[发明专利]1,1,1,3,3－五氟丙烷和烃的类共沸组合物

说明书

                    发明领域

本发明涉及包括1，1，1，3，3-五氟丙烷和至少一种选自正-戊烷、异戊烷、环戊烷、正己烷和异己烷的烃的类共沸组合物。本发明组合物可用作刚性和柔性聚氨酯泡沫塑料和聚异氰脲酸酯泡沫塑料生产中的发泡剂以及气溶胶推进剂。

                     发明背景

刚性聚氨酯泡沫塑料和聚异氰脲酸酯泡沫塑料是通过使组分混合物(通常是有机聚异氰酸酯和一种多元醇或多元醇混合物)在挥发性液态发泡剂存在下反应和发泡制得的。发泡剂受异氰酸酯和多元醇反应释放热量而蒸发，从而使聚合反应混合物发泡。这种反应和发泡方法可通过采用各种用来控制和调节孔(cell)大小并在泡沫结构形成时起稳定作用的添加剂(如胺或锡催化剂和表面活性材料)来强化。用发泡剂如CCl₃F(＂CFC-11＂)和CCl₂FCH₃(＂HCFC-141b＂)制得的泡沫塑料提供了良好的绝热性，并广泛用于绝热用途，这部分是由于CFC-11和HCFC-141b蒸汽的导热性非常差。

柔性聚氨酯泡沫塑料通常是开孔泡沫塑料，它是用过量的与水反应的二异氰酸酯制得的，二异氰酸酯也作为一种原料，它会产生二氧化碳气体并使泡沫膨胀。柔性泡沫塑料可广泛用作物件如家具、卧具和汽车坐垫中的缓冲材料。为了获得低密度的和柔软级的泡沫塑料，除了水/二异氰酸酯发泡机理外还需要辅助的物理发泡剂如二氯甲烷和/或CFC-11。

许多泡沫塑料生产商将含氯氟烃(“CFC”)发泡剂(如CFC-11)改为对环境较无害的含氢氯氟烃(“HCFC”)发泡剂和烃。然而，HCFC类(如HCFC-141b)也会有消耗平流层(stratospheric)臭氧的趋势，尽管其消耗量比CFC要少得多。

烃类发泡剂，如正戊烷、异戊烷和环戊烷不会消耗平流层臭氧，但却不是最佳的发泡剂，因为这些发泡剂形成的泡沫塑料的绝热性能不如用CFC或HCFC发泡剂制得的泡沫塑料。而且，烃类发泡剂极易燃烧。由于刚性聚氨酯泡沫塑料必须符合建筑法规或其它规定，因此用只由烃组成的发泡剂来发泡制得的泡沫塑料通常需要加入昂贵的阻燃材料以满足这些规定。最后，烃发泡剂被归入挥发性有机化合物类，它会引起与低层大气中光化学烟雾产生有关的环境问题。

与前述发泡剂相反，含氢氟烃(“HFC”)(如1，1，1，3，3-五氟丙烷(“HFC-245fa”)不会消耗平流层臭氧。本发明提供了以HFC-245fa和烃为基的类共沸(azeotrope-like)组合物作为聚氨酯型泡沫塑料的发泡剂。

共沸发泡剂有一些优点，如比单一组分更有效地发泡，导热性或K因子更低，与其它泡沫塑料原料的相容性更好。另外，共沸或类共沸组合物是需要的，因为它们在沸腾或蒸发时不会分馏。这种性能在发泡剂的一个组分非常易燃而另一个组分不可燃的情况下是尤其重要的，因为使渗漏或偶然溢出时的分馏最少就可使极易燃烧的混合物的产生可能性最小。

本发明提供了取代CFC和HCFC发泡剂的对环境无害的类共沸组合物，它的光化学烟雾产生的趋势有所减少，并能制成有良好性能的刚性和柔性聚氨酯泡沫塑料和聚异氰脲酸酯泡沫塑料。本发明也提供了与烃发泡剂相比可燃性危害降低的发泡剂组合物。

与单用烃发泡剂制得的泡沫塑料相比，用本发明的发泡剂组合物制得的泡沫塑料的性能(如绝热性、泡沫塑料原料的溶解度和泡沫的尺寸稳定性)有所改善。尽管本发明的组合物含有一种烃，但是它只是少量存在，而整个组合物是不可燃的。

                      发明详述

本发明提供了类共沸组合物，组合物包含245fa和至少一种选自正戊烷、异戊烷、环戊烷、正己烷、异己烷及其混合物的烃，它可用作聚氨酯泡沫塑料和聚异氰脲酸酯泡沫塑料的发泡剂。

对于含有正戊烷的类共沸混合物，类共沸组合物包含约5-70％(重量)正戊烷和约95-30％(重量)的HFC-245fa，在745mmHg下其沸点为9±1℃。在一个较佳的实例中，这种类共沸组合物包含约5-35％(重量)正戊烷和约95-65％(重量)HFC-245fa，在745mmHg下其沸点为9±0.5℃。

对于含有异戊烷的类共沸混合物，类共沸组合物包含约5-70％(重量)异戊烷和约95-30％(重量)的HFC-245fa，在748mmHg下其沸点为7±1℃。在一个较佳的实例中，这种类共沸组合物包含约5-45％(重量)异戊烷和约95-55％(重量)HFC-245fa，在748mmHg下其沸点为7±0.5℃。