綠色清潔環保聚氨酯發泡劑應用研究

舒 珉

（大慶油田化工集團輕烴分餾分公司戊烷精分車間，黑龍江大慶 163411）

綠色清潔環保聚氨酯發泡劑由于對環境造成較小影響的特點，在各個領域中得到了廣泛的應用。無論是在冰箱領域還是在板材等領域中的應用，都得到了一致好評。使用過程中主要利用聚氨酯發泡劑芯密度、導熱性能、外觀等。

1 綠色清潔環保聚氨酯發泡劑的基本性能

傳統的發泡劑是不溶于水的，這也就造成了傳統發泡劑在無法使用時沒有辦法進行分解，而綠色清潔環保聚氨酯發泡劑及其系列產品都是可以以任意比溶于水的，形成無色或者淺黃色的溶液。再加上綠色清潔環保聚氨酯發泡劑本身的物理性質和其他性能都比較穩定，在其他的聚醚體系中能夠獲得較好的相容性，因此，不存在廢棄的發泡劑無法分解或者處理的情況。而且綠色清潔環保聚氨酯發泡劑與其讓物質發生反應生成的白料的保質期大多都大于或者等于六個月，產生的其他物質也只是二氧化碳，不存在其他有害氣體的排放，可以說是安全、無公害的發泡劑。其中最具代表性的產品是CFA8，可以說這是最具環保的發泡劑，并且儲存起來比較方便、運輸也安全便捷。

綠色清潔環保聚氨酯發泡劑與水不同，雖然與聚酸酯發生反應都能夠產生二氧化碳氣體而發泡，但是水消耗的聚酸酯更多一點。而且CFA8在于聚酸酯發生化學反應的時候還會形成新的聚合物，消耗的聚酸酯也更少一點，這種不同主要表現在與一定比例的物理發泡劑混合使用時，CFA8能降低物理發泡劑的導熱系數，從而散發出比水反應更少的熱量。

2 綠色清潔環保聚氨酯發泡劑的應用前景

綠色清潔環保聚氨酯發泡劑在可持續發展經濟的背景下具有廣泛的應用范圍，現在主要以CFA8為例。CFA8是一種新型的化合物，能夠應用在眾多領域中，比如噴涂、冰箱冰柜以及連續線板材等。

2.1 噴涂應用

將阻燃劑、硅油、催化劑、水、聚醚多元醇等多種物質按照規定的比例進行混合，分別配制組合料1 000kg，并用GracoA-25噴涂機進行噴入作對比實驗，比較綠色清潔環保聚氨酯發泡劑和其他普通的發泡劑充當噴涂料時有哪些不同。首先環保清潔型的發泡劑樣品表面整潔、平整，沒有發現有任何燒芯、開裂的現象，即使將其長期放置在露天環境中，表面也沒有任何的開裂或者收縮現象。而且導熱性能系數也大幅度下降，這對與噴涂料來說具有極大的優勢，符合國家指定的標準。但是其他普通發泡劑制作的噴涂料則很容易發生開裂、表面粗糙不平的現象，導熱系數也較大，沒有達到理想預期的結果。因此，可見綠色清潔環保聚氨酯發泡劑無論是單獨使用還是將其與其他物理發泡劑混合使用都能夠滿足要求和標準。

2.2 冰箱應用

在相同條件下，利用綠色清潔環保聚氨酯發泡劑制作的產品與其他普通發泡劑制作的產品相比更能在冰箱環境中與環戊烷混合使用，降低泡沫的導熱系數，改善冰箱中泡沫的保溫性能，使得冰箱在使用過程中能更省電，實現資源保護的目標，為實現經濟的可持續發展做出重大貢獻。

2.3 連續板材的應用

利用綠色環保清潔聚氨酯發泡劑生產的板材表面更為平整、沒有褶皺、沒有氣泡，這對于板材更好的使用提供了基礎，且提高了板材的使用價值。

3 各種發泡劑的對比

3.1 烷烴類

烷烴類發泡劑的ODP 普遍較小，大部分為零，且GWP也很小，對環境的影響比較小，加上易分解，不會對環境造成實質性的傷害和影響，通常作為環保型的發泡劑。目前，主要有正戊烷、環戊烷和異戊烷三種烷烴類的發泡劑應用在冰箱領域。由于這些發泡劑的氣相導熱率比較高，所以制備的聚氨酯泡沫塑料隔熱板的保溫效果也比較好，能夠對冰箱中的冷空氣進行保溫，而不用再次進行冷空氣的制造，有效的降低了電能的使用和耗用。其次，這些烷烴類的發泡劑與聚醚多元醇的相容性較好，能夠應用在聚氨酯泡沫塑料中，能夠大幅度降低產品成本。環戊烷制備的泡沫導熱性能比較好，可以適當加上該種發泡劑進行導熱性能的改善和調試。戊烷類的發泡劑具有易燃易爆的特征，因此，相關工作人員在使用的過程中要謹慎小心搬運和運輸，避免由于碰撞發生危險，由于這個特性，在冰箱生產線發泡設備的安裝中要進行防爆設備的安裝，減少事故發生的可能。總體來說，在冰箱領域中，環戊烷技術已經變得十分成熟，但是還存在很多不足，需要經過不斷地改善優化配方，使得泡沫的絕熱性能以及冰箱整體的耗能達到理想化的狀態和水平。

3.2 氫氟烷烴類發泡劑

提到氫氟烷烴類的發泡劑，首先想到的是氣態下的HFC-134a 和HFC-152a。但是這兩種氣態物質由于氣相導熱性能并不高，不便儲備和運輸以及生產出來的設備需要改進等特點并沒有像烷烴類發泡劑那樣得到廣泛的使用和應用。而在氫氟烷烴類發泡劑種類下的液態HFC-254fa 和HFC-356mfc 這兩種物質由于擁有較低的氣相導熱性能和較好的相容性，以及環保的特點，應用范圍相較于上述兩種氣態物質比較廣泛。在制作泡沫板的過程中，這兩種液態的物質制作出來的泡沫板孔均勻細密，達到了使用者的要求和標準，但是采用氣態制作出來的泡沫板還需要通過優化配方的方法來改善泡沫的絕熱性能。同時這兩種液態的物質能夠較為方便在室內環境下進行操作，沒有較高的要求。且具有GWP較小、不可燃、無毒等特質，使得制作出來的泡沫板更穩定、黏性結構更好。所以HFC-254fa和HFC-356mfc的使用范圍更廣泛、前景更明朗也是有原因的。但是與環烷烴類的發泡劑相比，這兩種液態物質的價格相對比較高，產生的成本費用也比較高。綜合考慮下來，還是環烷烴的發泡劑比較受歡迎，能夠有效降低生產成本且符合環保發展以及可持續發展的要求。

3.3 第四代發泡劑

環烷烴發泡劑、液態的氫氟烷烴類發泡劑以及液態的氫氟烷烴類發泡劑都是各有各的優點、各有各的缺點，為了將這些發泡劑在綜合能耗、環保、安全以及成本四個方面的優點都結合在一起，專業人員制造出了ODP 和GWP 均為零且不燃、無毒、成本低的第四代發泡劑。這種發泡劑被廣泛應用在美的、惠而浦以及海爾等公司冰箱的生產中，由于其優勢特征的存在，未來會得到更加廣泛的應用。這類發泡劑的使用能夠有效較低溫室氣體的產生以及其他對環境變化產生的影響。目前來說主要有兩種類型的第四代發泡劑：氣態的四氟丙烯和液態的三氟丙烯（簡稱GBA 和LBA）。現階段，LBA 的毒性測試已經完成，無毒、擁有較高的強度和尺寸穩定性，因此已經獲得在冰箱隔熱泡沫、建筑泡沫保溫和其他領域的使用權限。

綜上所述，無論是何種發泡劑都體現出國民的環保意識，企圖通過使用環保材料降低對環境的影響、降低生產成本，保持經濟的可持續發展。但是目前國內對于綠色清潔環保聚氨酯發泡劑的使用和生產技術水平與其他發達國家相比還有一定的差距，相關的研發人員應該加快科研力度，保持高效的自主創新能力，力求形成我國獨特的發泡劑品牌，為保護地球環境做出一份貢獻。

4 結語

綠色清潔環保聚氨酯發泡劑是一種全新的發泡劑，其環保性能是無法挑剔的但同時也并非十分完美。除了能夠保護環境、生產成本低、無毒、不易燃易爆等優點外，還存在著運輸不便等缺點。對此還要進行不斷的研究和完善，以獲得不錯的應用效果，改善氣候變化，保護人類賴以生存的地球。