245fa和环戊烷泡

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聚氨酯-PUR-知识介绍

聚氨酯-PUR-知识介绍

聚氨酯-PU R-知识介绍聚氨酯(PUR)是由异氰酸酯与多元醇反应而制成的一种具有氨基甲酸酯链段重复结构单元的聚合物。

PUR制品分为发泡制品和非发泡制品两大类,发泡制品有软质、硬质、半硬质PUR泡沫塑料;非发泡制品包括涂料、粘合剂、合成皮革、弹性体和弹性纤维等。

PUR材料性能优异,用途广泛,制品种类多,其中尤以PUR泡沫塑料的用量最为广泛。

1、工业生产状况我国PUR泡沫塑料的生产始于20世纪50年代,主要产品是软质泡沫塑料。

PUR泡沫塑料工业发展至今已有40余年,60年代中期,我国开始生产硬质PUR泡沫塑料,主要用于船舶、冷库、石油化工管道的保温等。

到70年代中期,生产厂家仅有10余家,生产能力约1.5万t/a,实际年产量约3 kt。

80年代是我国PUR泡沫塑料高速增长的阶段,制品产量不断增长,年增长率达25%。

90年代,我国PUR基本原料、助剂及制品得到了快速发展,引进了180~200套先进的发泡设备,大幅度提高了泡沫塑料制品的生产能力和年产量,使生产能力提高到20万t/a以上,PUR泡沫塑料的年均增长率为20%~30%。

1994年实际产量约10万t,其中软质泡沫塑料约6万t,硬质泡沫塑料约4万t。

1999年我国PUR泡沫塑料产量已达到19.5万t,其中软质泡沫塑料12万t,硬质泡沫塑料7.5万t。

2001年我国PUR 泡沫塑料的产量已达到55万t,占PUR总产量的60%以上,其中软质泡沫塑料为35万t,硬质泡沫塑料为20万t。

2002年我国PUR泡沫塑料产量(规模以上企业)达到66.84万t,创历史新高,同比增长21.5%,是各类塑料制品中增长较快的一类,其产量约占塑料制品总产量的5.3%。

2003年我国PUR泡沫塑料的产量达到近8O万t。

泡沫塑料是塑料制品中的重要类别,品种繁多,在工业、农业、建筑业和日常生活中具有广泛的用途。

随着石油化工和塑料制品业的迅速发展,我国PUR泡沫塑料的产量增长较快,根据哥本哈根国际会议禁用氟利昂发泡剂的决议,我国必须加快寻找其替代品的步伐,尽早实现全部替代。

冰箱发泡剂:第四代发泡剂加速前进

冰箱发泡剂:第四代发泡剂加速前进

10SPECIAL REPORT面替代使用。

第四代发泡剂价格过高、产能不足也是制约发展的重要因素。

红宝丽研究院副院长邢益辉认为,即使中国冰箱厂想要大规模使用,但实际产量也不够。

对此,霍尼韦尔方面表示,在中国的合资企业目前已经在积极规划,计划新增投资,扩建改造现有生产装置,预计从2018年起由合资企业在中国生产Solstice LBA。

同时,科慕方面表示,目前试点规模的工厂主要用来支持客户测评和小规模商业销售,在中国新建的商业化生产项目预计于2017年中启动。

也就是说,科慕公司将于2017年中期实现Opteon 1100的商业化供应,以满足家电企业的需求。

科慕还将持续关注第四代发泡剂的供需动态,如果确实有业务需求,将考虑投资建设扩大产能。

此外,邢益辉告诉《电器》记者,中国政府限制第四代发泡剂大规模应用,目前只允许使用的第四代发泡剂在1000吨以内。

其中,海信700多吨、美的200多吨、海尔约为几十吨。

因此,第四代发泡剂仍然只能作为一个共混组分存在。

据介绍,根据具体型号产品的能效水平和经济性,整机企业使用LBA 多数以和环戊烷混合发泡的技术路线为主,只有少量出口高端产品使用纯LBA 发泡技术。

值得关注的是,未来,随着冰箱新能效标准的实施和市场对高能效冰箱需求的增加,预计使用多元混合发泡中的LBA 比例也会逐步增加。

供本刊记者 邓雅静冰箱发泡剂:第四代发泡剂加速前进不管从现在的局面,还是从长久的发展前景来看,HFC-245fa 的过渡身份已经明确。

在环保部发布的HCFCs 重点替代品推荐目录中,HFO-1233zd(商品名Solstice LBA)也被列为推荐物质,用于替代聚氨酯泡沫中HCFCs 和HFCs 类型的发泡剂。

因此,作为替代HFC-245fa 的第四代发泡剂,HFOs 越来越受到关注。

崭露头角,备受关注目前,市场上第四代发泡剂主要包括霍尼韦尔生产的Solstice LBA 和科慕生产的Opteon 1100。

冰箱硬泡基础

冰箱硬泡基础

冰箱硬泡基础冰箱在生产中所涉及到的材料主要包括:塑料类、钣金类、制冷系统类、电器控制类,而一般情况下塑料件参与冰箱生产制造的部件数量最多。

常用的塑料件主要包括:聚氨酯(PUR)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、丙烯腈丁二烯/苯乙烯的三元共聚物(ABS\及聚乙烯(PE)这五大类塑料几乎涵盖90%的冰箱用塑料件,其中又以聚氨酯用量最多。

PUR具有导热系数低和加工性能良好等特征,广泛应用于制造冰箱、冷柜的箱体和门体的保温层。

冰箱、冷柜的保温层采用现场发泡的工艺,以异氰酸酯、多元醇、环戊烷或HF-245fa为主要原料,在高压发泡枪头经高压混合后注射,最后发泡填充满冰箱的门体和箱体空腔。

各厂家都会严格控制聚醚多元醇和异氰酸酯的原料质量、黑白料组分比例、料温、模温、预装箱门温度,以获得理想的保温效果和支撑强度。

然而,各公司发泡工艺水平参差不齐,导致各公司冰箱的保温性能和单台发泡成本不近相同。

国内冰箱厂,海信科龙最早从事HF-245fa与环戊烷混配发泡的应用,海信科龙在冰箱发泡领域在国内属于领先水平。

冰箱行业聚氨酯发泡总的发展趋势依然是环保、低密、低导、快速脱模四个方面。

1、发泡剂对于PUR硬泡其导热系数可近似用如下公式计算:心入气体X50%+k固体X20%+k辐射X30%入气体:发泡剂蒸汽导热率入固体:只与黑白料单体有关A辐射:受泡沫泡孔结构影响大,与发泡剂受热挥发或气泡成核有关。

由上式可知发泡剂对制品泡沫的导热系数影响最大,发泡剂的选择不仅直接影响泡沫的导热系数对泡沫的抗压强度、尺寸稳定性、流动性、密度分布系数、制品发泡成本、与塑料件的相容性都有影响。

所以冰箱厂必须考虑泡沫的发泡体系即发泡剂的选择与发泡剂添加份数。

在发泡剂领域,美国霍尼韦尔公司处于世界领先水平,已成功开发出第四代发泡剂一LBA。

新一代发泡剂LBA发泡体系具有以下几个方面的优势:1)LBA不仅无臭氧层消耗问题且其GWP<5远低于其HF—245fa,与HF—245fa相比更有利于全球推广。

第三代ODS替代品HFC245fa

第三代ODS替代品HFC245fa
LCso>20t 3.0X 10‘4
容许暴露极限 1.2.2可燃性
HFC.245fa是一种不可燃的液态氟烃,没有闪点和燃烧极限,并且最小点火能量很高, 因此HFC一245fa没有任何可燃性的风险。 1.2.3稳定性 实验室试验表明HFC一245fa有较好的热和水解稳定性。封管研究材料显示,在75"-一200 ℃范围内,在无水或有水分存在情况下,以及无金属或有300铝和316#不锈钢存在情况下,
参考文献
l刘贤明,王彤,HFC.245fa发泡剂景氨酯工业,1998,13(2):5
2 3
Honeywell公司,Gene仃on
245fa MSDS,2000 Considerations
J.M.BOWMAN,D.J.WILLIAMS.MSHFC一245fa:Foam Equipment
David
4刘益军,李建新。氢氟烃一聚氨酯硬泡的“第三代”发泡剂.化工新型材料,1998,26(12):35 J.Williams。Paul
EPDM
不满意
不满意 满意 满意 满意
边缘
边缘I 满意 满意 满意
丁基橡胶r 合成橡胶包裹的TFE
亚安酯 2
2.1
HFC一245fa的应用
HFC一245fa在聚氨酯发泡中的应用
HFC.245fa是比较理想的、替代第二代发泡剂HCFC.141b的第三代发泡剂。 2.1.1泡沫质量 HFC.245fa发泡的反应活性和其它性能指标均可达到HCFC.141b和环戊烷发泡的水 平。且与HCFC.141b(低密度)泡沫相比,HFC.245fa泡沫料的流动性、粘合性、尺寸稳 定性等性能有所改善。电镜照片显示,HFC.245fa泡沫的泡孔比较细密,优于HCFC.141b 和环戊烷发泡的泡沫。 2.1.2导热系数及能耗 导热系数是衡量聚氨酯硬质泡沫塑料绝热保温性能的重要指标。虽然HFC.245fa的气 相热导率比HCFC.141b高,但泡沫塑料的导热系数不仅取决于发泡剂的热导率,还与泡孑L 的大小、密度及密度是否均匀等因素有关。通过改进的发泡配方,能生产出导热系数较低 的泡沫。Dow化学等公司对泡沫的绝热性能试验表明,HFC.245fa发泡的聚氨酯泡沫泡孔 比较细密,其绝热性能与HCFC.141b发泡的泡沫的相当,能耗仅比HCFC.141b发泡的泡 沫增加2%。 2.1.3设备适用性 HFC一245fa的发泡设备中垫圈和密封圈的材料最好使用聚四氟乙烯(特氟隆)。 HFC一245fa的储存容器压力规定要达到49。C时的蒸气压并加上10%的安全系数,此外要保 证全真空,材料推荐使用碳钢,对容器进行加压必须通过输入干燥氮气,而不能用空气。 目前大多数硬泡设备都可以处理不可燃和中等可燃性液体发泡剂,因此,现有的发泡机只 要作很少的改动便可以应用于HFC.245fa发泡。但是由于常温下,在HFC一245fa泡沫聚醚 多元醇预混组分上方有较高的蒸气压,故取代HCFC.141b时,需改进某些设备如聚醚多元

家电行业CFC11淘汰情况介绍

家电行业CFC11淘汰情况介绍

家用制冷行业CFCs淘汰情况介绍和HCFCs加速淘汰的挑战中国家用电器协会2008年10月目录冰箱、冷柜行业现状家用制冷行业CFCs物质替代进程CFCs替代品的选择家用制冷行业环戊烷作为发泡剂的应用 家用制冷行业CFCs替代的经验HCFCs加速淘汰家电行业面临的挑战冰箱、冷柜行业现状冰箱、冷柜产品行业现状冰箱、冷柜产品行业现状冰箱、冷柜产品行业现状我国家用制冷行业CFCs淘汰的进程中国政府于1991年加入了《蒙特利尔议定书》伦敦修正案;为了能够全面有效地遵循(议定书)控制措施,及时获得多边基金提供的资金和支持援助,根据缔约国第二次会议报告的有关要求,我国研究制定了《中国消耗臭氧层物质逐步淘汰国家方案》(以下简称《国家方案》);1999年11月15日,国务院批准实施由18个部委会签的《国家方案》(修订稿),她是我国进行CFCs物质淘汰的纲领性文件;国家环境保护总局联合中国家用电器协会于1995年组织制定了《中国家用制冷行业逐步淘汰臭氧层破坏物质行业战略》;家电行业:(行业战略)在1999年实现40%新生产冰箱冷柜的替代,并通过终止伞形项目的实施,在2003年完成70%新生产冰箱冷柜的替代,在2006年底完成100%新生产冰箱冷柜的替代。

我国家用制冷行业CFCs淘汰的进程行业基线年(1995-1997)CFCs物质消费量占全国总量的约16%;家用电冰箱行业是我国较早和较快地进行淘汰CFC物质的行业。

自1994年起,开始在多边基金的资助下开展替代工作;1994年-2002年,共获得43个多边基金资助的淘汰改造项目(其中:冰箱和冷柜企业34个,压缩机行业9个项目),淘汰CFCs物质共计10,874吨;2003-2006年,多边基金资助中国家用制冷行业计划项目(终止伞形项目),资助10家企业技术改造,淘汰1138吨CFCs物质;到2007年,我国家用制冷行业基本完成了CFCs物质的淘汰工作。

我国家用制冷行业淘汰的进程替代品的选择替代品的选择HFC-134a主要是美国为代表,这种制冷剂是由美国杜邦公司提出的,我国目前以HFC-134a作为制冷剂产品主要是出口美国的,它对臭氧层的破坏潜值为0。

245fa和环戊烷发泡

245fa和环戊烷发泡

图中可以看出,发泡体系中的含水量对泡沫的导热系数由不利的影响,而泡沫密度对导热系数的影响则较复杂,泡沫导热系数与泡沫密度呈抛物线的关系,在泡沫芯密度34.5k g/m3附近存在一个作低点,表明合适的泡沫密度对降低泡沫的导热系数非常重要。

在发泡过程中,由于H F C-245f a沸点较低,汽化速度快,会产生泡沫表面发酥发脆,粘接性能差等的现象,通过聚醚多元醇和交联剂的选择、发泡剂用量和体系含水量的控制,可以有效改善泡沫与冰箱A B S板的粘接性。

另外,由于H F C-245f a汽化快,发泡料在出发泡机枪头时就已发泡,从而导致发泡料粘度过大,影响了泡沫在冰箱或板材内的流动。

采用以有机金属盐与六氢化三嗪及二甲基环已胺按比例复配而成复配催化剂,可有效调节和控制H F C-245f a的发泡速度,达到各阶段均衡发泡,改善泡沫质量。

(2)混合发泡剂的开发H F C-245f a的沸点为15.3℃,与C F C-11和H C F C-141b相比沸点较低,应用以现有的发泡系统,组合料的混合设备及存储设备需做一定的改进。

开发混合发泡剂,将H F C-245f a与沸点较高的发泡剂混合,就可以有效地解决H F C-245f a沸点偏低的问题。

①H F C-245f a与H F C-365m f c的混合H F C-365m f c也是目前具有应用前景的零O D P的发泡剂,其物理性能列于表十四中。

与H F C-245f a比较,H F C-365m f c具有较高的沸点和较低的气体导热系数,缺点是具有可燃性,因此H F C-245f a与H F C-365m f c应当是比较理想的混配组合。

表15为H F C-245f a与H F C-365m f c混合发泡剂的一些物理性能。

以50/50的配比为例,混配后H F C-245f a的沸点和导热系数有了较大的改善。

图19表示H F C-245f a与H F C-365m f c混合发泡剂泡沫的导热系数与H F C-245f a的关系曲线,可以看到,在H F C-245f a比例为25%左右泡沫的导热系数具有最小值,表明混合发泡剂不仅有利于改善H F C-245f a的物理性能,也改善了H F C-245f a和H F C-365m f c的发泡性能。

新一代环保型发泡剂HFE_254

新一代环保型发泡剂HFE_254

新一代环保型发泡剂HFE-254DavidFlanigan,Ph.D,张泗锒,薛高明(阜新恒通氟化学有限公司,辽宁阜新123000)摘要:主要介绍了1,1,2,2四氟乙基甲基醚(HFE-254),它的ODP值为零,GWP值较低,在大气中的寿命仅为0.22年,对环境影响小,且各项指标与CFC-11较为接近,符合传统发泡工艺习惯,是CFC-11和HCFC-141b长期替代品的理想选择。

关键词:发泡剂;氢氟醚;HFE-254;环保型;1,1,2,2-四氟乙基甲基醚;ODP;GWP;聚氨酯中图分类号:TU55+1.33文献标志码:A文章编号:1673-7237(2008)08-0036-03NewGenerationEnvironmental-friendlyBlowingAgentHFE-254DavidFlanigan,Ph.D,ChangSzu-lang,XUEGao-ming(FuxinHengTongFluorineChemicalsCo.,Ltd.,Fuxin123000,Liaoning,China)Abstract:Thenewgenerationenvironmental-friendlyblowingagentHFE-254wasintroduced.ItsOzoneDepletionPotential(ODP)iszero,GlobalWarmingPotentials(GWP)is25,atmosphericlifetimeis0.22years,andhassmallerimpactonenvironment.Mostofthephysi-calpropertiesareclosetoCFC-11inapplication.HenceitistherightsubstituteforCFC-11andHCFC-141b.Keywords:blowingagent;hydrofluoroether(HFE)-254;environmental-friendly;methyl1,1,2,2-tetrafluoroethylether;ODP;GWP;polyurethane建筑节能2008年第8期(总第36卷第210期)No.8in2008(TotalNo.210,Vol.36)收稿日期:2008-06-19;一次修回:2008-07-17;二次修回:2008-07-300引言随着国际社会对大气环境的日益重视,作为臭氧层破坏和温室效应制造者的罪魁祸首氟氯烃(CFCs)虽然有着优异的性能和广泛的用途,但也难逃被国际社会逐步减少并最终停止使用的厄运。

聚氨酯发泡工艺详解

聚氨酯发泡工艺详解

聚氨酯发泡工艺一、发泡聚氨酯的优点发泡聚氨酯由双组分组成,甲组分为多元醇,乙组分为异氰酸酯,施工时两组分进入喷涂机械中混合喷出,呈雾状,一分钟发泡凝固成型。

这种材料近几年才引进,用于建筑保温防水经过二、三年的使用,有较多的了解,优点很多,使用范围很广。

1.保温性能好。

导热系数0. 025左右,比聚苯板还好,是目前建筑保温较好的材料。

2.防水性能好。

泡沫孔是封闭的,封闭率达95% ,雨水不会从孔间渗过去。

3.因现场喷涂,形成整体防水层,没有接缝,任何高分子卷材所不及,减少维修工作量。

4.粘结性能好。

能够和木材、金属、砖石、玻璃等材料粘结得非常牢固,不怕大风揭起。

5.用于新作屋面或旧屋面维修都很适宜特别是旧屋面返修,不必铲除原有的防水层和保温层,只需清除表面的灰、砂杂物,即可喷涂。

6.施工简便速度快。

每日每工可喷200多平米,有利于抢进度。

7.收头构造简单。

喷涂发泡聚氨酯收头,不用特别处理,大为简化。

如使用卷材,在女儿墙处,需留凹槽,收头在凹槽内;若不能留凹槽,需用扁铁封钉收头,还要涂嵌缝膏。

8.经济效益好。

如果把保温层和防水层分开,不仅造价高,而且工期长,而发泡聚氨酯一次成活。

9.耐老化好。

据国外已用工程总结和研究测试获知,耐老化年限可达30年之久。

二、发泡聚氨酯的应用1.平屋面防水保温不上人屋面加喷一道彩色涂料,作为保护层;上人屋面,在上坐浆铺面砖。

2.瓦顶坡屋面将发泡聚氨酯喷在望板下沿,瓦块座浆在望板上,不会发生滑动。

3.墙体保温发泡聚氨酯用作墙体保温更具优越性装。

配式大墙板,喷在板肋间,粘结好又严密。

如用空心砌块,可将发泡聚氨酯喷在孔洞内,塞充饱满冻库的墙壁,喷涂尤佳。

目前墙体改革很关键的是保温技术,发泡聚氨酯可以大展宏图。

4.地下室外墙保温防水,是发泡聚氨酯大显身手的部位,既能保温、防水,又省去其他保护层,一举二得。

三、发泡聚氨酯的缺点虽然发泡聚氨酯有如此多的优越性,但也不是万能的,存在短处和不适宜之处。

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图中可以看出,发泡体系中的含水量对泡沫的导热系数由不利的影响,而泡沫密度对导热系数的影响则较复杂,泡沫导热系数与泡沫密度呈抛物线的关系,在泡沫芯密度34.5k g/m3附近存在一个作低点,表明合适的泡沫密度对降低泡沫的导热系数非常重要。

在发泡过程中,由于H F C-245f a沸点较低,汽化速度快,会产生泡沫表面发酥发脆,粘接性能差等的现象,通过聚醚多元醇和交联剂的选择、发泡剂用量和体系含水量的控制,可以有效改善泡沫与冰箱A B S板的粘接性。

另外,由于H F C-245f a汽化快,发泡料在出发泡机枪头时就已发泡,从而导致发泡料粘度过大,影响了泡沫在冰箱或板材内的流动。

采用以有机金属盐与六氢化三嗪及二甲基环已胺按比例复配而成复配催化剂,可有效调节和控制H F C-245f a的发泡速度,达到各阶段均衡发泡,改善泡沫质量。

(2)混合发泡剂的开发
H F C-245f a的沸点为15.3℃,与C F C-11和H C F C-141b相比沸点较低,应用以现有的发泡系统,组合料的混合设备及存储设备需做一定的改进。

开发混合发泡剂,将H F C-245f a与沸点较高的发泡剂混合,就可以有效地解决H F C-245f a沸点偏低的问题。

①H F C-245f a与H F C-365m f c的混合
H F C-365m f c也是目前具有应用前景的零O D P的发泡剂,其物理性能列于表十四中。

与H F C-245f a比较,H F C-365m f c具有较高的沸点和较低的气体导热系数,缺点是具有可燃性,因此H F C-245f a与H F C-365m f c应当是比较理想的混配组合。

表15为H F C-245f a与H F C-365m f c混合发泡剂的一些物理性能。

以50/50的配比为例,混配后H F C-245f a的沸点和导热系数有了较大的改善。

图19表示H F C-245f a与H F C-365m f c混合发泡剂泡沫的导热系数与H F C-245f a的关系曲线,可以看到,在H F C-245f a比例为25%左右泡沫的导热系数具有最小值,表明混合发泡剂不仅有利于改善H F C-245f a的物理性能,也改善了H F C-245f a和H F C-365m f c的发泡性能。

②H F C-245f a与戊烷的共沸混合物
H F C-245f a能与碳氢化合物形成共沸物,由于环戊环价廉易得,H F C-245f a与环戊晚混配不仅能改善发泡剂的沸点,也能降低发泡剂的成本。

图20是H F C-245f a与环戊烷混合发泡剂泡沫的导热系数变化情况,随着H F C-245f a增加,泡沫导热系数逐步降低,但H F C-245f a含量在小于50%时影响比较明显,当H F C-245f a的混合量进一步增加时,泡沫导热系数的变化趋于缓慢。

由于环戊烷易燃,因此H F C-245f a与环戊烷混合也有利于改善环戊烷的可燃性。

2.H F C-245f a的替代成本
1.发泡剂成本
表十六列举了全球H F C-245f a生产厂家的基本情况,由于H F C-245f a刚刚开始商业化生产,因此目前H F C-245f a的市场价格还比较高。

但随着H F C-245f a生产工艺的不断完善合成熟和H F C-245f a替代H C F C-141b用量的不断加大,H F C-245f a的、生产成本将会不断下降,预计在3®5年内,H F C-245f a的价格将会下降到30元/公斤以下。

2.综合成本
H F C-245f a替代H C F C-141b发泡,现有发泡设备基本无须改造,而冰箱内胆也无须更改材料,因此尽管H F C-245f a的发泡剂本省的价格较高,但与其它零O D P的发泡剂项比较,H F C-245f a替代的综合成本仍具有一定的优势。

H o n e y w e l l的W i l l a m s和V e r b i e s t以美国680升的冰柜为基准,对三种零O D P的发泡剂替代H C F C-141b的成本进行了比较,三种发泡剂分别为H F C-245f a、H F C-134a和环戊烷。

他们计算种考虑了替换发泡剂配方、塑料衬里、工艺转换投资成本以及为达到美国2001年能效标准所需的额外投入,其结果如图所示。

根据三种发泡剂替代的综合成本比较结果,H F C-245f a要比H C F C-141b高9%左右,而H F C-134a和环戊烷则要分别高约38%和30%。

因此尽管目前H F C-245f a的市场价格要比H F C-134a和环戊烷高得多,但在美国2003年禁止使用H C F C-141b后,要达到美国冰箱新的能效标准,综合起来选用H F C-245f a作为H C F C-141b的替代物还是最经济的。

3.结论
由于H F C-245f a良好的物理性能、综合环境性能和应用性能,作为替代H C F C-141b零O D P发泡剂已显现出良好的市场前景,可以相信,随着
H C F C-141b淘汰的加快,H F C-245f a应用研究的不断深入,H F C-245f a的应用技术也将更加成熟,H F C-245f a聚氨酯泡沫的性能将进一步提高,替代成本进一步下降。

表17为几种零O D P的发泡剂总和性能的比较。

1 概述
自1987年蒙特利尔议定书生效以来,硬质聚氨酯泡沫工业尤其是家电行业积极开展CFC的废止工作。

冰箱制造商及聚氨酯原材料供应商做了大量的工作来寻找CFC-11的替代发泡剂。

替代发泡剂的选择因地而异:在北美,
HCFC-141b由于易操作及低导热系数等特点被广泛使用;欧洲由于成本及环保的原因,主要使用环戊烷及其与异戊烷或异丁烷的混合物;至于亚太地区,由于法规、市场结构和冰箱设计的多样性,替代形势则较为复杂。

不管怎样,环戊烷因其在环境和成本方面的优势被普遍使用。

表1列出了各种替代发泡剂的物理特性及环境性质如ODP和GWP等。

表1 各种替代发泡剂特性比较
从表1中可以很显然地看出,在HCFC-141b废止后(许多国家计划在2003年),所有的替代发泡剂将不含ODP值,因而地球温室效应(GWP)将成为发泡剂选择的下一个重点。

虽然碳氢类及碳氟氢类发泡剂都被认为是未来10年主要的替代发泡剂,碳氢类发泡剂在地球温室效应上有优势。

但是如果两类发泡剂制得的泡沫导热系数差异很大的话,由于使用低K值泡沫体系的冰箱能耗较低,二氧化碳排放量减少,地球温室效应的差异将会得到部分补偿。

众所周知,在中国因能源消耗而产生的二氧化碳排放量是相当高的(见图1),考虑到中国的高速发展,如何在能源的供求两方面减少二氧化碳的排放成为改善全球环境的迫切任务。

本文的目的旨在就这两类主要替代发泡剂技术对全球环境的影响进行详细的阐述。

在本文中,我们同时也从以下三个方面简要说明聚氨酯技术对全球环境的贡献:
1) 通过节约能源减少二氧化碳的排放
2) 通过减少原材料的使用而保护资源
3) 通过生产效率改善而节约能源及资源
内环-GDP 外环-因产能而排放的CO2
图1 全球各地区GDP与二氧化碳排放量比例(1998年)
资料来源:Energy and Economy Statistics (IEA, 2001)
目前亚洲国家特别是中国能源紧缺状况日趋严重,因而控制二氧化碳的排放显得尤为重要。

在本文中,我们以低K值泡沫体系为例来模拟二氧化碳排放量的减少。

2 实验部分
所有实验结果都是通过聚氨酯硬泡的标准测试方法测得:
密度: ASTM D 1622
压缩强度: ASTM D1621
导热系数(K值): ASTM C518
用于测试物性的泡沫由可操作碳氢发泡剂及低沸点发泡剂的高压发泡机在如图2所示的标准模具中制备,本文中介绍的所有泡沫体系都已用于实际生产或至少已在生产线上经过验证。

3 结果与讨论
3.1 碳氢类发泡体系
我们在实验室开发和评估了下列六个发泡体系:
-普通HCFC-141b发泡体系A (参考体系)
-普通环戊烷发泡体系B
-低K值环戊烷发泡体系C
-快速离模环戊烷发泡体系D
-低密度环/异戊烷混合发泡体系F
-低密度环戊烷/异丁烷混合发泡体系E
通过使用先进的原材料及配方技术,可以用较为经济的方式开发出很低导热系数的各种替代发泡剂体系,由此制得的泡沫具有极佳的导热系数和良好的工艺性。

这样的泡沫由于使用了无ODP的发泡剂并通过较好的能效减少了二氧化碳的排放而使生产的冰箱更加环保。

在另一方面,我们也开发了快速脱模(降低生产周期)泡沫体系和低密度泡沫体系,这些使我们在冰箱制造过程中节约了能源和使用较少的原材料(自然资源)。

陶氏化学公司针对市场中现有的各种发泡剂开发了低导热系数的泡沫体系,这些泡沫体系可通过较低的冰箱能耗而减少二氧化碳的排放,二氧化碳排放量的减少可通过现有的一些工业数据进行模拟计算。

快速脱模体系及低密度体系通过制造过程中能源消耗和原材料的降低同样对全球环境产生正面影响。

通过给客户提供最佳的解决方案,聚氨酯技术可以促进中国的冰箱工业持续发展。

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