發(fā)泡劑組合物、發(fā)泡體組合物及發(fā)泡體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種發(fā)泡劑組合物，包含環(huán)戊烷、1,1,1,3,3-五氟丙烷和/或1,1,1,3,3-五氟丁烷，其中環(huán)戊烷與1,1,1,3,3-五氟丙烷和/或1,1,1,3,3-五氟丁烷的重量比為80～50∶20～50。本發(fā)明還公開了包含所述發(fā)泡劑組合物的發(fā)泡體組合物，和使用該發(fā)泡劑組合物制備發(fā)泡體的方法。
【專利說明】發(fā)泡劑組合物、發(fā)泡體組合物及發(fā)泡體的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)泡劑組合物和包含其的發(fā)泡體組合物，用于冷藏集裝箱箱體保溫。本發(fā)明還涉及使用該發(fā)泡劑組合物制備發(fā)泡體的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]自1984年英國科學家發(fā)現(xiàn)臭氧空洞以來，地球臭氧空洞有惡化趨勢。大多數(shù)科學家認為多度使用氯氟烴化學物質(zhì)是罪魁禍首。為此，1987年24個發(fā)達國家制定蒙特利爾協(xié)定書。根據(jù)蒙特利爾議定書及其后續(xù)的修訂案，美國已經(jīng)于2003年I月I日禁止使用HCFC-Hlb (I, 1- 二氯-1-氟乙烷)，歐洲也已經(jīng)在2002-2004年間停止對HCFC_141b和其它HCFC類特質(zhì)的使用，日本的禁止日期比美國推遲一年。冷藏集裝箱工業(yè)是一個高度集中的行業(yè)，其中90%以上都在中國生產(chǎn)，傳統(tǒng)冷藏集裝箱行業(yè)主要采用HCFC-Hlb作為聚氨酯泡沫的發(fā)泡劑，但HCFC-Hlb對臭氧層有破壞作用，根據(jù)蒙特利爾協(xié)議，中國將從2013年開始逐步淘汰HCFC-141b。根據(jù)聚氨酯泡沫行業(yè)HCFCs淘汰第一階段計劃，優(yōu)先淘汰的領(lǐng)域定為冰箱冷柜、冷藏集裝箱、小家電(電熱水器、消毒柜等)三個主要行業(yè)以及其他子行業(yè)中規(guī)模較大的企業(yè)。2015年，完成冰箱冰柜、冷藏集裝箱和小家電子行業(yè)HCFC-Hlb的淘汰，實現(xiàn)淘汰凍結(jié)量的20%的目標。
[0003]目前冷藏集裝箱行業(yè)主要使用環(huán)戊烷代替HCFC-Hlb發(fā)泡劑，環(huán)戊烷對臭氧無損害，但易燃易爆，具有極大的安全隱患，且環(huán)戊烷發(fā)泡劑工藝性差，導致泡沫熱導率高，亟待改善。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決環(huán)戊烷發(fā)泡劑熱導率高帶來的冷藏集裝箱箱體漏熱增大問題。通過使用新型發(fā)泡劑，可以制造價格低廉且與現(xiàn)有相比熱傳導率得到改善的發(fā)泡體。
[0005]發(fā)泡劑組合物，包含環(huán)戊烷、1，1，1，3，3-五氟丙烷和/或1，I, I, 3，3_五氟丁烷，其中環(huán)戊烷與1，1，1，3，3-五氟丙烷和/或1，1，I, 3，3-五氟丁烷的重量比為80~50:20~50。
[0006]優(yōu)選地，環(huán)戊烷與1，I, I, 3，3-五氟丙烷和/或1，1，I, 3，3_五氟丁烷的重量比為70 ~50:30 ~50。
[0007]更優(yōu)選地，環(huán)戊烷與1，I, 1，3，3-五氟丙烷和/或1，I, 1，3，3_五氟丁烷的重量比為 65:35o
[0008]發(fā)泡體組合物，其包括上述發(fā)泡劑組合物、異氰酸酯和多元醇。
[0009]優(yōu)選地，異氰酸酯的異氰酸酯指數(shù)為25~35%。
[0010]優(yōu)選地，多元醇的輕值為300~600mgKQH/g。
[0011]優(yōu)選地，發(fā)泡劑組合物、異氰酸酯和多元醇的重量比為I~15:100~130:90~120。
[0012]發(fā)泡體的制備方法，其包括:在上述發(fā)泡劑組合物存在下，將異氰酸酯與多元醇混合并反應，其中發(fā)泡劑組合物、異氰酸酯和多元醇的重量比為I~15:100~130:90~120。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供低廉且與現(xiàn)有相比熱傳導率得到改善的發(fā)泡體，從而在將這種發(fā)泡體作為絕熱材料應用在冷藏集裝箱產(chǎn)品中時能顯著節(jié)省消耗電力。通過改變發(fā)泡劑組分配比，大大改善現(xiàn)用環(huán)保發(fā)泡劑導熱性能，降低能源消耗。

【具體實施方式】
[0014]在下文的描述中，給出了大量具體的細節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進行描述。
[0015]一般而言，聚氨酯泡沫可以通過以下方法制備:在有發(fā)泡劑以及為控制和改進聚氨酯反應本身和最終聚合物性能的輔助化學品存在下，組合異氰酸酯和多元醇，并使它們發(fā)生反應。為加工便利起見，這些材料可以預混成2個非反應部分，一般稱為第一組合物和第二組合物。
[0016]第一組合物是指多元醇或含有多元醇的混合物，所述含有多元醇的混合物通常包括多元醇、發(fā)泡劑和如催化劑、表面活性劑、穩(wěn)定劑等的輔助化學品。
[0017]第二組合物是指異氰酸酯或含有異氰酸酯的混合物，所述含有異氰酸酯的混合物通常包括異氰酸酯、發(fā)泡劑和如催化劑、表面活性劑、穩(wěn)定劑等的輔助化學品。
[0018]為制造泡沫，要將適量的第一組合物和第二組合物組合起來進行反應。
[0019]常用的多元醇包括但不限于:聚醚多元醇、聚酯多元醇、含羥基的二亞乙基聚合物等。例如乙二醇、丙二醇、甘油、二乙二醇、環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷等。
[0020]常用的異氰酸酯包括但不限于:芳香族異氰酸酯、脂肪酸異氰酸酯、脂環(huán)族異氰酸酯，以及它們的預聚體型改性體等。例如聚亞甲基聚苯基異氰酸酯、聚亞苯基聚苯基異氰酸酯、2，4-甲苯二異氰酸酯等。
[0021]對催化劑沒有特別的限制，只要是聚氨酯泡沫領(lǐng)域常用的即可，例如胺系催化劑或有機金屬催化劑，例如三甲胺、三乙胺、月桂酸氯化錫等。
[0022]作為其他添加劑，也可以混合填充劑、表面活性劑、穩(wěn)定劑、著色劑、阻燃劑、染料、
抗菌劑等。
[0023]發(fā)泡體應用于冷藏柜、冷藏集裝箱、冷凍機的具體方法屬于常規(guī)技術(shù)，例如在2013年8月21日公開的中國專利申請CN103261295A中有所介紹。
[0024]發(fā)泡體的制備方法
[0025]1、發(fā)泡劑組合物、異氰酸酯和聚醚多元醇混合物的重量比為I~15:100~130:90 ~120。
[0026]2、聚醚多元醇混合物中含有催化劑、表面活性劑、穩(wěn)定劑等輔助化學品。
[0027]3、將發(fā)泡劑組合物與聚醚多元醇混合物按照上述重量比使用精確計量泵進行混合得到第一組合物。
[0028]4、將與異氰酸酯與上述第一組合物使用精確計量泵在發(fā)泡機注料口處通過高壓方式充分混合后注入冷藏集裝箱各發(fā)泡位置，如底架、側(cè)板、頂板等。
[0029]5經(jīng)過約20-30分鐘保壓脫膜后即可完成發(fā)泡過程。
[0030]漏熱試驗
[0031]漏熱試驗用于確定保溫箱的漏熱率，應安排在氣密性試驗合格后再進行，制冷和/或加溫設備安裝就位，并關(guān)閉全部開口處，如果保溫箱按掛裝設備設計而且在連接處設有閥門時，該設備不能安裝在箱體上，而且接管的閥門應關(guān)閉。
[0032]該項試驗使用內(nèi)部加熱以達到平衡的方法進行。加熱裝置置于箱內(nèi)，使加熱器和有關(guān)風扇的功率與通過箱體隔熱層所記出的熱量達到平衡。全部測量儀表和裝置按下面所提要求選擇校正。
[0033]溫度計:土0.5K
[0034]功率表:測量值的±2%流量計:±3%
[0035]保溫箱的漏熱，應以總漏熱率U Θ來表示，表達公式如下:
[0036]U Θ =Q/( Θ 1- Θ e)
[0037]其中:U Θ——總漏熱率，W / K ；
[0038]Q——箱內(nèi)加熱器和風扇的耗用功率，W ；
[0039]Θ i—箱內(nèi)平均溫度，K為每個測試記錄間隔內(nèi)箱內(nèi)各點溫度的算術(shù)平均值，測點布置在距箱內(nèi)壁面10mm處，至少布置12點；
[0040]Θ e—箱外平均溫度，K為每個測試記錄間隔內(nèi)箱外各點溫度的算術(shù)平均值，測點布置在距箱外壁面10mm處，至少布置12點；
[0041]Θ:平均壁面溫度，K。通常0=(0i+0e)/2
[0042]具體方法:
[0043]在滿足下列規(guī)定條件下，保溫箱的漏熱試驗數(shù)據(jù)，應連接記錄8h以上:
[0044]a)試驗中，箱體平均壁面溫度在293K(20C)和315K (32C)之間，而且箱內(nèi)、外溫差不少于20K ；
[0045]b)在任一時間內(nèi)，箱內(nèi)各點的最大溫差為3K ；
[0046]c)在任一時間內(nèi)，箱外各點的最大溫差為3K ；
[0047]d)任意兩次所測的箱內(nèi)平均溫度的最大差為1.5K ；
[0048]e)任意兩次所測的箱外平均溫度的最大差為1.5K ；
[0049]f)最聞和最低耗用功率的差(W_h)/h所占的最大百分比不超過最低耗用功率的3%。
[0050]為了減少輻射影響，應盡量降低電加熱元件的工作溫度。為確保箱內(nèi)溫度分布符合上述規(guī)定，元件釋放的熱量應通過一臺或數(shù)臺電風扇形成適量的空氣循環(huán)。風扇應置于箱內(nèi)，對機冷式冷藏箱，因難于防止少量氣流通過機組，所以不宜使用機組風扇做試驗。
[0051]在保溫箱中部，距箱體例壁和箱頂10mm的箱外圍空氣的循環(huán)速度不得超過2m /S。
[0052]安裝在箱內(nèi)和箱外的測溫元件，應予以防護，以避免熱幅射影響。
[0053]每組數(shù)據(jù)測讀的時間間隔應不超過30min。
[0054]漏熱率U (W / K)應從進入穩(wěn)定狀態(tài)以后，持續(xù)時間不少于8h中所測得的17次或更多次的平均值來計算。U值應用下標標明試驗中的平均壁溫。還應標出標準平均壁溫293K時的修正值，修正應采用U與平均壁溫的對應關(guān)系曲線。)
[0055]實施例1
[0056]首先使用相同的技術(shù)規(guī)范制做了冷藏集裝箱，分別采用100%環(huán)戊烷，環(huán)戊烷:1，I, 1,3, 3-五氟丙烷為80:20,65:35,50:50，0:100等比例進行發(fā)泡，然后將不同的發(fā)泡劑配方的冷藏集裝箱進行漏熱試驗。
[0057]各發(fā)泡劑按照不同比例添加，將生產(chǎn)冷藏集裝箱(40英尺高箱)時成本與漏熱改善性能與使用純環(huán)戊烷發(fā)泡劑時性能比較。通過對比實驗的方法確定漏熱改善效果。
[0058]將采用100%環(huán)戊烷的冷藏集裝箱的成本定為1，漏熱值定為1，其他箱體試驗與其進行對比分析，形成結(jié)果如下表1。
[0059]表1環(huán)戊烷與1，I, I, 3，3-五氟丙烷混合性能評價

【權(quán)利要求】
1.發(fā)泡劑組合物，包含環(huán)戊烷、1，1，1，3，3-五氟丙烷和/或1，1，1，3，3-五氟丁烷，其中環(huán)戊烷與1，1，1，3，3-五氟丙烷和/或1，1，I, 3，3-五氟丁烷的重量比為80~50:20~50。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)泡劑組合物，其中環(huán)戊烷與1，1，1，3，3-五氟丙烷和/或I, I, I, 3，3-五氟丁烷的重量比為70~50:30~50。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)泡劑組合物，其中環(huán)戊烷與1 ，1，1，3，3-五氟丙烷和/或I,I, 1,3, 3-五氟丁烷的重量比為65:35o
4.發(fā)泡體組合物，其包括如權(quán)利要求1~3中任一項所述的發(fā)泡劑組合物、異氰酸酯和多元醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)泡體組合物，其中異氰酸酯的異氰酸酯指數(shù)為25~35%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)泡體組合物，其中多元醇的羥值為300~600mgKra/g。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)泡體組合物，其中發(fā)泡劑組合物、異氰酸酯和多元醇的重量比為I~15:100~130:90~120。
8.發(fā)泡體的制備方法，其包括:在權(quán)利要求1~3中任一項所述的發(fā)泡劑組合物存在下，將異氰酸酯與多元醇混合并反應，其中發(fā)泡劑組合物、異氰酸酯和多元醇的重量比為I ~15:100 ~130:90 ~120。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其中異氰酸酯的異氰酸酯指數(shù)為25~35%。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其中多元醇的羥值為300~600mgKra/g。
【文檔編號】C08G18/48GK104045847SQ201310700413
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】黃田化, 王軍海, 于惠博, 杜棟棟, 胡亮, 尹相輕 申請人:中集集團集裝箱控股有限公司, 中國國際海運集裝箱(集團)股份有限公司, 青島中集冷藏箱制造有限公司