Пенопласт на основе фенольной смолы

Пенопласт на основе фенольной смолы

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Настоящее изобретение относится к пенопласту на основе фенольной смолы.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Высокая герметичность и высокая теплоизоляция жилых зданий востребованы в последние годы благодаря энергосберегающему сознанию, обязательствам по выполнению стандартов экономии энергии для последующих поколений и т.п. При таком улучшении характеристик теплоизоляции жилых зданий можно ожидать, что необходимая толщина теплоизоляционных материалов будет увеличиваться. Из-за ограничений внутренней жилой площади и ограниченного пространства внутри самих стен возникла проблема необходимости в изменениях конструктивных решений по добавлению теплоизоляционных материалов. Теплоизоляционный материал размещается внутри тела стены, и таким образом его замена при эксплуатации жилого здания является весьма затруднительной. Соответственно необходимо, чтобы эффективность теплоизоляции поддерживалась в течение длительного периода.

[0003] В качестве теплоизоляционных материалов для жилых зданий используются волокнистые теплоизоляционные материалы, такие как стекловата и минеральная вата или вспененные полимерные теплоизоляционные материалы, сформированные из вспененных стирольных, уретановых или фенольных смол. Для вспененных полимерных теплоизоляционных материалов известно, что их эффективность теплоизоляции в значительной степени зависит от типа и характеристик пенообразователя, включенного в их ячейки.

[0004] Хлорфторуглероды (CFC), теплопроводность которых в газовой фазе является низкой, традиционно использовались в качестве пенообразователя для теплоизоляционных материалов из вспененных полимеров, однако запрет на использование CFC был наложен Монреальским Протоколом, принятым в 1987 г., потому что CFC являются в значительной степени ответственными за разрушение озонового слоя и климатические изменения. В результате начался переход к пенообразователям на основе гидрофторзамещенных углеводородов (HFC), для которых коэффициент разрушения озона и коэффициент глобального потепления являются относительно низкими. Однако, поскольку HFC все еще имели высокий коэффициент глобального потепления, был востребован сдвиг к пенообразователям на основе углеводородов.

[0005] Пенообразователи на основе углеводородов, обладающие очень низкими коэффициентом разрушения озона и коэффициентом глобального потепления, являются превосходными пенообразователями с точки зрения сохранения окружающей среды. Между тем существует проблема их более высокой теплопроводности и воспламеняемости по сравнению с обычными пенообразователями из хлорфторуглеродов, и эта проблема требует решения.

[0006] В Патентном документе 1 и Патентном документе 2 раскрывается большое количество разновидностей газов, таких как галоидированные гидроолефины, коэффициент разрушения озона которых равен нулю, и коэффициент глобального потепления которых является низким.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПАТЕНТНАЯ ЛИТЕРАТУРА

[0007] Патентный документ 1: JP 2013-64139 A

Патентный документ 2: JP 2010-522819 A

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА

[0008] Однако в Патентном документе 1 и Патентном документе 2 описываются только конкретные примеры применения в качестве пенообразователя для получения вспененного полиуретана или вспененного полиизоцианата, но не описывается никаких примеров применения для получения вспененной фенольной смолы. Вышеупомянутая методика не является оптимизированной для применения к пенопласту на основе фенольной смолы, и в случае ее использования для получения вспененной фенольной смолы начальный K-фактор получаемой пены является недостаточным.

[0009] В Патентном документе 1 и Патентном документе 2 раскрывается большое количество галоидированных гидроолефинов.

[0010] Например, 1-хлор-3,3,3-трифторпропен имеет такую особенность, что его коэффициент разрушения озона и коэффициент глобального потепления являются чрезвычайно низкими. Однако вследствие высокого значения точки кипения этого вещества, равного 19°C, имеется проблема ухудшения теплопроводности в области низких температур, при 10°C и т.п., где пенообразователь превращается в жидкость. Изменение с течением времени теплопроводности пенопласта на основе фенольной смолы не раскрывается, но в том случае, когда используется один вышеупомянутый 1-хлор-3,3,3-трифторпропен, у которого сродство к фенольной смоле является высоким, доля закрытых ячеек уменьшается, и скорость диффузии пенообразователя снаружи пены увеличивается, и таким образом можно предположить, что изменение теплопроводности с течением времени увеличивается. Поскольку вышеупомянутый галоидированный гидроолефин является очень дорогим, особых экономических преимуществ в его отдельном использовании нет.

[0011] 1,3,3,3-тетрафторпропен имеет такую особенность, что его коэффициент разрушения озона и коэффициент глобального потепления являются чрезвычайно низкими. Однако поскольку точка кипения этого вещества, равная -19°C, является относительно низкой, имеются проблемы, такие как ухудшение теплопроводности вследствие уменьшения доли закрытых ячеек, вызываемого скачкообразным вспениванием во время литья под давлением, и потребность в большом количестве пенообразователя, потому что пенообразователь сильно улетучивается во время литья под давлением. Изменение с течением времени теплопроводности пенопласта на основе фенольной смолы не раскрывается, но в том случае, когда используется один вышеупомянутый 1,3,3,3-тетрафторпропен, у которого сродство к фенольной смоле является высоким, можно предположить, что доля закрытых ячеек уменьшается, и скорость диффузии пенообразователя снаружи пены увеличивается, и таким образом можно предположить, что изменение теплопроводности с течением времени увеличивается.

[0012] 1,1,1,4,4,4-гексафтор-2-бутен имеет такую особенность, что его коэффициент разрушения озона и коэффициент глобального потепления являются чрезвычайно низкими. Однако вследствие относительно высокого значения точки кипения этого вещества, равного 33°C, имеется проблема ухудшения теплопроводности в области низких температур, при 10°C и т.п., где пенообразователь превращается в жидкость. Изменение с течением времени теплопроводности пенопласта на основе фенольной смолы не раскрывается, но в том случае, когда используется один вышеупомянутый 1,1,1,4,4,4-гексафтор-2-бутен, у которого сродство к фенольной смоле является высоким, можно предположить, что доля закрытых ячеек уменьшается, и скорость диффузии пенообразователя снаружи пены увеличивается, и таким образом можно предположить, что изменение теплопроводности с течением времени увеличивается.

[0013] Задачей настоящего изобретения является предложить пенопласт на основе фенольной смолы, который минимизирует нагрузки на окружающую среду и может поддерживать превосходную эффективность теплоизоляции в течение длительного времени за счет использования пенообразователя, коэффициент разрушения озона которого по существу равен нулю, и коэффициент глобального потепления которого является чрезвычайно низким.

РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

[0014] Авторы настоящего изобретения провели обширные исследования для того, чтобы решить вышеупомянутую задачу обеспечения превосходной первоначальной эффективности теплоизоляции и поддержания низкой теплопроводности в течение длительного времени путем смешивания галоидированного гидроолефина и углеводорода в конкретном соотношении и задания конкретного диапазона количества пенообразователя, присутствующего в пене, и тем самым завершили настоящее изобретение.

[0015] Настоящее изобретение предлагает следующие пункты (1)-(23).

[1] Пенопласт на основе фенольной смолы, содержащий фенольную смолу, углеводород, имеющий 6 или менее атомов углерода, и по меньшей мере один галоидированный гидроолефин, выбираемый из группы, состоящей из гидрофторолефинов и гидрохлорфторолефинов, причем фенольная смола имеет плотность 10 кг/м³ или больше и 150 кг/м³ или меньше, причем сумма содержания углеводорода, имеющего 6 или меньше атомов углерода, и содержания галоидированного гидроолефина составляет от 0,23 до 0,90 моль, содержание углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, составляет от 0,03 до 0,85 моль, и содержание галоидированного гидроолефина составляет от 0,05 до 0,85 моль на 22,4×10^-3 м³ пространственного объема пенопласта на основе фенольной смолы.

[2] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с пунктом [1], в котором галоидированный гидроолефин представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбираемое из группы, состоящей из 1-хлор-3,3,3-трифторпропена, 1,3,3,3-тетрафторпропена и 1,1,1,4,4,4-гексафтор-2-бутена.

[3] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с пунктом [1] или [2], в котором средняя температура кипения углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, и галоидированного гидроолефина составляет от -15°C до 48°C.

[4] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с любым из пунктов [1]-[3], в котором углеводород, имеющий 6 или менее атомов углерода, представляет собой пентан и/или пентен.

[5] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с пунктом [2], в котором галоидированный гидроолефин является 1-хлор-3,3,3-трифторпропеном.

[6] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с пунктом [5], в котором средняя температура кипения углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, и 1-хлор-3,3,3-трифторпропена составляет от 15 до 45°C.

[7] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с пунктом [5] или [6], в котором углеводород, имеющий 6 или менее атомов углерода, представляет собой пентан и/или пентен.

[8] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с пунктом [7], в котором углеводород, имеющий 6 или менее атомов углерода, содержит в сумме от 60 до 100 мол.% по общему количеству углеводорода пентана и/или пентена и от 0 до 40 мол.% по общему количеству углеводорода одного или двух или более веществ, выбираемых из углеводородов, имеющих точку кипения от -50°C до 5°C, и в котором средняя точка кипения углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, составляет 0°C или больше и 50°C или меньше.

[9] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с пунктом [8], в котором углеводород, имеющий точку кипения от -50°C до 5°C, представляет собой изобутан.

[10] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с пунктом [2], в котором галоидированный гидроолефин является 1,3,3,3-тетрафторпропеном.

[11] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с пунктом [10], в котором средняя температура кипения углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, и 1,3,3,3-тетрафторпропена составляет от -15°C до 45°C.

[12] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с пунктом [10] или [11], в котором углеводород, имеющий 6 или менее атомов углерода, представляет собой пентан и/или пентен.

[13] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с пунктом [12], в котором углеводород, имеющий 6 или менее атомов углерода, содержит в сумме от 40 до 100 мол.% по общему количеству углеводорода пентана и/или пентена и от 0 до 60 мол.% по общему количеству углеводорода одного или двух или более веществ, выбираемых из углеводородов, имеющих точку кипения от -50°C до 5°C, и в котором средняя точка кипения углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, составляет 10°C или больше и 50°C или меньше.

[14] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с пунктом [13], в котором углеводород, имеющий точку кипения от -50°C до 5°C, представляет собой изобутан.

[15] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с пунктом [2], в котором галоидированный гидроолефин является 1,1,1,4,4,4-гексафтор-2-бутеном.

[16] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с пунктом [15], в котором средняя температура кипения углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, и 1,1,1,4,4,4-гексафтор-2-бутена составляет от 0 до 48°C.

[17] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с пунктом [15] или [16], в котором углеводород, имеющий 6 или менее атомов углерода, представляет собой пентан и/или пентен.

[18] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с пунктом [17], в котором углеводород, имеющий 6 или менее атомов углерода, содержит в сумме от 5 до 100 мол.% по общему количеству углеводорода пентана и/или пентена и от 0 до 95 мол.% по общему количеству углеводорода одного или двух или более веществ, выбираемых из углеводородов, имеющих точку кипения от -50°C до 5°C, и в котором средняя точка кипения углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, составляет -10°C или больше и 50°C или меньше.

[19] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с пунктом [18], в котором углеводород, имеющий точку кипения от -50°C до 5°C, представляет собой изобутан.

[20] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с любым из пунктов [1]-[19], в котором теплопроводности при температуре 10°C и 23°C соответственно составляют менее чем 0,0205 Вт/м×К.

[21] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с любым из пунктов [1]-[20], имеющий долю закрытых ячеек 90% или больше, средний диаметр ячейки 40 мкм или больше и 300 мкм или меньше, и долю площади пустот 0,2% или меньше.

[22] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с любым из пунктов [1]-[21], в котором фенольная смола содержит карбамидную связь.

[23] Пенопласт на основе фенольной смолы в соответствии с любым из пунктов [1]-[22], в котором теплопроводность в окружающей среде с температурой 10°C после нахождения в атмосфере с температурой 110°C в течение 14 дней составляет менее 0,020 Вт/м×К.

ПОЛЕЗНЫЕ ЭФФЕКТЫ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0016] В соответствии с настоящим изобретением возможно обеспечить пенопласт на основе фенольной смолы, который обладает превосходной первоначальной эффективностью теплоизоляции, а также может поддерживать низкую теплопроводность в течение длительного времени. Кроме того, настоящее изобретение является экономически выгодным по сравнению с тем случаем, когда очень дорогой галоидированный гидроолефин используется отдельно.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0017] Один вариант осуществления настоящего изобретения (называемый далее в настоящем документе «настоящим вариантом осуществления») будет подробно описан ниже. Следует отметить, что настоящее изобретение не ограничивается следующим вариантом осуществления.

[0018] Пенопласт на основе фенольной смолы настоящего варианта осуществления содержит фенольную смолу, углеводород, имеющий 6 или менее атомов углерода, и по меньшей мере один галоидированный гидроолефин, выбираемый из группы, состоящей из гидрофторолефинов и гидрохлорфторолефинов. Плотность пенопласта на основе фенольной смолы составляет 10 кг/м³ или больше и 150 кг/м³ или меньше. Сумма содержания углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, и содержания гидрированного гидроолефина составляет от 0,23 до 0,90 моль, содержание углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, составляет от 0,03 до 0,85 моль, и содержание галоидированного гидроолефина составляет от 0,05 до 0,85 моль на 22,4 × 10^-3 м³ пространственного объема пенопласта на основе фенольной смолы.

[0019] Пенопласт на основе фенольной смолы настоящего варианта осуществления содержит по меньшей мере один галоидированный гидроолефин, выбираемый из группы, состоящей из гидрофторолефинов и гидрохлорфторолефинов. Существует случай, в котором галоидированный гидроолефин, который имеет высокое сродство к фенольным смолам, уменьшает вязкость смолы при вспенивании, и таким образом не может сформировать достаточную структуру закрытых ячеек, если он используется отдельно в качестве пенообразователя. Соответственно, скорость диффузии пенообразователя снаружи пены является высокой, и существовала проблема ухудшения теплопроводности по истечении длительного времени после строительства по сравнению с теплопроводностью сразу же после строительства. Таким образом, авторы настоящего изобретения нашли, что вышеописанная проблема может быть решена путем смешивания галоидированного гидроолефина и углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, в конкретном соотношении, а также задания количества пенообразователя, присутствующего в пене, таким образом, чтобы оно находилось в конкретном диапазоне.

[0020] Гидрофторолефин является соединением, которое имеет атомы водорода и атомы фтора, связанные с атомами углерода, и имеет углерод-углеродную ненасыщенную связь. Гидрохлорфторолефин является соединением, которое имеет атомы водорода, атомы фтора и атомы хлора, связанные с атомами углерода, и имеет углерод-углеродную ненасыщенную связь. Примеры по меньшей мере одного галоидированного гидроолефина, выбираемого из группы, состоящей из гидрофторолефинов и гидрохлорфторолефинов в соответствии с настоящим вариантом осуществления, включают в себя 1-хлор-3,3,3-трифторпропен, 1,3,3,3-тетрафторпропен, 1,1,1,4,4,4-гексафтор-2-бутен и 2,3,3,3-тетрафтор-1-пропен. В качестве галоидированного гидроолефина предпочтительным из них является 1-хлор-3,3,3-трифторпропен, 1,3,3,3-тетрафторпропен или 1,1,1,4,4,4-гексафтор-2-бутен. Эти галоидированные гидроолефины могут использоваться отдельно, или два или больше из них могут использоваться в комбинации. Кроме того, к ним может быть добавлен другой насыщенный галоидированный гидроолефин.

[0021] Углеводород настоящего варианта осуществления, имеющий 6 или менее атомов углерода, является соединением, состоящим только из атомов водорода и атомов углерода, и примеры такого углеводорода включают в себя алифатические углеводороды из числа алканов, алкенов и диенов, такие как метан, этан, этилен, пропан, пропилен, н-бутан, изобутан, бутен, бутадиен, н-пентан, изопентан, тетраметилметан (неопентан), пентен, н-гексан, изогексан, а также гексен и циклические алифатические углеводороды из числа циклоалканов и циклоалкенов, такие как циклобутан, циклопентан и циклогексен.

[0022] Сумма (общее количество) содержания углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, и содержания галоидированного гидроолефина в пенопласте на основе фенольной смолы настоящего варианта осуществления составляет от 0,23 до 0,90 моль, предпочтительно от 0,25 до 0,90 моль, более предпочтительно от 0,3 до 0,80 моль, еще более предпочтительно от 0,35 до 0,75 моль, и особенно предпочтительно от 0,40 до 0,70 моль на 22,4 × 10^-3 м³ (22,4 л) пространственного объема пенопласта на основе фенольной смолы. Когда общее количество углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, и галоидированного гидроолефина составляет меньше чем вышеупомянутые 0,23 моль, возникает вероятность прогрессирующего ухудшения эффективности теплоизоляции в ходе замены воздухом вспенивающего газа, включенного в ячейки, с течением времени после строительства теплоизоляционного материала. Кроме того, имеется тенденция к уменьшению предела прочности при сжатии за счет того, что внутреннее давление в закрытых ячейках чрезмерно уменьшается. Когда общее количество углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, и галоидированного гидроолефина превышает вышеупомянутые 0,90 моль, газ, включенный в ячейки, вероятно, будет превращаться в жидкость, потому что внутреннее давление в ячейках увеличивается, и появляется вероятность того, что первоначальная эффективность теплоизоляции, в частности при температуре 10°C, уменьшится.

[0023] Содержание галоидированного гидроолефина в пенопласте на основе фенольной смолы настоящего варианта осуществления составляет от 0,05 до 0,85 моль, предпочтительно от 0,1 до 0,7 моль, более предпочтительно от 0,2 до 0,6 моль на 22,4 × 10^-3 м³ (22,4 л) пространственного объема пенопласта на основе фенольной смолы. Когда содержание галоидированного гидроолефина составляет менее вышеупомянутых 0,05 моль, его характеристика низкой теплопроводности в газовой фазе используется в недостаточной степени, и возникает тенденция к уменьшению первоначальной эффективности теплоизоляции при температурах 10°C и 23°C. Когда содержание галоидированного гидроолефина является значительно более высоким, чем вышеупомянутые 0,85 моль, вязкость фенольной смолы при вспенивании уменьшается из-за пластификации полимера благодаря высокому сродству между галоидированным гидроолефином и фенольной смолой. Следовательно, мембрана ячейки пенопласта на основе фенольной смолы разрушается, и тем самым становится невозможно сформировать достаточную структуру закрытых ячеек, в результате чего может уменьшаться долгосрочная эффективность теплоизоляции.

[0024] Содержание углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, в пенопласте на основе фенольной смолы настоящего варианта осуществления составляет от 0,03 до 0,85 моль, предпочтительно от 0,05 до 0,85 моль, более предпочтительно от 0,05 до 0,8 моль, еще более предпочтительно от 0,05 до 0,7 моль, особенно предпочтительно от 0,05 до 0,6 моль, и наиболее предпочтительно от 0,05 до 0,5 моль на 22,4 × 10^-3 м³ (22,4 л) пространственного объема пенопласта на основе фенольной смолы. Когда содержание углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, составляет менее вышеупомянутых 0,03 моль, становится невозможно подавить пластификацию фенольной смолы из-за галоидированного гидроолефина, и вязкость фенольной смолы при вспенивании уменьшается. Следовательно, мембрана ячейки пенопласта на основе фенольной смолы разрушается, и тем самым становится невозможно сформировать достаточную структуру закрытых ячеек, в результате чего может уменьшаться долгосрочная эффективность теплоизоляции. Когда содержание углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, является значительно более высоким, чем вышеупомянутые 0,85 моль, проявляется тенденция к ухудшению огнестойкости получаемого пенопласта на основе фенольной смолы.

[0025] Предпочтительно, чтобы пенопласт на основе фенольной смолы настоящего варианта осуществления содержал пентан и/или пентен (в дальнейшем упоминаемые вместе как пентаны) в качестве углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода. В настоящем варианте осуществления примеры пентана включают в себя н-пентан, изопентан, тетраметилметан (неопентан) и циклопентан. Используемые пентаны особенно не ограничиваются, но циклопентан и изопентан являются подходящими для использования, и циклопентан является особенно подходящим для использования вследствие его теплопроводности, способности образовывать пену, точки кипения и т.п. в газовом состоянии. Эти пентаны могут использоваться отдельно, или два или более из этих газов могут использоваться в комбинации. Кроме того, к ним может быть добавлен другой углеводород.

[0026] Средняя точка кипения X1 углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, и галоидированного гидроолефина в пенопласте на основе фенольной смолы настоящего варианта осуществления может составлять от -15°C до 48°C.

[0027] В том случае, когда 1-хлор-3,3,3-трифторпропен используется в качестве галоидированного гидроолефина, средняя точка кипения X1 углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, и 1-хлор-3,3,3-трифторпропена в пенопласте на основе фенольной смолы настоящего варианта осуществления может составлять от 15 до 45°C, предпочтительно от 15 до 40°C, более предпочтительно от 19,5 до 37°C.

[0028] В том случае, когда 1,3,3,3-тетрафторпропен используется в качестве галоидированного гидроолефина, средняя точка кипения X1 углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, и 1,3,3,3-тетрафторпропена в пенопласте на основе фенольной смолы настоящего варианта осуществления может составлять от -15°C до 45°C, предпочтительно от -5°C до 40°C, более предпочтительно от 0 до 30°C.

[0029] В том случае, когда 1,1,1,4,4,4-гексафтор-2-бутен используется в качестве галоидированного гидроолефина, средняя точка кипения X1 углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, и 1,1,1,4,4,4-гексафтор-2-бутена в пенопласте на основе фенольной смолы настоящего варианта осуществления может составлять от 0 до 48°C, предпочтительно от 5 до 40°C, более предпочтительно от 10°C до 35°C.

[0030] Когда средняя точка кипения является чрезмерно низкой, скорость пенообразования чрезмерно возрастает, и мембрана ячейки имеет тенденцию разрушаться при вспенивании. Таким образом, существует вероятность того, что долгосрочная эффективность теплоизоляции уменьшится. И наоборот, когда средняя точка кипения является чрезмерно высокой, пенообразователь с большой вероятностью будет превращаться в жидкость, в результате чего возникает тенденция увеличения теплопроводности при температуре 10°C.

[0031] Среднюю точку кипения X множества материалов настоящего варианта осуществления можно определить с помощью следующего выражения (1):

Средняя точка кипения X=a × Ta+b × Tb+c × Tc +... (1)

(где содержание каждого из содержащихся материалов (A, B, C и т.п.) обозначается как a, b, c и т.п. (в мольных долях), а их точки кипения обозначаются как Ta, Tb, Tc и т.п. (°C).)

[0032] В пенопласте на основе фенольной смолы настоящего варианта осуществления описанные ниже теплопроводности, измеренные в окружающей среде с температурой 10°C и 23°C соответственно, предпочтительно составляют менее 0,0205 Вт/м×К, более предпочтительно менее 0,0190 Вт/м×К, еще более предпочтительно менее 0,0185 Вт/м×К, особенно предпочтительно менее 0,0180 Вт/м×К, и наиболее предпочтительно менее 0,0175 Вт/м×К. Теплопроводность теплоизоляционного материала обычно имеет тенденцию к уменьшению при понижении температуры. Теплопроводность, измеренная в описанной ниже окружающей среде с температурой 10°C, предпочтительно составляет менее 0,0190 Вт/м×К, более предпочтительно менее 0,0180 Вт/м×К, еще более предпочтительно менее 0,0175 Вт/м×К, особенно предпочтительно менее 0,0170 Вт/м×К, и наиболее предпочтительно менее 0,0165 Вт/м×К.

[0033] В настоящем варианте осуществления предпочтительно, чтобы теплопроводность пенопласта на основе фенольной смолы в окружающей среде с температурой 10°C после выдержки в атмосфере с температурой 110°C в течение 14 дней, которая является теплопроводностью после ускоренного испытания, соответствующего длительному использованию, была менее 0,020 Вт/м×К, более предпочтительно, чтобы она была менее 0,019 Вт/м×К, еще более предпочтительно, чтобы она была менее 0,018 Вт/м×К, и особенно предпочтительно, чтобы она была менее 0,0175 Вт/м×К. Теплопроводность в окружающей среде с температурой 10°C после выдержки в атмосфере с температурой 110°C в течение 14 дней измеряется в соответствии со способом измерения теплопроводности после ускоренного испытания, описываемого ниже.

[0034] Когда доля закрытых ячеек в пенопласте на основе фенольной смолы в настоящем варианте осуществления становится более низкой, становится вероятным ухудшение эффективности теплоизоляции с течением времени. Таким образом, доля закрытых ячеек, равная 90% или больше, является предпочтительной, доля закрытых ячеек, равная 95% или больше, является более предпочтительной, и доля закрытых ячеек, равная 97% или больше и 100% или меньше, является особенно предпочтительной.

[0035] В пенопласте на основе фенольной смолы настоящего варианта осуществления могут частично присутствовать поры большого диаметра, называемые пустотами. Когда доля площади пустот является чрезмерно большой, проявляется тенденция к ухудшению первоначальной эффективности теплоизоляции, а также проявляется тенденция к быстрому ухудшению эффективности теплоизоляции с течением времени. В качестве доли площади пустот в настоящем варианте осуществления предпочтительной является величина 0,2% или меньше, более предпочтительной является величина 0,1% или меньше, еще более предпочтительной является величина 0,08% или меньше, и особенно предпочтительной является величина 0,05% или меньше. Когда доля площади пустот становится чрезмерно большой, теплопроводность увеличивается, потому что тепло передается через пустую часть, структурные дефекты развиваются из пустот, служащих для них исходными точками, и таким образом предел прочности при сжатии имеет тенденцию к уменьшению.

В настоящем документе поры с большим диаметром, площадь которых составляет 2 мм² или больше, определяются как пустоты. Доля площади пустот измеряется в соответствии со способом измерения, описанным в японском патенте № 3813062. Таким образом, доля площади, занимаемая порами большого диаметра (пустотами), площадь которых составляет 2 мм² или больше на поверхности поперечного сечения, получаемой путем разрезания по существу центральной части пенопласта на основе фенольной смолы в направлении толщины параллельно передней и задней поверхностям (двум главным поверхностям, расположенным напротив друг друга), определяется как доля площади пустот.

[0036] Предпочтительно, чтобы пенопласт на основе фенольной смолы в настоящем варианте осуществления содержал в качестве углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, углеводород, имеющий точку кипения от -50°C до 5°C, отличающийся от пентанов, для подавления сжижения вспенивающего газа и для достижения необходимого отношения пенообразования с меньшим количеством добавляемого пенообразователя.

[0037] Углеводород, имеющий точку кипения от -50°C до 5°C, в настоящем варианте осуществления не ограничивается следующим, и его примеры включают в себя пропан, пропилен, изобутан, н-бутан, 1-бутен, цис-2-бутен, транс-2-бутен, 2-метилпропен и бутадиен. Из них в качестве углеводорода, имеющего точку кипения от -50°C до 5°C, пропан, н-бутан и изобутан являются предпочтительными, и изобутан является особенно предпочтительным с точки зрения хорошей теплопроводности и стабильности. Эти галоидированные гидроолефины могут использоваться по отдельности, или два или больше из них могут использоваться в комбинации. Кроме того, к ним может быть добавлен другой углеводород.

[0038] В том случае, когда 1-хлор-3,3,3-трифторпропен используется в качестве галоидированного гидроолефина в пенопласте на основе фенольной смолы в настоящем варианте осуществления, углеводород, имеющий 6 или менее атомов углерода, представляет собой пентаны и углеводород, имеющий точку кипения от -50°C до 5°C, а средняя точка кипения X2 вышеупомянутого углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, вычисленная с помощью вышеупомянутого выражения (1), может составлять от 0 до 50°C. Средняя точка кипения X2 предпочтительно составляет от 5 до 43°C, более предпочтительно от 10 до 40°C. Когда средняя точка кипения X2 является чрезмерно низкой, теплопроводность смешанного газа имеет тенденцию становиться высокой. Кроме того, поскольку скорость вспенивания фенольной смолы становится чрезмерно высокой, при вспенивании происходит разрушение ячеек, и таким образом эффективность теплоизоляции имеет тенденцию к ухудшению. Когда средняя точка кипения X2 является чрезмерно высокой, эффективность теплоизоляции имеет тенденцию к уменьшению при низкой температуре, в частности при 10°C, потому что углеводород начинает превращаться в жидкость при низких температурах. Предпочтительно, чтобы углеводород, имеющий 6 или менее атомов углерода, содержал от 60 до 100 мол.% пентанов в сумме и от 0 до 40 мол.% по общей массе углеводорода одного или двух или больше веществ, выбираемых из углеводородов, имеющих точку кипения от -50°C до 5°C, и более предпочтительно, чтобы этот углеводород содержал от 80 до 100 мол.% пентанов в сумме и от 0 до 20 мол.% одного или двух или больше веществ, выбираемых из углеводородов, имеющих точку кипения от -50°C до 5°C.

[0039] В том случае, когда 1,3,3,3-тетрафторпропен используется в качестве галоидированного гидроолефина, в пенопласту на основе фенольной смолы в настоящем варианте осуществления, углеводород, имеющий 6 или менее атомов углерода, содержит пентаны и углеводород, имеющий точку кипения от -50°C до 5°C, а средняя точка кипения X2 вышеупомянутого углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, вычисленная с помощью вышеупомянутого выражения (1), может составлять от 10 до 50°C. Средняя точка кипения X2 предпочтительно составляет от 15 до 50°C, более предпочтительно от 20 до 50°C, и наиболее предпочтительно от 30 до 50°C. Когда средняя точка кипения X2 является чрезмерно низкой, теплопроводность смешанного газа имеет тенденцию становиться высокой. Кроме того, поскольку скорость вспенивания фенольной смолы становится чрезмерно высокой, при вспенивании происходит разрушение ячеек, и таким образом эффективность теплоизоляции имеет тенденцию к ухудшению. Когда средняя точка кипения X2 является чрезмерно высокой, эффективность теплоизоляции имеет тенденцию к уменьшению при низкой температуре, в частности при 10°C, потому что углеводород начинает превращаться в жидкость при низких температурах. Предпочтительно, чтобы углеводород, имеющий 6 или менее атомов углерода, содержал от 40 до 100 мол.% пентанов в сумме и от 0 до 60 мол.% по общей массе углеводорода одного или двух или больше веществ, выбираемых из углеводородов, имеющих точку кипения от -50°C до 5°C, более предпочтительно, чтобы этот углеводород содержал от 50 до 100 мол.% пентанов в сумме и от 0 до 50 мол.% одного или двух или больше веществ, выбираемых из углеводородов, имеющих точку кипения от -50°C до 5°C, еще более предпочтительно, чтобы этот углеводород содержал от 60 до 100 мол.% пентанов в сумме и от 0 до 40 мол.% одного или двух или больше веществ, выбираемых из углеводородов, имеющих точку кипения от -50°C до 5°C, и наиболее предпочтительно, чтобы этот углеводород содержал от 70 до 100 мол.% пентанов в сумме и от 0 до 30 мол.% одного или двух или больше веществ, выбираемых из углеводородов, имеющих точку кипения от -50°C до 5°C.

[0040] В том случае, когда 1,1,1,4,4,4-гексафтор-2-бутен используется в качестве галоидированного гидроолефина, пенопласт на основе фенольной смолы в настоящем варианте осуществления содержит углеводород, имеющий 6 или менее атомов углерода, который представляет собой пентаны, а также углеводород, имеющий точку кипения от -50°C до 5°C, а средняя точка кипения X2 вышеупомянутого углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, вычисленная с помощью вышеупомянутого выражения (1), может составлять от -10°C до 50°C. Средняя точка кипения X2 предпочтительно составляет от -6°C до 35°C, более предпочтительно от 0 до 25°C. Когда средняя точка кипения X2 является чрезмерно низкой, теплопроводность смешанного газа имеет тенденцию становиться высокой. Кроме того, поскольку скорость вспенивания фенольной смолы становится чрезмерно высокой, при вспенивании происходит разрушение ячеек, и таким образом эффективность теплоизоляции имеет тенденцию к ухудшению. Когда средняя точка кипения X2 является чрезмерно высокой, эффективность теплоизоляции имеет тенденцию к ухудшению при низкой температуре, в частности при 10°C, потому что углеводород начинает превращаться в жидкость при низких температурах. Предпочтительно, чтобы углеводород, имеющий 6 или менее атомов углерода, содержал от 5 до 100 мол.% пентанов в сумме и от 0 до 95 мол.% по общей массе углеводорода одного или двух или больше веществ, выбираемых из углеводородов, имеющих точку кипения от -50°C до 5°C, более предпочтительно, чтобы этот углеводород содержал от 10 до 75 мол.% пентанов в сумме и от 25 до 90 мол.% одного или двух или больше веществ, выбираемых из углеводородов, имеющих точку кипения от -50°C до 5°C, и еще более предпочтительно, чтобы этот углеводород содержал от 20 до 60 мол.% пентанов в сумме и от 40 до 80 мол.% одного или двух или больше веществ, выбираемых из углеводородов, имеющих точку кипения от -50°C до 5°C.

[0041] Пенопласт на основе фенольной смолы получается путем вспенивания и термоотверждения вспенивающейся композиции фенольной смолы, которая содержит, например, фенольную смолу, катализатор отверждения для смолы, пенообразователь, состоящий из углеводорода, имеющего 6 или менее атомов углерода, и галоидированного гидроолефина, а также поверхностно-активное вещество.

[0042] Фенольная смола получается путем нагревания, например, фенола и формальдегида в качестве сырья с щелочным катализатором в диапазоне температур от 40 до 100°C для того, чтобы полимеризовать фенол и формальдегид. Добавки, такие как карбамид, могут быть добавлены при полимеризации фенольной смолы по мере необходимости. В том случае, когда добавляется карбамид, более предпочтительно, чтобы с фенольной смолой смешивался карбамид, который заранее был оксиметилирован с щелочным катализатором. Поскольку фенольная смола после синтеза обычно содержит избыточную воду, даже вспениваемое количество воды дегидратируется. Содержание воды в фенольной смоле м