隨著現(xiàn)代建筑對于節(jié)能、環(huán)保等的要求的日益增加，建筑材料的保溫性能顯得越來越重要。其中，聚氨酯硬泡是一種優(yōu)良的絕熱保溫材料，具有機械性能好、導熱系數(shù)小等優(yōu)點，因此被廣泛應用于建筑保溫領域。發(fā)泡劑是聚氨酯硬泡生產(chǎn)的主要助劑之一，根據(jù)其作用機理可以分為化學發(fā)泡劑和物理發(fā)泡劑兩類。
1.發(fā)泡劑的分類
化學發(fā)泡劑是一種在異氰酸酯和多元醇反應過程中產(chǎn)生氣體并使聚氨酯材料發(fā)泡的助劑。水是化學發(fā)泡劑的代表，其與異氰酸酯組分反應生成二氧化碳氣體，從而使聚氨酯材料發(fā)泡。物理發(fā)泡劑是一種在聚氨酯硬泡生產(chǎn)過程中加入的助劑，其通過氣體的物理作用使聚氨酯材料發(fā)泡。物理發(fā)泡劑主要是低沸點有機化合物，如氫氟碳化物（HFC）或烷烴（HC）類化合物等。
發(fā)泡劑的發(fā)展歷程始于二十世紀五十年代末，DuPont公司將三氯一氟甲烷（CFC-11）作為聚氨酯硬泡發(fā)泡劑，獲得了較好的制品性能，從此CFC-11在聚氨酯硬泡領域得到了廣泛應用。由于CFC-11被證明會破壞臭氧層，西歐國家在1994年底前停止使用CFC-11，我國也于2007年禁止CFC-11的生產(chǎn)和使用。隨后，美國和歐洲分別在2003年和2004年禁止了CFC-11替代物HCFC-141b的使用。隨著環(huán)保意識的提高，各國開始研發(fā)和使用低全球變暖潛能值（GWP）的替代品。HFC類發(fā)泡劑曾一度是CFC-11和HCFC-141b的替代品，但HFC類化合物的GWP值仍然比較高，不利于環(huán)境保護。因此，近年來，建筑領域發(fā)泡劑的發(fā)展重點已經(jīng)轉(zhuǎn)向低GWP的替代品。
2.發(fā)泡劑的優(yōu)缺點
聚氨酯硬泡作為一種保溫材料，具有許多優(yōu)點，例如優(yōu)異的隔熱性能、良好的機械強度、良好的吸音性能、長期穩(wěn)定的使用壽命等。而發(fā)泡劑作為聚氨酯硬泡制備過程中的重要助劑，對保溫材料的性能、成本和環(huán)保性都有著重要影響。
化學發(fā)泡劑的優(yōu)點是發(fā)泡速度快、發(fā)泡均勻，可在寬廣的溫度和濕度范圍內(nèi)使用，可以獲得較高的發(fā)泡率，從而制備出高性能的聚氨酯硬泡。但是，化學發(fā)泡劑會產(chǎn)生有害氣體，例如二氧化碳、一氧化碳和氮氧化物等，對環(huán)境造成污染。
物理發(fā)泡劑的優(yōu)點是不會產(chǎn)生有害氣體，對環(huán)境的影響小，同時還可以獲得較小的泡孔尺寸和較好的保溫性能。但是，物理發(fā)泡劑發(fā)泡速度相對較慢，需要較高的溫度和濕度才能發(fā)揮其最佳性能。
3.未來發(fā)展趨勢
未來建筑領域發(fā)泡劑的發(fā)展趨勢主要是向低GWP值的替代品方向發(fā)展。例如CO2、HFO、水等替代品，都具有低GWP、零ODP等環(huán)保性能，并且在聚氨酯硬泡生產(chǎn)中已經(jīng)得到了廣泛應用。此外，隨著建筑保溫材料技術的不斷發(fā)展，未來發(fā)泡劑還將進一步發(fā)展出更加優(yōu)異的性能，例如更好的保溫性能、更高的發(fā)泡率和更小的泡孔尺寸等。
近年來，國內(nèi)外有機氟化工企業(yè)一直在積極尋找并開發(fā)新的含氟物理發(fā)泡劑，含氟烯烴類(HFO)發(fā)泡劑，被稱為第四代發(fā)泡劑，是一種具備良好氣相熱導率和環(huán)境效益的物理發(fā)泡劑。我國有機氟化工企業(yè)也在積極開發(fā)HFO類發(fā)泡劑，其中，泉州宇極新材料有限公司是一家擁有HFO類產(chǎn)品自主知識產(chǎn)權(quán)的中國公司，其生產(chǎn)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)（順式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯）等新型環(huán)保發(fā)泡劑產(chǎn)品，可滿足包括建筑領域在內(nèi)的各種相關產(chǎn)品需求。
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