從消耗臭氧層問題出現(xiàn)開始，國際社會對大氣環(huán)境保護的認識不斷提高，先后簽署了多項旨在保護地球大氣環(huán)境的國際公約;對破壞大氣環(huán)境的物質(zhì),也從單純對消耗臭氧層物質(zhì)(ODS)的限制，逐步提高到溫室效應(GWP值)和揮發(fā)性有機物(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VOC排放的環(huán)保物質(zhì)。從應用角度來講,還需要具有安全、穩(wěn)定、無腐蝕、較低的導熱系數(shù)、無毒、容易使用的特性，以及較低的應用成本等。
我國聚氨酯泡沫行業(yè)于2007年底順利提前完成CFC-11淘汰任務。中國聚氨酯泡沫行業(yè)HCFC第一階段淘汰計劃。在此階段，首先在冰箱冰柜、冷藏集裝箱、電熱水器3個子行業(yè)，以及在管道、板材、太陽能熱水器等子行業(yè)中相對較大的企業(yè)中，全部采用以碳氫和水為發(fā)泡劑(零ODP、低GWP)的環(huán)境友好替代技術,實現(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年實現(xiàn)完全淘汰。此外.2016年10月15日國際社會共同達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)的行動提上了議事日程包括中國在內(nèi)的大多數(shù)發(fā)展中國家,適用于第5條款國HFC限控時間表?；永拚甘抢^氣候變化《巴黎協(xié)定》后又一里程碑式的重要環(huán)境文件，然而所面對的淘汰工作也變得更加復雜和艱巨。.
面對這樣的形勢,我國政府重點支持零ODP值和低GWP值的發(fā)泡劑替代技術。近年來,環(huán)境保護部環(huán)境保護對外合作中心主持開展了多項技援項目,這些項目的實施完成正在形成具有一定應用前景的可推廣的技術方案。本文僅就目前出現(xiàn)的可能的ODS 替代技術方案進行簡單介紹。
1、聚氨酯硬泡ODS發(fā)泡劑替代技術方案
從聚氨酯硬泡的環(huán)保替代技術來看，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）碳氫化合物
碳氫化合物,即烷烴類,主要是環(huán)戊烷、正戊烷及異戊烷。我國主要以環(huán)戊烷為主，隨著應用的開展,行業(yè)內(nèi)也在嘗試使用混合戊烷體系,通過復配，可以得到適當沸點的混合發(fā)泡劑體系，對發(fā)泡工藝和泡沫性能具有一定的優(yōu)化作用。
戊烷最大的問題是安全問題。但經(jīng)過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，已完成的綠色替代中，80%以上采用了環(huán)戊烷發(fā)泡技術方案。
除了安全問題外，與HCFC-141b相比，戊烷的分子量較小、氣相熱導率較高、強非極性、易燃等，在聚氨酯配方調(diào)制中，會帶來物料流動性差、組合料的相容性差、泡孔結(jié)構(gòu)差、泡沫導熱系數(shù)升高和泡沫陽燃難度增大等問題。尤其在制備高阻燃級別的聚氨酯泡沫時,如外墻保溫和冷庫板等,通常采用的聚酯 PIR體系，或采用結(jié)構(gòu)型阻燃劑時，對戊烷發(fā)泡劑體系更具有挑戰(zhàn)性。
（2）全水/液態(tài)CO2發(fā)泡
水是極其廉價而安全的化學發(fā)泡劑,通過與異氰酸酯反應，產(chǎn)生CO2，而發(fā)泡。
由于水是一種化學發(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反應，又要考慮形成的發(fā)泡劑CO2，對泡沫性能的影響。水的相對分子質(zhì)量僅為18,在制備相同密度的泡沫時，其用量較小，從而不具備物理發(fā)泡劑對組合料的稀釋作用，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其熱導率較高，同時由于其分子量較小，容易通過聚氨酯泡壁與大氣環(huán)境進行交換，從而進一步降低其保溫性能。因此,在要求較高保溫效果的應用中，該技術受到一定限制。
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