新型环保发泡剂HFC245fa的现状及发展趋势

Ｖｏｊ．３３Ｎｏ．８

·８·

化工新型材料

ＮＥＷＣＨＥＭＩＣＡＬＭＡＴＥＲＩＡＬＳ

第３３卷第８期

２００５年８月

新型环保发泡剂ＨＦＣ一２４５ｆａ的现状及发展趋势冯云飞１谢俊波１杨勇１辛波１胡锋２刘颖２

（１．烟台万华聚氨酯股份有限公司，烟台２６４００２；

２．广东科龙电器股份有限公司，顺德５２８３０３）

摘要介绍了ＨＦＣ－２４５ｆａ发泡剂的各种性质、在聚氨酯硬泡中的应用及发展趋势。指出ＨＦＣ－２４５ｆａ体系将是未来普遍采用的体系。

关键词聚氨酯硬泡，发泡剂，氯氟烃替代，ＨＦＣ－２４５ｆａ，导热系数

１’ｌｌｅｐ删固ｒｅｓｓａｎｄｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｎｅｗｇｅｎｅｒａｔｉ嘶ｂｌｏｗｉｎｇａｇｅｎｔＨＦＣ－２４５ｆａＦｅｎｇＹｕｎｆｅｉｌＸｉｅＪｕｎｂ０１ＹａｎｇＹｏｎ９１ＸｉｎＢ０１ＨｕＦｅｎ９２ＬｉｕＹｉｎ９２

（１．ＹａｎｔａｉＷａｎｈｕａＰｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅＣｏ．Ｌｔｄ，Ｙａｎｔａｉ２６４００２；

２．ＧｕａｎｇｄｏｎｇＫｅｌｏｎＥ１ｅｃｔｒｉｃａｌＨ０１ｄｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ，Ｓｈｕｎｄｅ５２８３０３）ＡｂｓｔｍｃｔＴｈｅｃｈａｍｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＨＦｃ＿２４５ｆａｂｌｏⅥｄｎｇａｇｅｎｔ，ｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＨＦ（、－２４５ｆａａｐｐｌｉｅｄｉｎｒｊｇｉｄ

ｐｏｉｙｕｒｅｔｈａｎｅｆ０锄ｓ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈ

ｐｒｏｇｒｅｓｓ

ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｔｅｎｄｅｎｃｙｏｆｂｌｏｗｉｎｇａｇｅｎｔｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｉｔｓｈｏｗｓ

ｔｈａｔＨＦ℃－２４５ｆａｉｓｔｈｅｒｎｏｓｔｐｏｓｓｉｂｌｅｂｌｏ谢ｎｇａｇｅｎｔｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｒ遍ｉｄｆｏ锄，ｂｌｏ丽ｎｇａｇｅｎｔ，ＣＦ＿Ｃｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ，ＨＦ℃＿２４５ｆａ，ｔｈｅｍｌａｌｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ

１前言

氯氟烃（ＣＦＣ）化合物长期以来，广泛用作发泡剂、制冷剂、清洗剂等。研究表明ＣＦＣ类化合物具有较高的ＯＤＰ（臭氧消耗潜值），会缓慢破坏大气臭氧层，并对全球气候产生不利影响。

１９８７年９月签署的“蒙特利尔议定书”，制订了有关国家废除ＣＦＣ等ＯＤＳ的时间表。我国从２００３年开始对ＣＦＣ－１１限制使用，２００５年停止使用。

各国取代ＣＦＣ化合物的方法和途径不同。北美洲，冰箱、冰柜绝热泡沫及建筑、管道保温等聚氨酯硬泡中采用ＨＣＦＣ－１４１ｂ（１，１一二氯一１一氟代乙烷）为发泡剂；欧洲，建筑用聚氨酯硬泡中把ＨＣＦＣ－１４１ｂ作为发泡剂，而在冰箱冰柜硬泡中则主要采用环戊烷、异戊烷发泡剂；日本和其它亚太国家ＨＣＦＣ＿１４１ｂ及戊烷体系这２种替代发泡体系均有采用；各国还有少量ＨＦＣ及其它ＨＣＦＣ用于ＰＵ硬泡。我国起步较晚，９０年代后期，减氟体系和其它ＣＦＣ替代物体系共存，目前ＨＣＦＣ＿１４１ｂ以及戊烷发泡硬泡体系均有采用。

ＨＣＦＣ是一种操作较方便的暂时性ＣＦＣ替代物。因ＨＣＦＣ化合物分子内仍含有氯元素，ＯＤＰ不为零，对臭氧层仍有破坏作用，最终必将淘汰，将被零ＯＤＰ的发泡剂替代。碳氢化合物与ＨＦＣ类化合物，由于其对环境的友好性，已成为ＯＤＳ替代的最佳选择。以环戊烷为代表的烃类发泡剂，虽已用于聚氨酯硬泡保温，但因热导率高而导致泡沫绝缘效率的降低。同时，由于烃类的易燃、易爆，不仅会影响泡沫产品的防火性，且应用环戊烷等烃类发泡剂要改进贮藏、计量、发泡等装置，需要投入大量的资金，生产１００万台冰箱单台成本增加７元，使中小厂家难以接受。

２鹏２４５ｆａ与其他替代发泡剂

ＨＦＣ－２４５ｆａ是未来长期或永久替代氟里昂的最佳候选者‘１｜。

作者简介：冯云飞，毕业于济南大学化工学院，主要从事用于冰箱的ＰＭ一２０１０产品的技术开发和市场开拓工作。

·１０·化工新型材料第３３卷

表３ＰＵ硬泡导热系数增高率％

热系数变化整体较小。

２．４ｍ℃－２４５ｆａ混合发泡剂体系经济指标

ＨＦＣ－２４５ｆａ不仅单独做发泡剂所得泡沫具有优良的物化性能，且与其他发泡剂混合使用，也可大大改善单独使用其他的一种发泡剂所得泡沫的性能。

全水发泡制备低密度硬泡时，由于水量较大，造成所得泡沫较脆，强度、尺寸稳定性、绝热性能差，且消耗较多的异氰酸酯。加入ＨＦＣ．２４５ｆａ代替部分的水则可大大改善泡沫的性能。喷涂发泡实验表明，使用ＨＦＣ＿２４５ｆａ和水共同发泡技术，喷涂发泡不需对现有的包装、设备，及发泡工艺作大的更改，能获得较好的泡沫质量。混合发泡剂与其他发泡剂的系统经济性比较见表４［８’９］所示。

表４ＩⅡｃ－２４５ｆａ混合发泡剂与其他发泡剂的系统经济性比较注：１．发泡剂成本以ＨＣＦＤｌ４１ｂ为基准参考。２．最终成本以ＨＣＦ℃＿１４１ｂ所得泡沫成本为１．ｏｏ作对比。

结果表明，使用质量比为５０／５０ＨＦｅ２４５ｆａ和水发泡的每磅的系统成本稍高１０％，但因ＨＦ℃－２４５ｆａ的泡沫比ＨＣＦ℃－１４１ｂ的泡沫的产出收益高５％～１４％，所以使用ＨＦｃ－２４５ｆａ可得到较高的性价比。

３ｍ—》２４５ｆａ应用研究现状

在欧洲，ＨＦＣ－２４５ｆａ已被广泛用作致冷泡沫板的发泡剂。美国目前采用ＨＦＣ－２４５ｆａ硬质聚氨酯发泡剂的用量已经达到ＨＣＦＣ－１４１ｂ用量的１／２［１由于聚氨酯硬泡的热量传递约５０％由气体进行，２０％由聚氨酯基体进行，约３０％由辐射造成，由辐射传递的热量可以通过改善泡孔进行降低，从而达到降低导热系数的目的［１１’１２］。所以，为了避免由于气体导热系数高而引起的能耗大的缺点，南京红宝丽股份有限公司研制出了ＨＦＣ－２４５ｆａ专用聚醚多元醇，所做泡沫实验数据见表５［１１’１３］所示。

由表５可知，ＨＦＣ＿２４５ｆａ所制得的泡沫制品性能均已达到或接近ＣＦＣ－１１型同类产品水平，已完全可以满足替代的需要。

４ｍＢ２４５ｆａ应用中需做的工作

由于ＨＦＣ－２４５ｆａ沸点较低（１５．３℃），导致反应初期泡沫中自由异氰酸酯基团含量过高，泡沫表面

表５ⅢＢ２４５ｆａ与Ｆ１１发泡剂发泡制品性能比较

发酥发脆，影响泡沫基材的粘接性能。为改善其粘接性能，需对聚醚多元醇、发泡剂、交联剂和催化剂进行优选。对于聚醚，理想的是用高官能度脂肪族多元醇芳香族多胺等为起始剂合成；ＨＦＤ２４５ｆａ发泡剂的量要控制在３０％～４０％，水在１．５％～２．５％。交联剂的官能度要控制在一个合适的水平；对于催化剂，由于有些ＨＦＣ－２４５ｆａ泡沫虽刚发泡时表皮脆酥，但这种现象２４ｈ后会消失。这是由于反应初期，泡沫中异氰酸酯自由基团含量较高；随之，泡沫中自由异氰酸酯组分逐渐减少，表面脆酥现象将会消失。所以可选用复配（下转第１４页）