助劑-發泡劑種類大全一、物理發泡劑物理發泡劑種類較多，如脂肪烴、氯代烴、氟氯烴和二氧化碳氣體(ti) 等，自20世紀50年代，一氟三氯甲烷(CFC-11)作為(wei) 聚氨酯首選的發泡劑被廣泛應用，因其對大氣臭氧層有破壞作...
助劑-發泡劑種類大全
一、物理發泡劑
物理發泡劑種類較多，如脂肪烴、氯代烴、氟氯烴和二氧化碳氣體(ti) 等，自20世紀50年代，一氟三氯甲烷(CFC-11)作為(wei) 聚氨酯首選的發泡劑被廣泛應用，因其對大氣臭氧層有破壞作用，為(wei) 了保護地球生態環境，必須禁止使用CFCS類化合物。多年來國內(nei) 外一直在尋找和開發理想的替代產(chan) 品，替代發泡劑除考慮發泡劑本身的性質外，一般還需要對聚醚多元醇、勻泡劑、催化劑等原料進行適當調整與(yu) 改善，使配方體(ti) 係達到優(you) 化，因此物理發泡劑的關(guan) 鍵在於(yu) 替代產(chan) 品的開發與(yu) 應用研究。到目前為(wei) 止，對發泡劑CFC～11的替代主要有以下四種方案。
(1)二氧化碳發泡劑
二氧化碳發泡劑有兩(liang) 種，一種是異氰酸酯和水反應生成二氧化碳(水發泡)作為(wei) 發泡劑，另一種是液體(ti) 二氧化碳。水發泡與(yu) CFC-11相比優(you) 點在於(yu) ，二氧化碳ODP(臭氧損耗值)為(wei) 零，無毒、安全、不存在回收利用問題，不需要投資改造發泡設備;缺點是發泡過程中多元醇組份粘度較高，發泡壓力與(yu) 泡沫溫度都較高，泡沫塑料與(yu) 基材粘接性變差，尤其是硬泡產(chan) 品的熱導率高;由於(yu) 二氧化碳從(cong) 泡孔中擴散速度較快，而空氣進入泡孔較慢，從(cong) 而影響泡沫塑料尺寸穩定性，雖然可以通過改性有所改進，但是仍然不如CFC-11發泡材料。
目前主要用於(yu) 對絕熱性要求不高的供熱管道保溫、包裝泡沫塑料和農(nong) 用泡沫塑料等領域;液體(ti) 二氧化碳發泡優(you) 缺點與(yu) 水發泡相同，目前主要用於(yu) 聚氨酯軟泡，用於(yu) 硬泡可以克服水發泡增加了異氰酸酯的消耗量、泡沫塑料發脆和與(yu) 基材粘接性差等缺點。但是液體(ti) 發泡要對發泡機進行改進，液體(ti) 二氧化碳儲(chu) 運費用增加，目前液體(ti) 二氧化碳發泡技術尚在不斷研究與(yu) 發展之中。
(2)氫化氟氯烴發泡劑
氫化氟氯烴(HCFC)類發泡劑，分子中含有氫，化學特性不穩定，比較容易分解，因此其ODP要遠遠小於(yu) CFC-11，所以HCFC被當作CFC發泡劑代替代產(chan) 品，在過渡時期內(nei) 暫時使用，應盡可能在短時間內(nei) 被無氯化合物所取代。
目前歐盟、美國、日本禁止使用HCFC類發泡劑的時間為(wei) 2004年底，我國截止使用年限為(wei) 2030年。目前商業(ye) 上可以替代CFC-11熟的產(chan) 品為(wei) HCFC-14LB，它與(yu) 多元醇和異氰酸酯的相溶性好，在不增加設備的條件下可以直接用HCFC-14LB代替CFC-11，在達到同樣密度和相近的物理特性泡沫體(ti) 時用量要少於(yu) CFC-11。HCFC-141B的缺陷在於(yu) 原料價(jia) 格較高，對某些ABS和高抗衝(chong) 擊性聚乙烯具有溶解性，且其導熱係數比CFC-11高，因此需要得到的泡沫體(ti) 密度較高，才可以達到隔熱效果。
另外一類代替CFC-11的氫化氟氯烴產(chan) 品為(wei) 60:40的HCFC-22/HCFC-14LB混合物，這類混合物是工業(ye) 生產(chan) 中常用的溶劑，生產(chan) 技術成熟，價(jia) 格適中，缺點在於(yu) HCFC-22/HCFC-141B體(ti) 係在一般多元醇中的溶解度相對較低，加工含有HCFC-22的多元醇相對困難。另外HCFC-124的ODP值僅(jin) 為(wei) HCFC-141B的1/5，允許使用年限更久，國外一些企業(ye) 計劃將其用於(yu) 建築和冰箱器具泡沫中，與(yu) 較高成本的氫化氟烷烴(HFC)進行競爭(zheng) 。
(3)烴類發泡劑
用於(yu) 聚氨酯發泡劑的烴類化合物主要是環戊烷，特別是環戊烷的硬泡體(ti) 係具有導熱係數較低和抗老化性能，ODP值為(wei) 零等優(you) 點，常被用於(yu) 冰箱、冷庫和建築的隔熱保溫等領域，已經成為(wei) 我國硬泡CFC-11替代品的首選。
另外以正丁烷、異丁烷作為(wei) 輔助發泡劑，製備環戊烷聚氨酯硬泡必須解決(jue) 以下兩(liang) 個(ge) 問題，選用防爆設備解決(jue) 環戊烷易燃、易爆的問題;采用一定措施如正戊烷、異戊烷與(yu) 環戊烷一起使用，可以改善泡沫流動性，從(cong) 而解決(jue) 環戊烷在聚醚多元醇中溶解性差的問題。
近年來我國環戊烷的生產(chan) 開發取得較大進展，以乙烯裂解副產(chan) C5為(wei) 原料，經過解聚、加氫等工藝可以獲得高純度環戊烷。北京化工研究院承擔的“環戊烷產(chan) 品開發”項目通過鑒定，目前國內(nei) 吉林龍山化工廠、北京東(dong) 方化工廠、南京紅寶麗(li) 股份有限公司等已經成功建設環戊烷生產(chan) 裝置，並與(yu) 國內(nei) 多家著名的冰箱生產(chan) 企業(ye) 聯合，為(wei) 其提供環戊烷型組合聚醚用作發泡材料使用。
(4)氫化氟烷烴(HFC)發泡劑
HFC類化合物ODP值為(wei) 零，在軟質PU泡沫生產(chan) 中是CFC-11理想的替代產(chan) 品，早期的HFC類發泡劑主要是HFC-134A和HFC-152A，這兩(liang) 種發泡劑具有低分子量和低沸點，達到相同密度和相近物理特性泡沫體(ti) 時，用量比CFC-11用量少，並且性能比較穩定，但是它們(men) 的缺陷在於(yu) 導熱係數比較高，且在一般多元醇中的溶解度較低，加工含有HFC-134A和HFC-152A的組合聚醚相對比較困難，另外需要發泡設備以滿足加工要求。
由於(yu) 這兩(liang) 種產(chan) 品的缺點，人們(men) 加快了新型HFC類發泡劑的研究開發工作。目前研究開發表明HFC-245FA和FC-365MFC兩(liang) 個(ge) 品種非常具有潛力。這兩(liang) 種產(chan) 品與(yu) CFC-11具有相近的特性，導熱係數與(yu) HCFC-141B在同一範圍內(nei) ，其ODP值為(wei) 零，毒性極低，尺寸穩定性能好，HFC-245FA電絕緣性能優(you) 異，缺點是沸點較低;HFC-365MFC的沸點高，但是具可燃性。
目前國內(nei) 外業(ye) 界一致認為(wei) 上述兩(liang) 種產(chan) 品是理想的CFC-11的替代產(chan) 品，受到特別重視，研究生產(chan) 步伐迅速，國外已經進入工業(ye) 化生產(chan) 的階段，如2003年10月日本中央玻璃公司化學子公司建設了年產(chan) 5000T的HFC-245FA裝置，2002年底索爾維公司在法國建設了年產(chan) 1.5萬(wan) 噸的HFC-365MFC裝置。預示著高絕緣性能、不破壞臭氧層的高性能發泡劑將在全球推廣使用。
(5)其他
近年來國外許多科研機構加快CFCS發泡劑替代品的研究工作，如日本地球環境產(chan) 業(ye) 技術研究機構，推出特定的新替代化合物氫化聚醚(HFE)，並開發出七種係列HFE產(chan) 品，該產(chan) 品不破壞臭氧層，在以水為(wei) 溶劑的情況下，進行醇與(yu) 氟化烯烴的反應，效果非常不錯。
另外隨著CFCS替代技術的發展，聚氨酯泡沫塑料的表麵活性劑產(chan) 品結構也發生很大變化。由於(yu) 軟質聚氨酯發泡過程中，液態二氧化碳幾乎瞬間就會(hui) 轉化成氣體(ti) ，因此要求表麵活性劑具有很強的成核能力，否則難以得到泡孔結構優(you) 良的成核能力，如德國金施密特公司和美國威特科公司的表麵活性劑產(chan) 品均適用於(yu) 液態二氧化碳發泡製軟泡聚氨酯產(chan) 品等。
我國CFCS替代研究進展較快，目前大量生產(chan) HCFC-141B、HCFC-22，並借鑒國外開發經驗開發出氫化氟烷烴類發泡劑HFC-134A和HFC-152A，對高性能的HF-245FA和HFC-365MFC也進行研究開發工作;環戊烷年生產(chan) 能力已經達到1萬(wan) 噸，生產(chan) 技術處於(yu) 國際先進水平。
