KR20020082398A - 펜타플루오로프로판, 하이드로카본과 물로된 공비성 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 중합체 포옴, 열전달 매체 및 기체성 절연체용 냉각제, 에어로졸 추진제, 정량 흡입기, 발포제로 사용되기에 환경적으로 바람직한, 1,1,1,3,3-펜타플로오로프로판, 물 및 n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄 및 헥산으로 구성되는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 하이드로카본으로된 조성물을 제공한다.

Description

펜타플루오로프로판, 하이드로카본과 물로된 공비성 조성물{Azeotrope-Like Compositions of Pentafluoropropane, hydrocarbons and Water}
플루오로카본 기초 유체는 냉매, 에어로졸 추진제, 발포제, 열 전달 매체 및 기상 유전체를 포함하는 산업상 여러가지 적용처에 광범위하게 사용되어 왔다. 몇몇 이들 유체, 특히 클로로플루오로카본("CFC's")와 관련된 의구시되는 환경문제로 인하여, 하이드로플루오로카본("HFC's")과 같이 오존 고갈 잠재성이 보다 적은 유체를 사용하는 것이 바람직하다.
따라서, 클로로플루오로카본(CFC's) 혹은하이드로클로로플루오로카본("HCFC"이 바람직한 것임)을 함유하지 않는 유체를 사용하는 것이 바람직하다. 더욱이, 단일 성분 유체 혹은 끓는점 및 기화시 분리되지 않는 혼합물인 공비혼합물을 사용하는 것이 바람직한 것으로 알려져 있다. 그러나, 공비물을 형성하는 것을 알기 어려움으로 새롭고 친환경적인 공비 혼합물을 의도하기 어렵다.
이 기술 분야에서는 CFC 및 HCFC를 대체할 수 있으며, 이에 대하여 환경적으로 보다 안전한 대체물로 사용될 수 있는 새로운 플루오로카본 기초 혼합물에 대한 연구가 계속되어 왔다. 두 물질 모두 오존 고갈 잠재성이 적은 플루오로카본과 비-플루오로카본을 포함하는 혼합물이 특히 관심의 대상이다. 이와 같은 혼합물이 본 발명에서의 관심분야이다.
본 발명은 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판("HFC-245fa"), 물("H2O") 및 최소 하나의 하이드로카본으로된 공비성 조성물(azeotrope-like compositions)에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 원심 냉각기, 에어로졸 추진제, 정량 흡입기, 소화기, 중합체 포움(foam)용 발포제, 열 전달 매체, 용매 및 기상 유전체에 냉매로서 환경적으로 바람직한 것이다.
본 발명은 HFC-245fa, 물 및 n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄 및 헥산(C5-C6하이드로카본)으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 하이드로카본으로된 공비성 조성물을 제공하는 것이다. 본 발명의 조성물은 오존 고갈 잠재성이 영(zero)으로 현재 사용되고 있는 CFC와 HCFC에 대한 바람직한 대체물로 제공된다. 더욱이, 본 발명의 조성물은 HFC-245fa, C5-C6하이드로카본 혹은 물이 단독으로 사용되는 경우에 비하여, CFC 및 HCFC 대체물보다 보다 우수한 물성을 나타낸다.
본 발명의 일 견지에 있어서, HFC-245fa, 물 및 n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄 및 헥산으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 하이드로카본을 포함하여 구성되는 공비성 조성물이 제공된다. 특히, 본 발명에 의해 HFC-245fa 약 65-98중량%, n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄 및 헥산으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 하이드로카본 약 34-1중량% 및 물 약 34-1중량%를 포함하여 구성되며, 760mmHg압력에서 끓는점이 10℃±4℃, 바람직하게는 ±1℃인 조성물이 제공된다. 바람직한, 보다 바람직한 그리고 가장 바람직한 본 발명의 조성물을 하기 표 1에 나타냈다. 표 1에서 수치범위는 접두어 "약"을 포함하는 것으로 이해된다.
성분 바람직한 조성(wt%) 보다 바람직한 조성(wt%) 가장 바람직한 조성(wt%)
HFC-245fa 65-98 75-98 85-98
C5-C6하이드로카본 34-1 24-1 15-1
물 34-1 24-1 15-3
본 발명에 의해 나아가, HFC-245fa을 바람직하게는 약 65-98중량%, 보다 바람직하게는 약 75-98중량%, 가장 바람직하게는 약 85-98중량%; n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄 및 헥산으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 하이드로카본을 바람직하게는 약 34-1중량%, 보다 바람직하게는 약 24-1중량%, 가장 바람직하게는 약 15-1중량%; 및 물을 바람직하게는 약 34-1중량%, 보다 바람직하게는 약 15-2중량%, 가장 바람직하게는 약 15-3중량%로 본질적으로 포함하여 구성되는 공비성조성물을 포함하는 발포제 존재하에 반응하여 폴리우레탄 혹은 폴리이소시아누레이트 발포체를 형성하는 성분들의 혼합물을 반응 및 발포시키는 단계를 포함하는 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트를 발포체 조성물을 제조하는 방법이 제공된다.
나아가, 본 발명은 HFC-245fa을 바람직하게는 약 65-98중량%, 보다 바람직하게는 약 75-98중량%, 가장 바람직하게는 약 85-98중량%; n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄 및 헥산으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 하이드로카본을 바람직하게는 약 34-1중량%, 보다 바람직하게는 약 24-1중량%, 가장 바람직하게는 약 15-1중량%; 및 물을 바람직하게는 약 34-1중량%, 보다 바람직하게는 약 15-2중량%, 가장 바람직하게는 약 15-3중량%로 본질적으로 포함하여 구성되는 공비성 조성물을 포함하는 발포제를 함유하는 중합체 발포 배합물로 부터 제조된 폐쇄된 셀 발포체에 관한 것이다.
본 발명의 다른 구현으로서, 본 발명은 HFC-245fa을 바람직하게는 약 65-98중량%, 보다 바람직하게는 약 75-98중량%, 가장 바람직하게는 약 85-98중량%; n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄 및 헥산으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 하이드로카본 바람직하게는 약 34-1중량%, 보다 바람직하게는 약 24-1중량%, 가장 바람직하게는 약 15-1중량%; 및 물을 바람직하게는 약 34-1중량%, 보다 바람직하게는 약 15-2중량%, 가장 바람직하게는 약 15-3중량%을 본질적으로 포함하여 구성되는 공비성 조성물을 포함하는 발포제를 포함하는 셀 가스를 함유하는 폐쇄된셀 발포체를 제공하는 것이다.
나아가, 본 발명은 HFC-245fa을 바람직하게는 약 65-98중량%, 보다 바람직하게는 약 75-98중량%, 가장 바람직하게는 약 85-98중량%; n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄 및 헥산으로 구성되는 그룹으로 부터 선택된 최소 하나의 하이드로카본을 바람직하게는 약 34-1중량%, 보다 바람직하게는 약 24-1중량%, 가장 바람직하게는 약 15-1중량%; 및 물을 바람직하게는 약 34-1중량%, 보다 바람직하게는 약 15-2중량%, 가장 바람직하게는 약 15-3중량%로 본질적으로 포함하여 구성되는 공비성 조성물을 포함하는 발포제 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서, 공비성 조성물(azeotrope-like)조성물은 공비혼합물과 같이 행동하는 조성물이다. 기본적인 원리로서, 유체의 열역학적 상태는 압력, 온도, 액체조성과 기체조성으로 정의된다. 공비혼합물은 특정한 압력 및 온도 상태에서 액체조성과 기체 조성이 같은 둘 또는 그 이상의 성분으로된 시스템이다. 실제로, 이는 공비 혼합물의 성분들은 일정한 끓는점을 갖으며, 상 변환시 분리되지 않는다.
공비성 조성물은 공비혼합물과 같이 행동한다. 즉, 일정하게 끓거나, 혹은 본질적으로 일정하게 끓는다. 다시말하면, 공비성 조성물에서, 끓거나 기화도중 형성되는 증기 조성은 본래의 액체 조성과 동일하거나 혹은 실질적으로 동일하다. 따라서, 끓거나 혹은 기화시, 액체 조성이 변한다 하더라도, 단지 아주 조금 혹은 무시할 수 있을 정도로 변한다. 이는 끓거나 기화하는 동안, 액체 조성이 실질적인정도로 변하는 비-공비성 조성물과 대조적인 것이다. 언급된 범위내의 본 발명의 공비성 조성물 뿐만아니라 이들 범위를 벗어나는 몇몇 조성물 또한 공비성이다.
본 발명의 공비성 조성물은 새로운 공비(azeotropic) 혹은 공비성(azeotrope-like) 시스템을 형성하지 않는 부가적인 성분들 혹은 첫번째 증류 컷(cut)이 아닌 부가적인 성분들을 포함할 수 있다. 첫번째 증류 컷은 증류 컬럼이 총 환류 조건에서 안정한 상태의 작동을 나타낸 후에 취하여진 첫번째 컷이다. 첨가되는 성분들이 본 발명의 범주에 속하지 않는 새로운 공비 혹은 공비성 시스템을 형성하는지 여부는 비공비 혼합물이 이들 각각의 성분들로 분리될 것으로 예상되는 조건하에서 상기 성분을 갖는 조성물 샘플을 증류하는 일 방법으로 결정할 수 있다. 부가적인 성분을 포함하는 혼합물이 비공비 혹은 비공비성이면, 부가적인 성분은 공비 혹은 공비성 성분들로 부터 분류될 것이다. 혼합물이 공비성이면, 일정하게 끓거나 혹은 단일한 물질로 행동하는 모든 혼합물 성분들을 포함하는 첫번째 증류컷이 일부 한정된 양으로 얻어질 것이다.
공비성 조성물의 다른 특성은 동일한 성분들을 공비성인 혹은 일정하게 끓는 다른 비율로 포함하는 조성범위를 갖는다는 것이다. 이와 같은 모든 조성은 용어 "공비성(azeotrope-like)" 및 "일정하게 끓음(constant boiling)"이라는 의미에 포함되는 것으로 의도된다. 예로서, 다른 압력에서, 주어진 공비물질의 조성은 조성물의 끓는점이 변함에 따라 약간 변할 수도 있다. 따라서, A와 B의 공비물질은 이들 관계의 독특한 형태를 나타내나, 온도 및/또는 압력에 따라 변할 수 있는 조성이다. 공비성 조성물에서, 같은 성분들을 공비성인 다른 비율로 포함하는 조성범위가 있다. 이와 같은 모든 조성은 본 명세서에서 사용된 공비성이란 용어에 포함되는 것으로 의도된다.
본 발명의 조성물은 오존 고갈 잠재성이 없고 지구를 온난화시키는 온실효과에 대한 기여가 무시될 수 있을 정도인 HFC 혼합물에 대한 이 기술분야에서의 요구를 충족시키는 것이다. 나아가, 본 발명의 공비성 조성물은 일정한 증기압 특성과 액체 혼합물이 기화됨에 따라 비교적 적은 조성 변화를 나타냄으로, 본 발명의 공비성 조성물은 일정하게 끓는 단일 성분 조성물에 필적할 만하다.
공정예로서, 본 발명의 조성물은 폴리우레탄과 폴리이소시아누레이트 발포체제조공정에 사용된다. "Polyurethanes Chemistry and Technology," Volumes Ⅰ and Ⅱ(Saunders and Frisch, 1962, John Wiley and Sons, New York, NY)에 기술되어 있는 바와 같은 이 기술분야에 알려져 있는 어떠한 방법이 사용될 수 있다. 일반적으로, 상기 방법은 이소시아네이트, 폴리올 혹은 폴리올의 혼합물, 발포제 혹은 발포제 혼합물 및 촉매, 계면활성제 및 임의로, 방염제, 착색제 및 다른 첨가제와 같은 다른 물질을 혼합하여 폴리우레탄 혹은 폴리이소시아누레이트를 제조하는 것을 포함한다. 사용되는 발포제 혹은 발포제들은 본 발명의 공비성 조성물로된 휘발성 혼합물일 수 있다.
폴리우레탄 혹은 폴리이소시아누레이트 발포체 제조에 사용되는 성분들이 예비 혼합된 배합물로 제공되는 것이 많은 적용에서 편리하다. 가장 전형적으로, 발포 배합물은 두 성분으로 예비혼합된다. 이소시아네이트와 임의의 특정한 계면활성제 및 발포제는 일반적으로 "A"성분으로 불리워지는 제 1 성분을 포함한다. 폴리올 혹은 폴리올 혼합물, 계면활성제, 촉매, 발포제, 방염제 및 다른 이소시아네이트 반응성 성분들은 일반적으로 "B"성분으로 불리워지는 제 2성분을 포함한다. 따라서, 폴리우레탄 혹은 폴리이소시아누레이트 발포체는 소량 제조시에는 손으로, 그리고 바람직하게, 블록(blocks), 슬랩(slabs), 라미네이트, 원하는 자리에 부어서 적용하는 패널(pour-in-place panels) 및 다른 물품, 분무 적용되는 발포체, 거품(froth)등을 형성하는 경우에는 기계적으로 A와 B 성분을 함께 도입하여 쉽게 제조된다. 임의로, 방염제, 착색제, 보조 발포제 및 다른 폴리올과 같은 다른 성분들은 혼합 헤드 혹은 반응 지점에 제 3 스트림으로 첨가될 수 있다. 그러나, 가장 편리하게는 이들 모두 상기한 바와 같이 하나의 B성분내에 편입되는 것이다.
또한, 본 발명의 조성물을 사용하여 열가소성 발포체를 제조할 수 있다. 예를들어, 통상의 발포 폴리우레탄 및 이소시아누레이트 배합물은 공비성 조성물과 통상의 방법으로 혼합되어 단단한 발포체를 생성할 수 있다.
HFC-245fa를 포함하는 공비성 혼합물은 HFC-245fa로 발포된 발포체가 비교적낮은 초기 및 노화 열 전도도 및 저온에서의 우수한 치수 안정성을 갖는 것으로 알려져 있음으로 발포체 발포제로 특히 적절하다. HFC-245fa와 예를들어, 다른 하이드로플루오로카본, 예로, 디플루오로메탄(HFC-32), 디플루오로에탄(HFC-152), 트리플루오로에탄(HFC-143), 테트라플루오로에탄(HFC-134), 펜타플루오로프로판(HFC-245), 헥사플루오로프로판(HFC-236), 헵타플루오로프로판(HFC-227); 및 불활성 가스, 예로 공기, 질소, 이산화탄소와 같은 다른 오존 고갈성이 영인 물질을 포함하는 혼합물이 특히 관심의 대상이다. 상기한 하이드로플루오로카본에 대한 이성질현상(isomerism)이 가능한 경우, 각각의 이성질체가 단독으로 혹은 혼합물 형태로 사용될 수 있다.
분산제, 셀 안정화제 및 계면활성제가 또한 발포제 혼합물에 편입될 수 있다. 실리콘 오일로 보다 더 잘 알련진 계면활성제가 셀 안정화제로 첨가된다. 몇몇 대표적인 물질은 상표 DC-193, B-8404 및 L-5340로 시판되며, 일반적으로 이들은 U.S. 특허 제 2,834,748, 2,917,480 및 2,846,458에 개시되어 있는 것과 같은 폴리실록산 폴리옥시알킬렌 블록 공중합체이다. 발포제 혼합물에 대한 다른 임의의 첨가제로는 트리스(2-클로로에틸)포스페이트, 트리스(2-클로로프로필)포스페이트, 트리스(2,3-디브로모프로필)-포스페이트, 트리스(1,3-디클로로프로필)포스페이트, 디암모늄 포스페이트, 여러가지 할로겐화된 방향족 화합물, 안티모니 산화물, 알루미늄 트리하이드레이트, 폴리비닐 클로라이드등과 같은 방염제를 포함할 수 있다.
일반적으로, 혼합된 혼합물에 존재하는 발포제의 양은 최종 폴리우레탄 혹은 폴리이소시아누레이트 발포산물에서 필요로 하는 발포 밀도에 따라 정해진다. 발포제 혹은 발포제 혼합물의 중량부 비율은 폴리올 100중량부당 발포제 1∼약 10중량부범위일 수 있다. 바람직하게는 폴리올 100중량부당 약 10∼35중량부의 HFC-245fa가 사용된다.
다른 구체화에 있어서, 본 발명의 공비성 조성물은 분무가능한 조성물에서 단독으로 또는 알려진 추진제와 조합하여 추진제로 사용될 수 있다. 상기 분무가능한 조성물은 본질적으로 본 발명의 혼합물 또는 조성물을 포함하여 구성되며 그리고 본 발명의 혼합물 또는 조성물로 구성됨을 포함하며, 본질적으로 분무되는 물질 및 추진제를 포함하여 구성되며 그리고 분무되는 물질 및 추진제로 구성됨을 포함한다. 비활성 성분, 용매 및 다른 물질들이 또한 상기 분무가능한 혼합물내에 존재할 수 있다. 바람직하게, 상기 분무가능한 조성물은 에어로졸이다. 분무되는 적절한 물질은 이에 한정하는 것은 아니지만, 방취제, 향수, 헤어 스프레이, 세정제 및 광택제와 같은 화장품 물질 뿐만아니라 항-천식제 및 항-구취제와 같은 의약품 물질을 포함한다.
본 발명의 조성물의 성분은 상업적으로 이용가능하거나 알려진 방법으로 제조될 수 있는 알려진 물질이다. 바람직하게, 상기 성분은 상기 시스템의 냉각 또는 가열 특성, 일정한 가열 특성 또는 발포제 특성에 악영향을 주지않도록 충분히 고순도이다. 정량 흡입기(metered dose inhaler)의 경우, 관련된 현재의 Good Manufacturing Process가 이러한 물질을 제조하는데 사용될 수 있다.
부가적인 성분들은 필요시 본 발명의 공비성 조성물의 특성을 조절하기위해 첨가될 수 있다. 예로서, 본 발명의 조성물이 냉각제로 사용되는 경우 오일 용해성 첨가제가 사용될 수 있다. 본 발명의 조성물의 특성을 증강시키기위해 안정화제 및 다른 물질이 또한 첨가될 수 있다.
이하 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
실시예
실시예 1
상층부에 콘덴서가 장착된 진공-재킷 튜브로 구성된 비등측정기(ebulliometer)가 사용되었다. 약 20g 의 HFC-245fa가 상기 비등측정기에 장입되고, 그리고나서 시클로펜탄이 소량의 측정된 증분(increment)으로 첨가되고, 물이 소량의 측정된 증분으로 첨가되었다. 온도는 내-백금성 온도계를 이용하여 측정하였다. 시클로펜탄 및 물이 HFC-245fa에 첨가될 때 온도가 떨어지는 것이 관찰되고, 이는 세개의 최소의 끓는점의 공비혼합물이(ternary minimum boiling azeotrope)이 생성된다는 것을 가리킨다. 상기 측정은 약 0.1 내지 약 34 중량%의 시클로펜탄, 및 0.1 내지 9 중량%의 물로부터, 상기 조성물의 끓는점이 약 3℃ 정도 변한다는 것을 보여준다.
실시예 2
상층부에 콘덴서가 장착된 진공-재킷 튜브로 구성된 비등측정기(ebulliometer)가 사용되었다. 약 17g 의 HFC-245fa가 상기 비등측정기에 장입되고, 그리고나서 이소펜탄이 소량의 측정된 증분(increment)으로 첨가되고, 물이 소량의 측정된 증분으로 첨가되었다. 온도는 내-백금성 온도계를 이용하여 측정하였다. 시클로펜탄 및 물이 HFC-245fa에 첨가될 때 온도가 떨어지는 것이 관찰되고, 이는 세개의 최소의 끓는점의 공비혼합물이(ternary minimum boiling azeotrope)이 생성된다는 것을 가리킨다. 상기 측정은 약 0.1 내지 약 27 중량%의 이소펜탄, 및 0.1 내지 9 중량%의 물로부터, 상기 조성물의 끓는점이 약 7℃ 정도 변한다는 것을 보여준다. 그러므로, 상기 조성물은 이렇나 범위에서는 일정한 끓는점을 갖는 것이다.
실시예 3
상층부에 콘덴서가 장착된 진공-재킷 튜브로 구성된 비등측정기(ebulliometer)가 사용되었다. 약 12g 의 HFC-245fa가 상기 비등측정기에 장입되고, 그리고나서 헥산이 소량의 측정된 증분(increment)으로 첨가되고, 물이 소량의 측정된 증분으로 첨가되었다. 온도는 내-백금성 온도계를 이용하여 측정하였다. 헥산 및 물이 HFC-245fa에 첨가될 때 온도가 떨어지는 것이 관찰되고, 이는 세개의 최소의 끓는점의 공비혼합물이(ternary minimum boiling azeotrope)이생성된다는 것을 가리킨다. 상기 측정은 약 0.1 내지 약 11 중량%의 헥산, 및 0.1 내지 24 중량%의 물로부터, 상기 조성물의 끓는점이 약 1℃ 정도 변한다는 것을 보여준다.
실시예 4
사카로즈(saccharose)용액, 프로필렌 글리콜 및 물에 프로필렌 산화물을 첨가하여 얻어진, 수산기값 380을 갖는 폴리에테르 100g을 포옴 안정화제로서 실록산 폴리에테르 공중합체 2g 및 디메틸시클로헥실아민 3g과 혼합하였다. 교반하면서, 상기 혼합물 100g을 발포제로서 실시예 1의 공비성 조성물 15g과 완전히 혼합하였다. 그 결과물인 혼합물을 크루두 4,4'디이소시아네이토디페닐메탄 152g으로 발포하였다. 그 결과물인 단단한 포옴을 검사하고 우수한 품질임을 발견하였다.
실시예 5
본 실시예는 포옴 발포제로서 상기 본발명에 기술된 공비성 조성물을 이용하여 제조된 포옴은 향상된 k-계수(factor)를 나타냄을 보여준다. 일반적으로 이러한 포옴 제조에 사용된 배합물들을 표 4에 나타낸다.
성분(pbw)
Terate 25411 100.00 100.00 100.00
Tegostab B85032 2.00 2.00 2.00
Polycat 83 0.4 0.50 0.63
Dabco K-153 3.00 3.80 5.60
물 0.5 0.5 0.5
HFC-245fa 35.00 17.5 0
이소펜탄 0 9.4 18.7
Lupranate M70L4 168 168 168
총합 250 250 250
1COSA의 폴리올; 수산기값=240
2GoldschmidtChemical Company의 계면활성제
3Air Products & Chemical Inc.의 촉매
42이상의 작용기를 갖는 폴리메틸렌 폴리(페닐 이소시아네이트)로 균형을 이루는 메틸렌비스(페닐 이소시아네이트) 약 40중량%를 함유하는 폴리메틸렌 폴리(페닐 이소시아네이트) 혼합물; 이소시아네이트 당량=약 134; BASK Corp.
일반적으로 "핸드믹싱"으로 간주되는 일반 방법으로 모든 포옴을 제조하였다. 각 발포제 또는 발포제 쌍에 대하여, 폴리올, Terate 2541, 계면활성제, Tegostab B8433 및 촉매, Dabco K-15 및 Polycat 8의 예비혼합물을 표 2에 나타낸 비로 제조하였다. 주어진 연속물의 상기 모든 포옴들이 예비혼합물의 동일한 마스터배치로 제조되는 것을 확실히하기위해 약 2kg이 혼합되었다. 상기 예비혼합물은1-갤론 페인트 캔에 혼합되고 균일한 혼합이 이루어질때까지 Conn 2" 직경 ITC 혼합기(Conn 2" diameter ITC mixer)로 약 1500rpm으로 교반하였다. 혼합 완료시 그 물질을 1-갤론 유리병에 옮겨 봉하였다. 그 다음, 상기 병을 32℉로 조절된 냉장고에 넣었다. 상기 포옴 발포제를 혼합 용기용으로 사용되는 32oz. 주석캔과 함께 동일한 냉장고에 별도로 두었다. A-성분, 이소시아네이트를 70℉에 밀봉된 용기에 넣어두었다.
상기 각각의 포옴 제조를 위해, 상기 배합물 중량과 동일한 B-성분의 양은 32℉로 예비조건화된 32oz. 주석캔에서 칭량되었다. 여기에 역시 32℉로 예비조건화된 상기 각 발포제의 요구량을 첨가하였다. 그 내용물을 약 1000rpm에서 Conn 2" ITC 혼합 블레이드 회전으로 2-분동안 교반하였다. 이후, 상기 혼합 용기 및 내용물을 다시 칭량하였다. 만일 중량이 감소된 경우, 보다 낮은 비등 발포제가 첨가되어 그 소실된 중량을 채웠다. 상기 내용물을 추가로 30초동안 교반하고 그 캔을 상기 냉장고에 넣었다.
상기 내용물이 다시 32℉로 냉각된 후, 약 10분이 지나서 상기 혼합 용기를 냉장고에서 꺼내어 상기 혼합 위치에 놓았다. A-성분, 이소시아네이트의 예비-칭량된 일부를 신속히 B-성분에 첨가하고, 그 성분을 Conn 2" 직경 ITC 혼합 블레이드를 사용하여 3000rpm에서 10초동안 혼합하고 그리고 8"×8"×4" 카드보드 케이크 상자에 부어 올라오도록 하였다. 상기 각각의 폴리우레탄 포옴 시료들에 대하여 크림, 개시(initiation), 겔 및 택(tack) 프리 타임이 기록되었다.
상기 포옴들은 실온에서 최소 24시간동안 상자안에서 경화되도록 하였다. 경화후, 그 블록들은 측정된 일정한 크기 및 밀도로 정돈되었다. 밀도 요구조건 2.0±0.1lb/ft3에 맞지않는 어떠한 포옴들은 버려지고, 상기 조건의 밀도를 얻기위해 새로운 포옴을 상기 배합으로 조절된 양의 발포제를 사용하여 제조하였다.
모든 포옴들이 상기 밀도 요구조건에 맞추는 것을 확실히한 후, 상기 포옴들은 ASTM C518에 따라 k-계수에 대하여 시험되었다. k-계수 결과를 도 1에 나타내었다. 이러한 도면은 포옴 발포제로서 물만을 사용하는 것 대신에 본 발명의 공비성의 혼합물을 사용함으로서, 포옴의 k계수가 획기적으로 향상된다는 것을 도시한다. 이러한 향상은 예상외로 비선형적이다.
이러한 k계수의 차이에 더하여, 이러한 실험들에 의해 생성되는 포옴의 밀도에도 차이가 있다. 이는 표5에 나타나있다.
Wt% 의 발포제 대 포옴 밀도
Wt% 의 HFC-245fa Wt% 의 이소펜탄 Wt% 의 물 포옴 밀도(pct)
98.6 0 1.4 1.91
0 97.4 2.6 1.87
63.5 34.3 1.8 1.77
상기 표는 본발명의 공비성 조성물이 발포제와 같은 몰의 현저하게 낮은 포옴 밀도를 가진 포옴을 생성한다는 것을 가리킨다.
실시예 6
HFC-245fa 가 C5-C6하이드라카본 및 B-성분 내의 그의 혼합물이 용해되게 하는 것을 돕는다는 것을 발견하였다. 이러한 효과를 증명하기 위해 0.18 몰의 이소펜탄이 피시어 포터 튜브(Fischer porter tube) 내의 50g의 테레이트 2541LC1C에 첨가된다. 튜브내에 존재하는 층의 높이를 기록하였다. HFC-245fa의 농도를 증가시키면서 시험을 반복하였다. 하기 표에 결과를 요약하였다.
HFC-245fa를 첨가함에 따른 B-성분(side)에서 하이드로카본의 혼화성 개선
발포제 Moles Moles Moles
이소프로판 0.18 0.13 0.09
HFC-245fa 0 0.05 0.09
폴리올 발포제 혼합물의 하이드로카본 층% 29.8 26.3 20.3
더욱이, 성분들의 첨가순서가 발포체 결과물의 최적화에 중요함을 발견하였다. HFC-245fa가 하이드로카본과 함께 예비혼합된 혼합물로 첨가되거나 혹은 하이드로카본을 첨가하기 전에 B-성분에 첨가되면, HFC-245fa는 B-성분에서 탄화수소의 혼화성을 증대시킨다. 하기 표의 결과는 각각 6g의 발포제가 일정한 양의 물과 함께 Stepanol 2352에 첨가되는 경우의 상기 현상을 나타내는 것이다.
HFC-245fa를 첨가함에 따른 B-성분(side)에서 하이드로카본의 혼화성 개선
발포제
첨가 순서
이소펜탄 처음으로 첨가 두번째로 첨가 혼합
HFC-245fa 두번째로 첨가 처음으로 첨가 혼합
폴리올 발포제 혼합물의 하이드로카본 층% 62.2 20.4 20.4
상기 혼화성 개선은 예기치 못했던 효과로서 B-성분의 고유한 안정성에 기여하는 것으로 여겨진다.

Claims (25)

1,1,1,3,3-펜타플로오로프로판, 물 및 n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄 및 헥산으로 구성된 그룹으로부터 선택된 하이드로카본으로을 본질적으로 포함하여 구성되며, 760mm Hg 에서 10±4℃ 의 끓는점을 갖는 공비성 조성물.
제 1항에 있어서, 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판 약 65~98 중량%, 물 약 1~34 중량% 및 n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄 및 헥산으로 구성된 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 하이드로카본 약 1~34 중량%을 본질적으로 포함하여 구성되는 공비성 조성물.
제 1항에 있어서, 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판 약 75~98 중량%, 물 약 2~24 중량% 및 n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄 및 헥산으로 구성된 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 하이드로카본 약 1~24 중량%을 본질적으로 포함하여 구성되는 공비성 조성물.
제 1항에 있어서, 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판 약 85~98 중량%, 물 약 3~15 중량% 및 n-펜탄, 이소펜탄, 시클로펜탄 및 헥산으로 구성된 그룹으로부터 선택된 최소 하나의 하이드로카본 약 1~15중량%을 본질적으로 포함하여 구성되는 공비성 조성물.
청구항 1항의 공비성 조성물을 포함하는 휘발성 발포제의 존재하에 반응하여 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트 발포체를 형성하는 성분들의 혼합물을 반응 및 발포시킴을 포함하는 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트 발포체 제조방법.
청구항 2항의 공비성 조성물을 포함하는 휘발성 발포제 존재하에 반응하여 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트 발포체를 형성하는 성분들의 혼합물을 반응 및 발포시킴을 포함하는 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트 발포체 제조방법.
청구항 3항의 공비성 조성물을 포함하는 휘발성 발포제 존재하에 반응하여 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트 발포체를 형성하는 성분들의 혼합물을 반응 및 발포시킴을 포함하는 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트 발포체 제조방법.
1,1,1,3,3-펜타클루오로프로판 및 하이드로카본을 포함하는 휘발성 발포제 존재하에 반응하여 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트 발포체를 형성하는 성분들의 혼합물을 반응 및 발포시킴을 포함하고, 상기 1,1,1,3,3-펜타플로오로프로판은 상기 혼합물에 첨가되기 전에 상기 하이드로카본과 예비혼합되는 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트 발포체 제조방법.
1,1,1,3,3-펜타플로오로프로판 및 하이드로카본을 포함하는 휘발성 발포제존재하에 반응하여 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트 발포체를 형성하는 성분들의 혼합물을 반응 및 발포시킴을 포함하고, 상기 1,1,1,3,3-펜타플로오로프로판은 상기 하이드로카본에 첨가되기 전에 상기 혼합물에 첨가되는 폴리우레탄 및 폴리이소시아누레이트 발포체 제조방법.
폴리올과 청구항 1항의 조성물을 포함하는 발포제의 예비혼합물.
폴리올과 청구항 2항의 조성물을 포함하는 발포제의 예비혼합물.
폴리올과 청구항 3항의 조성물을 포함하는 발포제의 예비혼합물.
청구항 1항의 공비성 조성물을 포함하는 발포제 존재하에 폴리이소시아네이트 혹은 폴리이소시아누레이트를 발포시켜 제조되는 폐쇄된 셀 발포체 조성물.
청구항 2항의 공비성 조성물을 포함하는 발포제 존재하에 폴리이소시아네이트 혹은 폴리이소시아누레이트를 발포시켜 제조되는 폐쇄된 셀 발포체 조성물.
청구항 3항의 공비성 조성물을 포함하는 발포제의 존재하에 폴리이소시아네이트 혹은 폴리이소시아누레이트를 발포시켜 제조되는 폐쇄된 셀 발포체 조성물.
청구항 1항의 공비성 조성물을 포함하는 발포제.
청구항 2항의 공비성 조성물을 포함하는 발포제.
청구항 3항의 공비성 조성물을 포함하는 발포제.
분무되는 물질과 청구항 1항의 조성물을 포함하는 추진제(propellant)를 포함하는 분무가능한 조성물.
제 19항에 있어서, 상기 분무가능한 조성물은 에어로졸임을 특징으로 하는 분무가능한 조성물.
제 20항에 있어서, 상기 분무가능한 조성물은 화장용 물질(cosmetic material)임을 특징으로 하는 분무가능한 조성물.
제 20항에 있어서, 상기 분무되는 물질은 의약용 물질임을 특징으로 하는 분무가능한 조성물.
청구항 16항에 정의된 발포제를 포함하는 셀 가스를 포함하는 폐쇄된 셀 발포체.
청구항 17항에 정의된 발포제를 포함하는 셀 가스를 포함하는 폐쇄된 셀 발포체.
청구항 18항에 정의된 발포제를 포함하는 셀 가스를 포함하는 폐쇄된 셀 발포체.
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