絕熱泡沫塑料制造技術

提供太陽能熱水器系統。該系統具有以下部件：密封儲箱、反射表面和真空管。密封儲箱適合于保持水。該箱具有位于其外表面處的其中含有發泡劑的閉孔聚氨酯或聚異氰脲酸酯泡沫塑料的絕熱層，所述發泡劑中具有約６０重量％或更多的１，１，１，３，３－五氟丙烷。反射表面能反射太陽光。真空管沿反射表面在反射表面和太陽之間延伸。真空管與箱連通。還提供戶外絕熱儲蓄箱系統。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】絕熱泡沫塑料
技術介紹
專利
本專利技術涉及使用1 ， 1 ， 1 ，3，3-五氟丙烷(HFC-245fa)作為物理發泡劑制備的 硬質聚氨酯或聚異氛脲酸酯的閉孔泡沫塑料。
技術介紹
討論太陽能熱水器(solar water heater)工業已通過中國公司得到進一步發 展。在使用該加熱器的早期，使用低成本材料對加熱器的水箱外部進行絕熱，以減少制造成本。由于沒有控制絕熱性能的標準，因此使用普通的絕熱材料， 例如棉纖維和塑料層。在有些情況下，不使用絕熱，隨著太陽能加熱器市場的迅速增長，用CFC-ll發泡的聚氨酯(PUR) 和聚異氛脲酸酯(PIR)泡沫塑料用作環繞水箱的絕熱材料。其后是用 HCFC-141發泡的泡沫塑料。對于環繞水箱的絕熱層，必須考慮一些獨特的 要求(I)由于水箱安裝的位置，尺寸穩定性非常重要一水箱下面的的泡沫塑 料層需要支撐體積可為100 2000 L的水的全部重量；(2)戶外的溫度范 圍可為50 40'C;和(3)不同位置間的環境條件的變化，環境條件包括風、雨、 UV暴露、酸性腐蝕和沙塵暴，給定的條件變化下，泡沫塑料層必須顯示足 夠的表面附著性和穩定性。稱為低密度硬質聚氨酯或聚異氛脲酸酯泡沫塑料的那類泡沫塑料用于 各種各樣的絕熱應用，所述應用包括但不限于屋頂系統、建筑物面板 (building panel)、水箱和冷凍機。通過在揮發性發泡劑或者經由化學反應合物反應來制造聚氨酯及聚異氛脲酸酯泡沫塑料。通過在異氛酸酯與多元醇種反應和發泡過程可通過使用各種添加劑而得到増強，所述添加劑例如催化 劑、表面活性劑、增容劑、阻燃劑和其它添加刑，該其它添加劑用來控制混合物的反應速率，控制和調節泡孔尺寸，使泡沫結構在形成過程中穂定化， 并使最終泡沫塑料產品的物理性能和可燃性最優化。在絕熱泡沫塑料應用中使用碳氟化合物作為優選的發泡刑是部分基于所得的與生產的泡沫塑料有關的k-因子。k-因子是泡沫塑料的導熱率的一種 度量，定義為一小時內通過一平方英尺的一英寸厚材料的傳熱速率，其中垂 直通過該材料的兩個表面存在一華氏度的溫差。氟碳化合物由于其揮發性不僅作為發泡劑，而且被包封或夾帶在硬質泡 沫塑料的閉孔結構中，是硬質聚氨酯泡沫塑料的低熱導率性能的主要貢獻 者。用諸如三氯氟甲烷(CFC-11)的氯氟烴發泡劑和諸如l，l-二氯-l-氟乙烷 (HCFC-141b)的氫氯氟徑(hydrochloroflurocarbon )發泡刑制造的泡沫 塑料，部分由于其很低的氣相熱導率而提供優異的熱絕緣，并因此已廣泛用 于絕熱應用。但是，現在認識到向大氣釋放某些氟碳化合物(最顯著是氯氟烴(CFC) 和氫氯氟烴(HCFC))促使同溫臭氧層損耗，考慮到與CFC和HCFC有關 的環境問題，已停止使用CFC-U， HCFC-141 b正處于逐漸停止使用的過 程中，并被零臭氧損耗潛勢(zero ozone depletion potential)材料所替代， 所述潛在材料如氫氟烴(HFC)、烴類、通過水與異氛酸酯的反應而產生的 co2、以及其它物質。理想的是使用零臭氧損耗潛勢發泡劑，如水、烴類和氫氟烴 (hydroflurocarbon)。但是，水本身不是最佳的發泡劑，因為所制成的泡 沫塑料缺乏與用CFC或HCFC發泡劑制成的泡沫塑料相同程度的絕熱敢 率、尺寸穩定性和附著性。烴發泡劑是易燃的，因此不大合乎需要.因為硬 質聚氨酯泡沫塑料必須符合建筑物規范或其它規章，用烴發泡劑發泡的這類 泡沫塑料可能需要加入較高含量的昂責的阻燃材料。而且，烴發泡劑可能歸 類為揮發性有機化合物(VOC)，并要遵照環境規章，氬氟烴，特別l,l，l, 3，3-五氟丙烷(HFC-245fa)，提供CFC和HCFC發 泡劑的許多優點，包括不燃性、低的氣相熱導率、安全和容易使用。此外， 因為分子中沒有氯，其不會促使地球臭氣層損耗。目前，太陽能加熱器裝置(例如太陽能加熱器水箱)的絕熱層中最常使用的發泡劑是對環境不良的CFC，如CFC-ll，已知它們會破壞同溫臭氣層。 在亞洲(特別是在中國)，通過更好利用有限的自然資源，在節能、清 潔環境控制(清潔空氣、水)方面進行產品創新使經濟持續而強勁發展將變 得曰益重要。確定為將要重要發展的一個快速增長方面將是與使用綠色 能源(如太陽能)有關的新技術和產品創新。 一種這樣的特定產品是在加熱 環境溫度的水的期間轉化太陽能的太陽能加熱器裝置。然后經加熱的水 用于工業過程(例如，藥物提取或濕至干(wet-to-dry)的管道過程)或住 宅家庭應用(例如，淋浴水或使房屋溫暖)。用于太陽能加熱器裝置中的水箱的更好絕熱方案(即，泡沫塑料層)是非常重要的，因為水的內部溫度能容易地達到40x: ioox:,而外部的環境 溫度低得多(冬季，在北半球地區可為-4ox:，在南半球地區可為-rc iox:),所有以電為動力的住宅熱水器系統也需要同樣的絕熱泡沫塑料層用于其各 自儲水箱，以減少能量消耗。該同樣的要求也適用于所有小至中等尺寸的水 處理系統(有些裝置與碳或氣化硅過濾器、o3系統整合)，其中冷水和熱水都可以通過半導體致冷或電加熱元件生產.對這種內裝式(build-in)水 箱的較好絕熱在實現低電力消耗上是很關鍵的，在高溫(一般范圍為卯^c 99'C)條件下較好絕熱將變得更為重要，因此，新技術和產品創新需要符合能量效率和環境控制標準兩者，目前，常規的絕熱材料(例如基于橡膠的結構和天然植物纖維)和用物 理發泡劑(例如CFC-ll和HCFC-141 b)制造的PUR泡沫塑料均已用于 水箱絕熱。這些材料所遇到的問題包括絕熱性能(K因子)差和高溫(40X:-100 'C)下的尺寸穩定性差。專利技術概迷根據本專利技術，提供太陽能熱水器系統，該系統具有以下部件密封儲箱 (storage tank)、反射表面和真空管，密封儲箱適合保持水'該箱具有位于其外表面的其中含有發泡劑的閉孔聚氨酯或聚異氛脲酸酯泡沫塑料的絕熱層， 所述發泡劑中具有約60重量％或更多的1，1，1，3，3-五氟丙烷'反射表面能反射太陽光并任選聚焦太陽光，真空管沿反射表面在反射表面和太陽之間延 伸。真空管與箱連通。根據本專利技術，還提供如上所述的太陽能熱水器系統，除了其中的發泡劑具有約60重量％或更多的氮氟烴。根據本專利技術，進一步提供戶外絕熱儲箱系統。該系統具有位于戶外并適 合于保持液體的箱，所述箱的外表面被其中含有發泡劑的閉孔聚氨酯或聚異 氰脲酸酯泡沫塑料的絕熱層部分或完全覆蓋，所述發泡刑中具有約60重量 %或更多的1，1，1，3，3-五氟丙烷。根據本專利技術，還提供如上所述的儲箱系統，除了其中的發泡劑具有約 60重量％或更多的氫氟烴。附圖簡迷附圖說明圖1是示出用于產生太陽能并將其轉化為熱量的暴露于太陽光下的真 空管和箱的示意圖；和圖2是根據本專利技術的太陽能熱水器系統的透視剖視圖。優選實施方式詳述根據本專利技術的泡沫塑料出乎意料地在高溫下具有好得多的性能，該泡沫 塑料具有均勻的泡孔結構，在聚合物基質中氣體擴散速率低。與用諸如HCFC-14Ib和環戊烷的其它發泡劑發泡的泡沫塑料相比，用 HFC-245fa發泡的PU和PUR泡沫塑料在用于太陽能加熱器裝置時提供了 額外的優點。此類優點包括如下(a)就在發泡劑制造以及太陽能加熱裝本文檔來自技高網...

【技術保護點】
太陽能熱水器系統，其包含：　ａ）適合于保持水的密封儲箱，所述箱具有位于其外表面的其中含有發泡劑的閉孔聚氨酯或聚異氰脲酸酯泡沫塑料的絕熱層，所述發泡劑中具有約６０重量％或更多的１，１，１，３，３－五氟丙烷；　ｂ）能反射太陽光的表面 ；和?。悖┱婵展?，其沿反射表面在反射表面和太陽之間延伸，所述真空管與所述箱連通。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】US 2006-6-28 60/817,1491、太陽能熱水器系統，其包含a)適合于保持水的密封儲箱，所述箱具有位于其外表面的其中含有發泡劑的閉孔聚氨酯或聚異氰脲酸酯泡沫塑料的絕熱層，所述發泡劑中具有約60重量％或更多的1，1，1，3，3-五氟丙烷；b)能反射太陽光的表面；和c)真空管，其沿反射表面在反射表面和太陽之間延伸，所述真空管與所述箱連通。2. 權利要求1所述的熱水器系統，其中所述發泡劑包括其中具有約90 重量％或更多的1， 1， 1， 3， 3-五氟丙烷的發泡劑。3. 權利要求1所述的熱水器系統，其中所述發泡劑包括其中具有約95 重量％或更多的1，1，1，3，3-五氟丙烷的發泡劑。4. 權利要求1所述的熱水器系統，其中所述反射表面是金屬化表面或 鏡面。5. 權利要求1所迷的熱水器系統，其中所述箱由金屬或玻璃制成。6. 權利要求1所述的熱水器系統，其中所述真空管由金屬或玻璃制成。7. 戶外絕熱儲箱系統，其包含適合于保持液體的箱，所述箱的外表面 被其中含有發泡劑的閉孔聚氨酯或聚異氛脲酸酯泡沫塑料的絕熱層部分或 完全覆蓋，所述發泡劑中具有約60重量V?；蚋嗟臍浞鸁N，所述箱位于戶 外。8. 權利要求7所述的箱系統，其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張科，陸偉，
申請(專利權)人：霍尼韋爾國際公司，
類型：發明
國別省市：US[美國]