clorofluorocarburi de substituție pentru polimeri de fabricație spumat

Proprietarii brevetului RU 2357980:

SOLVAY (SOCIETE Anon) (BE)

Prezenta invenție se referă la înlocuirea hidroclorofluorocarburi în producerea spumelor pe baza de polimeri.

În procesul de producere a spumelor pe bază de polimeri de spumare alegere este o problemă, este interesant din punct de vedere tehnic, deoarece Proprietăți fizice ale spumei sau articol de fabricare prin utilizarea spumei, în special elasticitatea vrac, stabilitate dimensională, higroscopicitatea, conductivitatea termică, densitatea, porozitatea spumei și proprietățile sale de suprafață, depind în mare măsură de natura agentului de spumare. In plus, agentul de spumare să fie amestecat cu polimerul în condiții de utilizare. De exemplu, pentru spumă este de dorit să-l aibă, dacă este necesar, să fie solubil în topitură de polimer.

Clorofluorocarburi, cum ar fi un amestec de HCFC-22 (clordifluormetan) și HCFC-142b (1-clor-1,1-difluoretan), sunt de asemenea utilizate ca agenți de expandare. Acești compuși au înlocuit treptat din cauza unor îndoieli cu privire la efectul lor asupra distrugerea stratului de ozon stratosferic.

S-a propus utilizarea dioxidului de carbon ca agent de expandare unic. Cu toate acestea, spumele produse în acest mod, au o izolație termică slabă, datorită creșterii rapide a conductivității termice în timp. Mai mult decât atât, această substanță cauzează probleme în procesul de fabricație datorită presiunii ridicate a gazului, care necesită înlocuirea echipamentului, care a fost proiectat pentru clorofluorocarburi utilizare în echipamentele care funcționează la presiune ridicată, necesitând extrem de eficiente racire motoare mai puternice, în special pentru controlul fusurilor șurub și extrudare matrici de diferite modele.

În plus față de cerințele de mai sus ar trebui să fie posibilă utilizarea echipamentului pentru producerea de spume destinate utilizării cu clorofluorocarburile pentru utilizare cu agenți care nu conțin clor spumare. În special, trebuie să fie în măsură să continue utilizarea echipamentelor existente pentru producerea de agenți de spumare suflare care nu conțin clor. Am constatat că acest obiectiv poate fi realizat folosind anumiți compuși în procesul de fabricare a spumei.

De aceea, invenția se referă la utilizarea în fabricarea spumelor în echipament de fabricare de spumă destinate utilizării cu hidroclorofluorocarburi a unei compoziții care cuprinde agent de expandare cel puțin un hidrofluorcarbon și nehalogenat compus organic polar având un punct de fierbere la presiune atmosferică de la 30 ° C până la 150 ° C .

Surprinzător, utilizarea conform invenției, face posibilă menținerea aceluiași nivel de spume de ieșire atunci când trecerea de la producția industrială cu agent de expandare HCFC la utilizarea conform invenției. Conform invenției, raportul de ieșire la producția de volum cu agent HCFC-suflare este, în general, nu mai mult de 110%, de multe ori nu mai mult de 100%. Acest raport este, de obicei, nu mai puțin de 85%, acest raport este de multe ori mai mare sau egală cu 90%. De preferință, acest raport este mai mare sau egal cu 95%.

In cazul prezentei invenții, se poate realiza printr-o producție continuă stabilă a spumei 100-1200 kg / h. De preferință, de ieșire este mai mare sau egală cu aproximativ 250 kg / h, mai preferabil este mai mare sau egală cu 500 kg / h. ieșire pot fi obținute în mod corespunzător este mai mare sau egală cu aproximativ 1000 kg / h.

La aplicarea invenției, compusul organic nehalogenat polar are un punct de fierbere la presiune atmosferică de la 50 ° C până la 100 ° C.

Nehalogenat compus organic polar este de preferință un compus oxigenat. Mai preferabil, acesta este ales dintre eteri, cetone și, în special, alcooli. Etanolul este cel mai preferat.

La aplicarea invenției, agentul de expandare hidrofluorcarbonat este de preferință 1,1-difluoretan (HFC-152a). Utilizarea acestui compus ca agent de expandare hidrofluorcarbonat permite realizarea producției deosebit de bune. Adesea, hidrofluorcarbonat cuprinde aditivi opționali ca HFC-152a 1,1,1,2tetrafluoroetan.

În acest caz, raportul în greutate de 1,1-difluoretan la 1,1,1,2tetrafluoroetan este în general mai mare decât 10:90. Frecvent, acest raport este de cel puțin 20:90. De preferință, acest raport este egal sau mai mare decât 30:70. Dacă este prezent, HFC-134a, raportul în greutate de 1,1-difluoretan la 1,1,1,2tetrafluoroetan este de obicei mai mult decât 90:10. Cel mai adesea, acest raport este mai mic de 70:30. Raportul dintre care nu mai mult de 50/50 este de preferat.

Într-un exemplu particular de realizare, agentul de expandare hidrofluorcarbonat poate cuprinde în mod opțional, de asemenea, alte hidrofluoroalcani, cum ar fi, de exemplu, 1,1,1,2,3,3,3-heptafluorpropan, 1,1,1,3,3-pentafluorpropan și / sau 1 , 1,1,3,3-pentafluorbutan.

Am constatat că adăugarea, în particular, 1,1,1,3,3-pentafluorpropan și / sau 1,1,1,3,3-pentafluorbutan îmbunătățește stabilitatea fabricarea spumei, ceea ce înseamnă că spumare, în special termoplaste, cum ar fi polistiren poate fi realizată în mod continuu, cu modificări de calitate spumă mici. Adăugarea de 1,1,1,3,3-pentafluorpropan și / sau 1,1,1,3,3-pentafluorbutan îmbunătățește în special proprietățile de suprafață ale spumelor menționate mai sus, de exemplu, elimină efectul de „piele de rechin“, polistiren extrudat.

Utilizarea 1,1,1,3,3-pentafluorpropan și / sau 1,1,1,3,3-pentafluorbutan nu se limitează la utilizarea în compoziții de beton cu agent de expandare hidrofluorcarbonat și nehalogenat compus organic polar. Rezultate bune pot fi obținute și cu alți compuși non-clorurate, cum ar fi agenți de expandare și aditivi punct de fierbere scăzut, cum ar fi nehalogenat compus organic polar adecvat pentru spumare, în particular polistiren extrudat.

În utilizarea conform invenției, cantitatea totală de agent de expandare hidrofluorcarbonat și nehalogenat compus organic polar și dioxid de carbon, opțional introdusă în echipamentul de spumare este, în general, între 1 și 10% gr. Bazat pe cantitatea totală de material introdus în echipamentul de spumare, de preferință de la 4 până la 9% gr..

La aplicarea invenției, echipamentul de fabricare a spumei este de preferință conceput pentru aplicarea unui amestec de clordifluormetan (HCFC-22) 1,1-difluor-1-cloretan (HCFC-142b), de preferință într-un raport de greutate HCFC-22 / HCFC-142b de aproximativ 40:60. Mai preferabil, echipamentul de fabricare a spumei este un extruder pentru fabricarea spumei de polistiren extrudat (XPS), care este utilizat, de preferință, cu un amestec de clordifluormetan (HCFC-22) și 1,1-difluor-1-cloretan așa cum este descris mai sus. Presiunea maximă de funcționare a unor astfel de echipamente de fabricare a spumei este în general mai mică de 300 bari, adesea mai puțin de 250 bari și, uneori, mai mică de 220 baruri.

La aplicarea compoziției conform invenției a agentului de expandare hidrofluorcarbonat și nehalogenat compus organic polar poate fi furnizat la echipamentul de fabricare a spumei ca un amestec al componentelor sale. cel mai mic în spumă echipamente de fabricare un hidrofluorcarbon și compusul organic polar nehalogenat compoziției la inmagazinabil separat. Livrarea se realizează de obicei prin injectare.

Invenția se referă, de asemenea, la o metodă de producere a spumei, inclusiv aplicarea invenției.

Exemplele de mai jos ilustrează invenția, dar nu limitează scopul prezentei invenții.

O producție continuă stabilă a panourilor XPS din polistiren a fost efectuat la 210 kg / h într-un extruder cu două șnecuri, echipat cu echipamente de răcire de lucru standard, cu un agent de expandare HCFC-22 / HCFC-142b având un raport 22 / 142b greutate egală cu 40/60. În procesul de producție pentru schimbarea agentului de spumare HFC-152a și etanol a fost aplicat în continuare efectuată. Produs stabil a fost obținut la un debit de 18 kg / h HFC-152a și 1,4 kg / h etanol. Densitatea spumei a fost de 35 kg / m3 și o grosime panou a fost de 55 mm.

Exemplul a fost realizată pornind ca în exemplul 1, dar în loc de HFC-152a amestecului agent de expandare hidrofluorcarbon este utilizat HFC-134a și HFC-152a într-un raport de greutate de 30/70. Produs stabil a fost obținut la un debit de 21 kg / h 134a / 152a, egal cu 30/70 și 2,5 kg / h etanol.

Exemplul a fost realizată pornind ca în exemplul 1, dar în loc de HFC-152a amestecului agent de expandare hidrofluorcarbon este utilizat HFC-134a și HFC-152a într-un raport de greutate de 50/50. Produs stabil a fost obținut la un debit de 22 kg / h 134a / 152a, egal cu 50/50 și 3 kg / h etanol.

1. Utilizarea unei compoziții cuprinzând cel puțin un hidrofluorcarbon agent și compus care conține oxigen organic polar nehalogenat suflare cu un punct de fierbere la presiune atmosferică de la 30 până la 150 ° C, pentru producerea de spumă de polistiren în echipamente pentru producerea de spume concepute pentru utilizare cu un agent de expandare care cuprinde, cel puțin o clorofluorocarbură.

2. Utilizare conform revendicării 1, în care compusul organic polar nehalogenat este etanol.

3. Utilizare conform revendicării 1 sau 2, în care hidrofluorcarbonat este 1,1-difluoretan (HFC-152a).

4. Utilizare conform revendicării 3, caracterizat prin aceea că mai cuprinde hidrofluorcarbonat 1,1,1,2tetrafluoretan.

7. Utilizare conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că echipamentul de fabricație spumă concepute pentru amestecuri de utilizare ale clordifluormetan (HCFC-22) și 1,1-difluor-1-cloretan (HCFC-142B), de preferință într-un raport de greutate HCFC-22 / HCFC-142b este vorba despre 40:60.

8. Utilizare conform revendicării 7, caracterizat prin aceea că echipamentul de fabricare a spumei este un extruder pentru fabricarea spumei de polistiren extrudat.

9. Utilizare conform revendicării 1, în care compoziția este aplicată la echipamentul de fabricare a spumei ca un amestec al componentelor sale.

10. Utilizare conform revendicării 1, în care cel puțin un hidrofluorcarbon și compusul organic polar nehalogenat a compoziției poate fi, de asemenea, furnizate separat echipamentul de fabricare a spumei.

12. Procedeu de fabricare a polimerilor spumat, cuprinzând aplicarea pe compoziția revendicărilor 1-11.