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产品应用 CFCs替代 建筑领域用聚氨酯硬泡的发泡剂介绍

建筑领域用聚氨酯硬泡的发泡剂介绍

2023-04-25 518

随着现代建筑对于节能、环保等的要求的日益增加,建筑材料的保温性能显得越来越重要。其中,聚氨酯硬泡是一种优良的绝热保温材料,具有机械性能好、导热系数小等优点,因此被广泛应用于建筑保温领域。发泡剂是聚氨酯硬泡生产的主要助剂之一,根据其作用机理可以分为化学发泡剂和物理发泡剂两类。

1.发泡剂的分类

化学发泡剂是一种在异氰酸酯和多元醇反应过程中产生气体并使聚氨酯材料发泡的助剂。水是化学发泡剂的代表,其与异氰酸酯组分反应生成二氧化碳气体,从而使聚氨酯材料发泡。物理发泡剂是一种在聚氨酯硬泡生产过程中加入的助剂,其通过气体的物理作用使聚氨酯材料发泡。物理发泡剂主要是低沸点有机化合物,如氢氟碳化物(HFC)或烷烃(HC)类化合物等。

发泡剂的发展历程始于二十世纪五十年代末,DuPont公司将三氯一氟甲烷(CFC-11)作为聚氨酯硬泡发泡剂,获得了较好的制品性能,从此CFC-11在聚氨酯硬泡领域得到了广泛应用。由于CFC-11被证明会破坏臭氧层,西欧国家在1994年底前停止使用CFC-11,我国也于2007年禁止CFC-11的生产和使用。随后,美国和欧洲分别在2003年和2004年禁止了CFC-11替代物HCFC-141b的使用。随着环保意识的提高,各国开始研发和使用低全球变暖潜能值(GWP)的替代品。HFC类发泡剂曾一度是CFC-11和HCFC-141b的替代品,但HFC类化合物的GWP值仍然比较高,不利于环境保护。因此,近年来,建筑领域发泡剂的发展重点已经转向低GWP的替代品。

2.发泡剂的优缺点

聚氨酯硬泡作为一种保温材料,具有许多优点,例如优异的隔热性能、良好的机械强度、良好的吸音性能、长期稳定的使用寿命等。而发泡剂作为聚氨酯硬泡制备过程中的重要助剂,对保温材料的性能、成本和环保性都有着重要影响。

化学发泡剂的优点是发泡速度快、发泡均匀,可在宽广的温度和湿度范围内使用,可以获得较高的发泡率,从而制备出高性能的聚氨酯硬泡。但是,化学发泡剂会产生有害气体,例如二氧化碳、一氧化碳和氮氧化物等,对环境造成污染。

物理发泡剂的优点是不会产生有害气体,对环境的影响小,同时还可以获得较小的泡孔尺寸和较好的保温性能。但是,物理发泡剂发泡速度相对较慢,需要较高的温度和湿度才能发挥其最佳性能。

3.未来发展趋势

未来建筑领域发泡剂的发展趋势主要是向低GWP值的替代品方向发展。例如CO2、HFO、水等替代品,都具有低GWP、零ODP等环保性能,并且在聚氨酯硬泡生产中已经得到了广泛应用。此外,随着建筑保温材料技术的不断发展,未来发泡剂还将进一步发展出更加优异的性能,例如更好的保温性能、更高的发泡率和更小的泡孔尺寸等。

近年来,国内外有机氟化工企业一直在积极寻找并开发新的含氟物理发泡剂,含氟烯烃类(HFO)发泡剂,被称为第四代发泡剂,是一种具备良好气相热导率和环境效益的物理发泡剂。我国有机氟化工企业也在积极开发HFO类发泡剂,其中,泉州宇极新材料有限公司是一家拥有HFO类产品自主知识产权的中国公司,其生产的HFO-1233zd(E)(反式-1-氯-3,3,3-三氟丙烯),HFO-1234ze(E)(反式-1,3,3,3-四氟-1-丙烯)和HFO-1336mzz(Z)(顺式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯)等新型环保发泡剂产品,可满足包括建筑领域在内的各种相关产品需求。