的气体扩散屏障的用途，涉及包含闭孔硬质聚氨酯泡沫——其至少部分地被包含至少一个由聚对苯二甲酸丁二醇酯组合物形成的层的层体系覆盖——的隔热元件，以及涉及包含所述隔热结构的制品和装置，如冰箱、隔热面板、管道隔热件、热水器和隔热运输箱。

本发明涉及聚对苯二甲酸丁二醇酯作为闭孔硬质聚氨酯泡沫的气体扩散屏障的用途，涉及包含至少部分地被聚对苯二甲酸丁二醇酯层覆盖的闭孔硬质聚氨酯泡沫的隔热元件，以及涉及包含所述隔热结构的制品和装置，如冰箱、隔热面板、管道隔热件、热水器和隔热运输箱。

闭孔硬质聚氨酯泡沫(PU泡沫)通常通过将化学和/或物理发泡剂添加到由多元醇组分和异氰酸酯组分组成的反应混合物中来制备。发泡剂或气态反应产物被截留在PU泡沫的闭孔中。它们被选择成使得它们具有比空气的主要组分更低的热导率。例如，在用水作为化学发泡剂和环戊烷作为物理发泡剂制备的闭孔硬质PU泡沫中，存在于闭孔中的主要组分是CO₂和环戊烷。这些化合物具有比氮气和氧气更低的热导率，并且它们在闭孔中的存在改善了PU泡沫的隔热性能。不幸的是，这些绝缘气体并且特别是CO₂倾向于扩散出PU泡沫，以及来自周围空气的氧气和氮气倾向于扩散到PU泡沫中，气体的交换导致PU泡沫的热导率增加。

如果在发泡过程中使用化合物如氢氟氯烃、氢氟烃或烃作为发泡剂，并且所述化合物扩散出隔热泡沫进入到塑料材料中，则用于制造隔热应用的某些部件如冰箱内衬的塑料材料如HIPS(高抗冲改性聚苯乙烯)的可能的化学降解产生另一个问题。特别是某些氢氟氯烃扩散到塑料内衬中导致脆化和裂纹形成。

此外，在隔热泡沫对水敏感的情况下，水扩散到隔热泡沫中也可能恶化泡沫的隔热能力。

这些老化效应是已知的，并且在现有技术中记载了几种措施以减少这些效应，例如用于冰箱和隔热管道。

US 5,118,174涉及一种用于制冷设备机柜的衬里结构，该衬里结构包括通常由金属制成的外壁、通常由塑料如HIPS或ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物)制成的机柜的内衬里、隔热泡沫和在隔热泡沫和内部塑料衬里之间提供的层压件。该层压件包含阻挡膜层，用于防止包含在隔热泡沫内的氢氯氟烃发泡剂扩散到内部塑料衬里中。扩散层可以由不同的聚合物制成，如EVOH(乙烯乙烯醇共聚物)、Saran(聚偏二氯乙烯)、尼龙(聚酰胺)和PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)。

DE 10 200 7011138 B4公开了一种冰箱，其包括隔热泡沫，至少一个层防止气体或水从隔热泡沫扩散或扩散到隔热泡沫中。气体扩散抑制层可以由EVOH制成，水阻挡层可以由聚乙烯或聚酰胺制成。

DE 10 200 9027074 B4记载了一种具有外壁的冰箱，该外壁包括隔热泡沫、塑料载体层和位于泡沫和塑料层之间的气体扩散阻挡层，用于抑制蒸汽从周围空气扩散到泡沫中和气体扩散出泡沫。气体扩散阻挡层可以是铝层。

WO 2019/007829公开了聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇改性的树脂和聚苯乙烯基材料的混合物用于制造冰箱的内部塑料衬里的用途，所述冰箱的内部塑料衬里对由发泡剂如环戊烷从隔热聚氨酯泡沫扩散到内部塑料衬里中而引起的化学降解具有改善的耐受性。

US 2016/0363251记载了一种双壁管，其包括隔热泡沫和由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的气体渗透阻挡层，用于抑制隔热泡沫与管的外部环境之间的气体交换

然而，仍然需要进一步改进隔热泡沫、特别是聚氨酯泡沫的长期性能，所述改善应当优选地易于实施。

另外，隔热制品应当承受低温，所述低温可能例如在冬季或恶劣温度条件的区域中在将商品运输到卖方或客户期间发生。同时，隔热制品在高温下提供良好的性能，这可能例如在夏季或在高温条件的区域中运输相应物品期间发生。此外，对于热介质应用，例如管道或热水器应用，特别要求这些性能。

因此，本发明的一个目的是提供具有改进的长期性能、良好的化学和机械稳定性以及制备简单的隔热元件。