從消耗臭氧層問(wèn)題出現(xiàn)開(kāi)始，國(guó)際社會(huì)對(duì)大氣環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí)不斷提高，先后簽署了多項(xiàng)旨在保護(hù)地球大氣環(huán)境的國(guó)際公約;對(duì)破壞大氣環(huán)境的物質(zhì),也從單純對(duì)消耗臭氧層物質(zhì)(ODS)的限制，逐步提高到溫室效應(yīng)(GWP值)和揮發(fā)性有機(jī)物(VOC)的限制。理想的聚氨酯發(fā)泡劑是具有零ODP值、低 GWP值和無(wú)VOC排放的環(huán)保物質(zhì)。從應(yīng)用角度來(lái)講,還需要具有安全、穩(wěn)定、無(wú)腐蝕、較低的導(dǎo)熱系數(shù)、無(wú)毒、容易使用的特性，以及較低的應(yīng)用成本等。
我國(guó)聚氨酯泡沫行業(yè)于2007年底順利提前完成CFC-11淘汰任務(wù)。中國(guó)聚氨酯泡沫行業(yè)HCFC第一階段淘汰計(jì)劃。在此階段，首先在冰箱冰柜、冷藏集裝箱、電熱水器3個(gè)子行業(yè)，以及在管道、板材、太陽(yáng)能熱水器等子行業(yè)中相對(duì)較大的企業(yè)中，全部采用以碳?xì)浜退疄榘l(fā)泡劑(零ODP、低GWP)的環(huán)境友好替代技術(shù),實(shí)現(xiàn)了HCFC-141b的完全淘汰。
聚氨酯泡沫行業(yè)第二階段將在第一階段基礎(chǔ)上加速淘汰HCFC擬在2018年削減基線水平的30%；2020年削減基線水平的45%；2023年削減基線水平的80%;2026年實(shí)現(xiàn)完全淘汰。此外.2016年10月15日國(guó)際社會(huì)共同達(dá)成了具有歷史性意義的基加利修正案,將限控溫室氣體氫氟碳化合物(氫氟烴、 HFC)的行動(dòng)提上了議事日程包括中國(guó)在內(nèi)的大多數(shù)發(fā)展中國(guó)家,適用于第5條款國(guó)HFC限控時(shí)間表。基加利修正案是繼氣候變化《巴黎協(xié)定》后又一里程碑式的重要環(huán)境文件，然而所面對(duì)的淘汰工作也變得更加復(fù)雜和艱巨。.
面對(duì)這樣的形勢(shì),我國(guó)政府重點(diǎn)支持零ODP值和低GWP值的發(fā)泡劑替代技術(shù)。近年來(lái),環(huán)境保護(hù)部環(huán)境保護(hù)對(duì)外合作中心主持開(kāi)展了多項(xiàng)技援項(xiàng)目,這些項(xiàng)目的實(shí)施完成正在形成具有一定應(yīng)用前景的可推廣的技術(shù)方案。本文僅就目前出現(xiàn)的可能的ODS 替代技術(shù)方案進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
1、聚氨酯硬泡ODS發(fā)泡劑替代技術(shù)方案
從聚氨酯硬泡的環(huán)保替代技術(shù)來(lái)看，物理發(fā)泡劑主要有烷烴發(fā)泡劑(主要以戊烷類為主)、含氟烯烴類(HFO和HCFO)、液態(tài)CO2、甲酸甲酯和甲縮醛等。
2、品種介紹
（1）碳?xì)浠衔?/p>
碳?xì)浠衔?即烷烴類,主要是環(huán)戊烷、正戊烷及異戊烷。我國(guó)主要以環(huán)戊烷為主，隨著應(yīng)用的開(kāi)展,行業(yè)內(nèi)也在嘗試使用混合戊烷體系,通過(guò)復(fù)配，可以得到適當(dāng)沸點(diǎn)的混合發(fā)泡劑體系，對(duì)發(fā)泡工藝和泡沫性能具有一定的優(yōu)化作用。
戊烷最大的問(wèn)題是安全問(wèn)題。但經(jīng)過(guò)HCFC141b第一階段淘汰工作，積累了豐富的管控環(huán)戊烷的經(jīng)驗(yàn)，已完成的綠色替代中，80%以上采用了環(huán)戊烷發(fā)泡技術(shù)方案。
除了安全問(wèn)題外，與HCFC-141b相比，戊烷的分子量較小、氣相熱導(dǎo)率較高、強(qiáng)非極性、易燃等，在聚氨酯配方調(diào)制中，會(huì)帶來(lái)物料流動(dòng)性差、組合料的相容性差、泡孔結(jié)構(gòu)差、泡沫導(dǎo)熱系數(shù)升高和泡沫陽(yáng)燃難度增大等問(wèn)題。尤其在制備高阻燃級(jí)別的聚氨酯泡沫時(shí),如外墻保溫和冷庫(kù)板等,通常采用的聚酯 PIR體系，或采用結(jié)構(gòu)型阻燃劑時(shí)，對(duì)戊烷發(fā)泡劑體系更具有挑戰(zhàn)性。
（2）全水/液態(tài)CO2發(fā)泡
水是極其廉價(jià)而安全的化學(xué)發(fā)泡劑,通過(guò)與異氰酸酯反應(yīng)，產(chǎn)生CO2，而發(fā)泡。
由于水是一種化學(xué)發(fā)泡劑，在采用水為發(fā)泡劑的配方中,既要考慮水與異氰酸酯的化學(xué)反應(yīng)，又要考慮形成的發(fā)泡劑CO2，對(duì)泡沫性能的影響。水的相對(duì)分子質(zhì)量?jī)H為18,在制備相同密度的泡沫時(shí)，其用量較小，從而不具備物理發(fā)泡劑對(duì)組合料的稀釋作用，組合料粘度較大。因此，必須尋求較低粘度的原料。
由于全水配方體系的發(fā)泡劑是CO2其熱導(dǎo)率較高，同時(shí)由于其分子量較小，容易通過(guò)聚氨酯泡壁與大氣環(huán)境進(jìn)行交換，從而進(jìn)一步降低其保溫性能。因此,在要求較高保溫效果的應(yīng)用中，該技術(shù)受到一定限制。
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