Заместващите хлорфлуорвъглеводороди за производство на разпенен полимери

Собствениците на патента RU 2357980:

SOLVAY (SOCIETE Anon) (BE)

Настоящото изобретение се отнася до замяната на хидрохлорфлуорвъглеводороди в производството на пенопласти на базата на полимери.

В процеса за производство на пяна на основата на полимерите от избор образуване на пяна е проблем, това е интересно от техническа гледна точка, тъй като Физични свойства на пяната или промишлено изделие с помощта на пяна, особено неговата големина еластичност, стабилност, хигроскопичност, топлопроводимост, плътност, порьозност на пяната и нейните повърхностни свойства зависят до голяма степен от естеството на пенещото средство. В допълнение, пенещото средство се смесва с полимера при условията на употреба. Например, за пяна е желателно да го има, ако е необходимо, да бъде разтворим в полимерната стопилка.

Хлорфлуорвъглеводороди, като смес от HCFC-22 (хлордифлуорметан) и HCFC-142b (1-хлоро-1,1-дифлуороетан) също се използват като разпенващи агенти. Тези съединения са заменени постепенно поради съмнения за техния ефект върху разрушаването на озоновия слой в стратосферата.

Предложено е да се използва въглероден диоксид като единствен пенообразуватели. Въпреки това, пени, произведени по този начин, имат слаба термична изолация, поради бързото нарастване на топлопроводимост с течение на времето. Нещо повече, това вещество води до проблеми при производствения процес се дължи на високото налягане на газ, се нуждае от подмяна на оборудването, което е проектиран за използване хлорфлуорвъглеводороди в съоръжения, работещи при високо налягане, което изисква висока ефективност охлаждане по-мощни двигатели, по-специално за контролиране на ходови винта и пресоване матрици на различни дизайни.

В допълнение към по-горе изисквания трябва да бъде възможно да се използва оборудването за производство на пяна, предназначени за използване с хлорфлуорвъглеводороди за използване с пенообразуватели, които не съдържат хлор. По-специално, тя трябва да бъде в състояние да продължи използването на съществуващото оборудване за производство на пяна порофори, които не съдържат хлор. Ние открихме, че тази цел може да се постигне с помощта на някои съединения в процеса на производство на пяна.

Следователно, изобретението се отнася до използване в производството на пяна в оборудване за производство на пяна, предназначени за използване с хидрохлорфлуорвъглеводороди на състав, съдържащ най-малко един хидрофлуоровъглерод разпенващ агент и не-халогениран полярен органичен съединение с точка на кипене при атмосферно налягане от 30 ° С до 150 ° С ,

Изненадващо, използването съгласно изобретението дава възможност да се поддържа същото ниво на изходните пени при преминаване от промишленото производство с HCFC-разпенващ агент за използване съгласно изобретението. Съгласно изобретението, съотношението на продукцията на обема на производството с HCFC-разпенващ агент е обикновено не повече от 110%, често не повече от 100%. Това съотношение обикновено е не по-малко от 85%, това съотношение е често по-голямо или равно на 90%. За предпочитане, това съотношение е по-голямо от или равно на 95%.

В случая на настоящото изобретение може да се постигне чрез стабилна непрекъснато производство на пяна 100-1200 кг / час. За предпочитане изхода е по-голямо от или равно на около 250 кг / ч, за предпочитане е по-голям от или равен на 500 кг / час. подходящо може да се получи на изхода е по-голяма от или равна на около 1000 кг / час.

При прилагане на изобретението, не-халогениран полярен органичен съединение има точка на кипене при атмосферно налягане от 50 ° С до 100 ° С

Нехалогенирани полярен органично съединение е за предпочитане кислород съединение. Повече за предпочитане е избран от етери, кетони и по-специално, алкохоли. Етанолът е най-предпочитан.

При прилагане на изобретението разпенващ агент хидрофлуоровъглерод е за предпочитане 1,1-дифлуороетан (HFC-152a). Използването на това съединение като хидрофлуоровъглерод газообразуващ агент позволява да се постигне особено добро производство. Често хидрофлуорвъглерода съдържа допълнителни добавки като HFC-152a, 1,1,1,2-тетрафлуороетан.

В този случай, тегловното съотношение на 1,1-дифлуороетан на 1,1,1,2-тетрафлуороетан е обикновено по-голямо от 10:90. Често това съотношение е най-малко 20:90. За предпочитане това съотношение е равно или по-голямо от 30:70. Ако присъства, HFC-134a, тегловното съотношение на 1,1-дифлуороетан на 1,1,1,2-тетрафлуороетан е обикновено по-малко от 90:10. Най-често това съотношение е по-малко от 70:30. Съотношение на не повече от 50/50 е за предпочитане.

В едно конкретно изпълнение, хидрофлуоровъглерод разпенващ агент може по избор да съдържа също други хидрофлуороалкани като например 1,1,1,2,3,3,3-хептафлуоропропан, 1,1,1,3,3-пентафлуоропропан и / или 1 , 1,1,3,3-пентафлуорбутан.

Ние открихме, че добавянето, по-специално, 1,1,1,3,3-пентафлуоропропан и / или 1,1,1,3,3-пентафлуорбутан подобрява стабилността на производството на пяна, това означава, че образуването на пяна, особено термопласти, като полистирол може да се извършва непрекъснато с качествени промени малко пяна. Добавянето на 1,1,1,3,3-пентафлуоропропан и / или 1,1,1,3,3-пентафлуорбутан подобрява по-специално на повърхностните свойства на гореспоменатите пени, например, премахва ефекта на "кожа на акула" екструдиран полистирен.

Използване на 1,1,1,3,3-пентафлуоропропан и / или 1,1,1,3,3-пентафлуорбутан не се ограничава да се използва в конкретни състави с хидрофлуоровъглерод пенообразуващо средство и не-халогениран полярен органично съединение. Добри резултати могат да бъдат получени с други не-хлорирани съединения като разпенващи агенти и ниска точка на кипене добавки, такива като не-халогениран полярен органичен съединение, подходящо за разпенване, особено екструдиран полистирен.

При използването съгласно изобретението на общата сума на хидрофлуоровъглерод разпенващ агент и не-халогениран полярен органично съединение и по избор въглероден двуокис се въвежда в пенещото оборудване обикновено е от 1 до 10 тегл.% На базата на общото количество материал се въвежда в пенещото оборудване, за предпочитане от 4 до 9 тегл.%.

При прилагане на изобретението оборудване за производство на пяна за предпочитане е предназначен за прилагане на смес от хлородифлуорометан (HCFC-22) 1,1-дифлуоро-1-хлороетан (HCFC-142b), за предпочитане в тегловно съотношение HCFC-22 / HCFC-142b от около 40:60. По-предпочитано, оборудване за производство на пяна е екструдер за производство на екструдиран пенополистирол (XPS), който се използва за предпочитане със смес от хлородифлуорометан (HCFC-22) и 1,1-дифлуоро-1-хлоретан, както е описано по-горе. Максималното работно налягане на такова производство пяна оборудване обикновено е по-малко от 300 бара, често по-малко от 250 бара, а понякога и по-малко от 220 бара.

При прилагането на изобретението съставът на хидрофлуоровъглерод пенообразуващо средство и не-халогениран полярен органичен съединение може да бъде предоставена на оборудване за производство на пяна като смес на неговите компоненти. Най-малко в оборудване за производство на пяна един хидрофлуорвъглерода и не-халогениран полярен органично съединение на състава може да се подава отделно. Доставка се извършва обикновено чрез инжекция.

Изобретението се отнася също до метод за получаване на пяна, включително прилагането на изобретението.

Примерите по-долу илюстрират изобретението, но не ограничават обхвата на настоящото изобретение.

Стабилна непрекъснато производство на XPS панели от полистирол се провежда при 210 кг / ч до двушнеков екструдер, снабден със стандартно оборудване за охлаждане работа с HCFC-22 / HCFC-142b разпенващ агент, имащ 22 / 142b тегловно съотношение, равно на 40/60. В производствения процес за промяна на разпенващ агент HFC-152a и етанол се допълнително приложни извършва. Стабилен продукт се получава при скорост на потока от 18 кг / ч HFC-152а и 1,4 кг / ч етанол. Плътността на пяната е 35 кг / м3 и дебелина на панела е 55 мм.

Примерът се провежда като се излиза както в пример 1, но вместо на HFC-152a газообразуващ агент смес хидрофлуоровъглерод се използва HFC-134a и HFC-152a в тегловно съотношение 30/70. Стабилен продукт се получава при скорост на потока от 21 кг / ч 134а / 152а, равни на 30/70 и 2,5 кг / ч етанол.

Примерът се провежда като се излиза както в пример 1, но вместо на HFC-152a газообразуващ агент смес хидрофлуоровъглерод се използва HFC-134a и HFC-152a в тегловно съотношение 50/50. Стабилен продукт се получава при скорост на потока от 22 кг / ч 134а / 152а, равни на 50/50 и 3 кг / ч етанол.

1. Използване на състав, съдържащ най-малко един хидрофлуоровъглерод разпенващ агент и не-халогениран полярен органичен кислород-съдържащ съединение с точка на кипене при атмосферно налягане от 30 до 150 ° С за получаване на пенополистирол в оборудване за производство на пяна, предназначени за използване с газообразуващ агент, съдържащ, най-малко един хлорофлуоровъглерод.

2. Използване съгласно претенция 1, където не-халогениран полярен органичен съединението е етанол.

3. Използване съгласно претенция 1 или 2, където хидрофлуорвъглерода е 1,1-дифлуороетан (HFC-152a).

4. Използване съгласно претенция 3, където хидрофлуорвъглерода съдържа допълнително 1,1,1,2-тетрафлуороетан.

7. Използване съгласно претенция 1, където оборудване пяна производство, предназначени за използване смеси от хлородифлуорометан (HCFC-22) и 1,1-дифлуоро-1-хлороетан (HCFC-142b), за предпочитане в тегловно съотношение HCFC-22 / HCFC-142b Става въпрос за 40:60.

8. Използване съгласно претенция 7, където оборудване за производство на пяна е екструдер за производство на екструдиран пенополистирол.

9. Използване съгласно претенция 1, където съставът се прилага към оборудване за производство на пяна като смес на неговите компоненти.

10. Използване съгласно претенция 1, при което поне един хидрофлуоровъглерод и не-халогениран полярен органично съединение на състава може да се доставя отделно за оборудване за производство на пяна.

12. Метод за производство на Foamed полимери, включващ прилагане на състав, съгласно претенции 1-11.