聚氨酯泡沫的环保化_发泡剂_中国百科网
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聚氨酯泡沫的环保化
&&&&&&&&& 随着几乎完全转向“更清洁”的发泡剂，目前优先考虑的是调整发泡配方，以获得最佳性能和成本 &&&&&&&& &&&&&&& 聚氨酯发泡行业已经大部分转向使用“更清洁”的发泡剂，目前主要是致力于优化配方，使生成的泡沫更易加工，成本更低。在现在这个时候，行业受到前所未有的材料和能源价格上涨的冲击，使后一个目标尤其具有挑战性。替代发泡剂也有自己的性能难题需要解决，如系统相容性、流动性、绝缘值和尺寸稳定性等方面。
&&&&&&&& Oxid公司的新型高功能聚酯多元醇可以微调HFC-245fa硬喷涂配方，生成尺寸稳定、一级防火的泡沫，用于墙面隔热保温。
&&&&&&& “生态环保”聚氨酯（PUR）配方在满足市场性能要求的同时成本降低，这是最近在休斯敦召开的聚氨酯2005年技术展览会重点关注的焦点，这次会议由聚氨酯工业联盟发起。 &&&&&&&& &&&&&&& 许多报告谈到建筑用硬泡材料，其目标是在保持性能的同时降低发泡剂成本和泡沫密度。发言者讨论了致力于达到这些目的的新型多元醇和表面活性剂。提升至通用板材层压机承诺可获得更短的维修停机时间。 &&&&&&&& &&&&&&& 汽车行业新发展包括最新的模内喷涂聚氨酯制皮技术，和新型不挥发添加剂，可显著降低汽车座椅生产时和生产后的挥发性有机化合物。 &&&&&&&& &&&&&&& 另外也讨论了创新的模块式工具系统，它使冷藏和冷冻箱的生产成本更低，灵活性更高。 &&&&&&&& &&&&&&& 发泡剂最新进展 &&&&&&&& &&&&&&& 目前几乎所有主要硬泡行业都完成了向臭氧损耗潜能值（ODP）为零的发泡剂的转化，大多数都依赖HCFC-141b作为主要的第一代替代物，来替代目前禁止的全氯氟烃（CFCs）。 &&&&&&&& &&&&&&& 目前主要的发泡剂包括氢氟烃―主要是HFC-245fa（$4/lb），以及在较少程度上HFC-134a（$2/lb）。它们通常用水量较高，可与二氧化碳共发泡。第二类主要发泡剂是碳氢化合物―异戊烷、正戊烷和环戊烷（50￠至60￠/lb）。也有更新的Foam Supplies公司提供的以甲酸甲基为基础的Ecomate，可单独供应或提供共混物，价格和戊烷在同一价格范围。据说Ecomate的绝缘性在高性能HFC-245fa和戊烷之间。&&&&&&&&&
亨斯迈先进材料中心的研究表明异戊烷/正戊烷共混物与广泛使用的环戊烷/异戊烷共混物相比，产品具有更高的抗压强度，且成本更低。
&&&&&&& HFC-245fa以Enovate 3000为商品名，北美唯一的生产商是霍尼韦尔公司（Honeywell International），它在灌注产品隔热保温（冰箱和热水器）方面占主导地位，在墙、屋顶、容器和温泉浴室用硬喷涂发泡保温方面也处于领先地位。 &&&&&&&& &&&&&&& 在对成本更为敏感，主要应用于屋顶的聚异氰酸酯（PIR）板材隔热保温领域，已经转向使用戊烷。 &&&&&&&& &&&&&&& 整体转变的一个例外是金属面发泡板，它仍允许使用ODP值较低的HCFC 22和142b，联邦环境保护局（EPA）的目标是在2010年前终止使用。行业统计数据仍主张，尽管HFC-245fa也是一种候选材料，但基本上使用戊烷，这个行业已经发生了显著变化。 &&&&&&&& &&&&&&& 这次会议上，Foam Supplies公司报道其Ecomate产品，在过去四年里已应用于饮水机和大型冷却器的隔热保温，现在又开发了新用途，用于灌注领域，如门板的生产。公司与某些大型多元醇和表面活性剂供应商共同努力，发现了在其它硬泡行业的应用潜力，如在板材中替代戊烷；用于顾虑HFC-245fa成本的喷涂发泡；也许甚至能用于更保守的电器行业。 &&&&&&&& &&&&&&& 据公司介绍，Ecomate具有高溶解性、低分子量、较高的发泡效率和低挥发性，用量可低于HFC-245fa和HCFC-141b。例如，一个HCFC-141b用量为15%的系统可能只需要5%至6%的Ecomate就可以获得同样的密度。 &&&&&&&& &&&&&&& 不论使用哪种发泡剂，了解在加工过程中发生了什么变化都是发泡配方设计师最为关心的。“找出有多少发泡剂在聚合物基体中，有多少保留在泡孔中对于配方的优化非常关键，也是泡沫性质的决定性因素，”Mary Bogdan解释道，他是位于纽约州水牛城（Buffalo）的霍尼韦尔研究实验室Enovate技术服务和应用集团的首席科学家。 &&&&&&&& &&&&&&& 霍尼韦尔的研究员确定目前还没有单一的分析技术可以很容易地定量发泡剂在聚氨酯泡沫中的分布。因此，他们正在研究一种实用经济的方法来确定发泡剂在聚合物和泡孔气体中的含量，以及发泡反应时发泡剂的排放量。 &&&&&&&& &&&&&&& 最佳屋顶板 &&&&&&&& &&&&&&& 根据亨斯迈先进技术中心（Huntsman Advanced Technology Center）的研究结果，PIR板材制造商有机会通过选择使用戊烷发泡剂，在保持并增强性能的同时降低成本。在最初不使用氟氯烃（HCFCs）时，许多PIR板材制造者选择80/20环戊烷/异戊烷混合物。亨斯迈的研究人员研究了改变戊烷组分对PIR板材关键性能标准的影响，正如ASTM C版所定义的一样，与1998版相比，它对厚度方向的最低抗压强度和板材的尺寸稳定性提出了更严格的要求。 &&&&&&&& &
&&&&&&& 用七种发泡剂组合测试了配方：80/20环戊烷/异戊烷；100%异戊烷；70/30异戊烷/正戊烷；30/70异戊烷/正戊烷；100%正戊烷；64/28/8异戊烷/正戊烷/异丁烷；以及73/19/8环戊烷/异戊烷/异丁烷。 &&&&&&&& &&&&&&& 结果显示全异戊烷或者富含异戊烷与正戊烷的混合物都具有在保持或增强性能同时节约成本的最大潜力（如图）。据研究人员介绍，由于异戊烷和正戊烷的价格比环戊烷低很多，可以降低成本。另外，抗压强度和尺寸稳定性的数据指出单独使用异戊烷或者异戊烷作为主要成分与正戊烷共混，制成的板材在满足结构、隔热保温和耐火要求的同时，具有更低的泡沫密度和更低的成本。&
&&&&&&& 墙用阻燃喷涂泡沫 &&&&&&&& &&&&&&& HFC-245fa是最合理的用于内墙喷涂隔热保温的“清洁“发泡剂，因为它不象戊烷或气态HFC-134a的那样需要昂贵的改进。不过245fa向配方设计师提出了三顶关键挑战，而这些对于HCFC-141b是不成问题的。第一，它较低的沸点（低于60F）会引起材料处理和圆筒中蒸气压力问题。第二，相对于HCFC-141b，不含氯和较高的碳氢含量减弱了其耐火性能，使其很难通过防火一级（4英寸厚）。第三个劣势就是其较高的成本。 &&&&&&&& &&&&&&& 针对这一权衡比较，Oxid L.P.公司的研究人员计算出怎样使用高功能多元醇混合物来微调HFC-245fa聚氨酯喷涂配方，以获得尺寸稳定的一级防火墙用隔热保温泡沫。在一系列研究中，Oxid公司把HFC-245fa的填充量限制在总树脂共混料的8-9%（通常为12-15%），剩余的发泡剂用水代替。这样解决了蒸汽压力问题，但由于异氰酸酯/水反应生成大量的二氧化碳，牺牲了尺寸稳定性。通过使用最新开发的具有更高功能性的聚酯多元醇，允许在多元醇总混合物中聚酯含量更高，因而研究人员能够降低水含量。 &&&&&&&& &&&&&&& Oxid公司的新型Terol 256和925聚酯多元醇可生产尺寸稳定、一级防火（4英寸）泡沫。当树脂中聚酯含量超过42%，水含量低于2%时可获得最低的烟雾不透光度。研究人员发现Terol 925由于具有较高的功能性，填充量甚至有希望高达45%。 &&&&&&&& &&&&&&& 新型应用表面活性剂 &&&&&&&& &&&&&&& 据报道GE Silicones公司的新型硅胶表面活性剂可以改善以ODP值为零的发泡剂发泡的冰箱和热水器灌注硬泡。例如，我们看到新型Niax L-6952可以使HFC-245fa泡沫的流动性和隔热保温性能最大化。 &&&&&&&& &&&&&&& GE公司的研究人员也提到戊烷发泡泡沫，因为戊烷越来越普及―尤其是在欧洲―这主要是由于其相比HFC-245fa，较低的成本和更小的全球变暖趋势。我们发现新型Niax L-6885在环戊烷发泡泡沫表现最好，可以提高流动性、隔热保温性能，和溶解性―一个使用戊烷经常遇到的难题。目前发泡剂还在试验异戊烷和正戊烷，它们两种的树脂相容性都比环戊烷差，为此GE公司开发了Niax L-6889，它可提供更高的戊烷溶解性能。&&&&&&&&&
Hennecke机械公司泡沫板材层压机的一种最新升级是液压混合头，比以前型号所需清洗频率更低。
&&&&&&& 高性能层压机 &&&&&&&& &&&&&&& 拜耳（Bayer）旗下的Hennecke机械集团报道了其板材层压机的最新进展，近十年来它在北美地区已得到广泛应用。据Hennecke公司介绍，它的特色是以两台交流，而不是一台来驱动两根传输皮带。这一改变减少了机械部件，如偶合器和齿轮箱的数量，从而减少了维护。 &&&&&&&& &&&&&&& 为了对抗小块泡沫常见的聚集，它在生产时会破坏板材边缘，在层压皮带下变得更紧密，Hennecke公司在机器的两边沿底边添加了新的出渣门。门可以在现场根据现有层压机翻新改进。 &&&&&&&& &&&&&&& Hennecke公司也有一种新型液压混合头，与标准弹簧头或气动型号相比，所需操作维护最少。目前操作者可以在注射器清洁间进行多次灌注，灌注开始和完成快速清洁。在不灌注时，新型混合头再次循环化学品。 &&&&&&&& &&&&&&& 喷涂制皮新发展 &&&&&&&& &&&&&&& 巴斯夫（BASF）公司、Linden公司（Linden Industries）和Cannon公司展出了最新的聚氨酯喷涂制皮设备和材料，生产的产品具有弹性体皮层和刚性/柔性泡沫型芯。他们聚焦于“软皮”汽车用途，如控制台、仪表板、仪表盘和内饰门板，聚氨酯是除PVC、TPU和TPO以外的另一选择。 &&&&&&&& &&&&&&& 瑞士Isotherm公司的新型喷涂制皮设备（最新由Linden公司提供）已经用于制造医药垫和拖拉机座椅衬垫。Linden公司目前致力于把此设备用于汽车内饰件，因为它允许超薄均匀的皮层喷涂，最薄可达0.3至0.4mm，产量低至10g/sec。 &&&&&&&& &&&&&&& 喷涂制皮技术的最新发展是取代高压计量设备 ― Isotherm公司的PSM 90和PSM 3000―用于低压混合。自清洁高压混合头因为每次灌注后无需溶剂冲洗，提高了生产率。 &&&&&&&& &&&&&&& Cannon公司的新型喷涂制皮系统把聚氨酯弹性体喷入受热开口模具，让成品部件具有皮制外观和感觉。机器为紧凑型单框架设计，包括受压日槽、带磁力连轴器的径向活塞泵、带体积流量计和变频驱动的闭环控制、低压和高压化学过滤器及流量速率显示。&&&&&&&&&
喷涂制皮聚氨酯弹性体技术可以生产带聚氨酯皮层的汽车衬垫，它能够挑战其它面层材料，如PVC、TPU和TPO。
&&&&&&& Cannon公司液压混合头为自清洁高压型。装在混合头上的还有一根棒、喷嘴和用于溶剂清洁棒及喷嘴的冲洗盒。棒允许喷入仪表盘上很深的切槽内。 &&&&&&& Cannon公司的另一新产品是附加注射系统，允许根据需要在混合头引入多股颜料流。它可提供第三种组份的实际上瞬时注射。操作者可以在一个模具上喷上一种皮层颜色，然后在下一个模具加上另一种不同颜色皮层。Cannon公司的实现途径是：在需要着色剂时瞬间降低多元醇和异氰酸酯的流动速率，然后在着色剂不再需要时，把组份的流动速率重新恢复正常。 &&&&&&&& &&&&&&& 巴斯夫公司报道了其Elastoskin芳香族聚氨酯弹性体，它是一种100%固体双组份系统，在喷涂喷嘴前立即混合，随后马上开始反应。如果是喷在热模具上，60秒内就可以脱模。Elastoskin在低硬度下具有较高的拉伸强度，低温感觉始终如一。它已经被用于别克（Buick）、奥兹莫比尔（Oldsmobile）和卡迪拉克（Cadillac）等车型的仪表板和门板，大多数情况下成本低于聚氯乙烯和其它皮层材料。 &&&&&&&& &&&&&&& “不挥发”添加剂 &&&&&&&& &&&&&&& 聚氨酯添加剂供应商面临挑战，要为汽车和其它工作用途提供低挥发或不挥发的添加剂。空气化工产品公司（Air Products and Chemicals）报道了其不挥发的催化剂和表面活性剂，用于汽车座椅和其它用途的高回弹成型泡沫。新型Dabco NE 1070和NE 300催化剂是相对常用叔胺的另一种选择，许多叔胺在特定条件下会挥发。空气化工产品公司使催化剂功能化，与异氰酸酯反应，共价接合在聚合物网络上，这样催化剂在成品中就不会挥发。空气化工还通过较高的分子量和极性，降低了催化剂的气味和挥发性。 &&&&&&&& &&&&&&& 通过一种创新的不挥发硅胶表面活性剂Dabco DC 6070，这些催化剂的性能得到进一步增强。据报道包含这两种产品的高回弹泡沫其总体挥发量显著降低。不过研究人员发现用这种新型催化剂生产的TDI泡沫，其湿老化物理性能只能勉强满足OEM技术要求。于是又开发了XF-U13015，据报道这种添加剂可以让热老化和湿老化性能重新满足技术要求，也显著提高了撕裂强度和压缩变定。这种新型添加剂将很快商业化。
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聚氨酯发泡剂HCFC-141b的替代
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聚氨酯发泡剂HCFC-141b的替代.PDF
官方公共微信高效绝热泡沫发泡剂Solkane 365mfc和Solkane 365/227
高效绝热泡沫发泡剂和摘要：就作了综合阐述，包括更新的基本资料，如何使用不可燃混合物混合物等。介绍基于存在周期估算（）而得出的在环保方面优势的简要信息。举例说明使用、及共沸混合物作发泡剂的优点。也将介绍其典型的热传导系数及与其它替代物的比较。同时也对泡沫的燃烧特性进行验证。经过长期的研究，苏威公司认为是替代的最佳选择，因此已于年月建成了年产数百吨的中试车间，并于年建成工业化生产工厂。关键词：发泡剂；氢氟烃；聚氨酯泡沫塑料引言苏威公司作为聚氨酯泡沫、苯酚泡沫和挤出泡沫发泡剂的制造商，很早就开始进行替代发泡剂的研究。苏威公司在年建立起第一个中试车间，年月建成了年产数百吨的大型中试车间。苏威正在法国塔沃筹建一个商品化生产厂，预计该工厂于年投产。新的发泡剂要进入商品市场必须先要通过毒性试验。的毒性试验结果非常令人鼓舞。目前所获得的毒性数据显示，的毒性作用比还要低。有关天吸入试验研究很快会完成，而所有的试验于年中结束。正在进入欧洲新化学品（）通报程序，已经获得所谓的基本设立水平，产品的注册号为。将很快获得进一步认可──水平证书。这将允许在欧洲市场每年销售多达的数量。完全商品化的时间表是年底。目前，至关重要的是我们有足够数量的产品用于试验以及用于积累为今后大量用于生产产品而进行的试产。苏威公司已获得拜耳公司有关在其全球聚氨酯领域应用的许可证，该许可证暂不包括美国和加拿大。伴随类发泡剂的销售，苏威公司给予其全球客户（美国和加拿大除外）使用许可。本文就作一般阐述，包括更新的基本资料、如何使用不可燃混合物混合物等；介绍基于存在周期估算（）而得出的在环保方面的优势的简要信息，以便让人们了解和理解发泡剂对环境的影响的计算应结合直接和间接方面的影响。在实际应用部分，我们将举例说明使用、及共沸混合物作发泡剂的优点。也将介绍其典型的热传导系数及与其它替代物的比较。同时也对泡沫的燃烧特性进行验证。概述苏威公司致力于开发一种为零的泡沫塑料（聚氨酯、苯酚类、聚苯乙烯聚乙烯塑料）的发泡剂，以替代。由年起，苏威就陆续发表了一系列有关研究开发替代的论文。如表所示，的沸点约为℃，导热系数为·。对早期研究得出的很多物理特性进行了重新计算。表所给的是压力和密度方面最新的准确的数据。表的主要特性名称分子结构相对分子质量沸点℃熔点℃－临界温度℃临界压力℃时气相热导率··－沸点蒸发潜热·－最低起燃能量燃烧极限体积～表的物理参数温度蒸气压液体密度气体密度℃×－－－“研究”显示环保方面的优越性具有年相对较短的大气存留时间和相对较低的温室效应系数──～（，年月报导）。虽然对室温效应的贡献相对而言非常有限，但仍然属于温室效应气体。作为的生产商，苏威公司认为有必要以存留周期估算来量化采用发泡剂发泡的绝热泡沫的概论和环保方面的竞争性。以作为发泡剂和绝热气体用于绝热用途的聚氨酯泡沫的研究项目由四个合作伙伴共同完成，分别是（巴斯夫集团成员），，和苏威氟及衍生物有限公司。由于具有较低的值·，因而它可以给泡沫带来优于其它替代物如碳氢化合物的绝热效果。在作为绝热材料时，在其使用期限中，较其它以碳氢化合物或者水发泡的泡沫节约更多的能量，这足以补偿发泡剂本身的温室效应（）。使用单一的环境参数，如作为化合物的考察标准将会产生误导的。方法提供更为合理和平衡的比较基础。通过全面分析比较证明最具潜力成为高性能聚氨酯泡沫的环保发泡剂，用以替代。不可燃混合物安全与操作的燃烧性能介于我们熟悉的和具燃爆性的碳氢化合物之间。需要强调的是由于分子结构中含有氟原子，其燃烧性比任何一种碳氢化合物都要低。因此的燃烧极限相对较高——空气中体积比为，燃烧热亦较低。欧洲现有标准把纯的定义为“可燃液体”。但同时，根据所谓的“欧洲”标准，的可燃性不会明显影响到泡沫本身的燃烧性能。苏威已决定向全球供应由与混配而成的不可燃混合物、混合物与及正戊烷的燃烧性比较见表。表几种发泡剂燃烧性能的比较性能指标沸点℃密度℃燃烧下限％燃烧下限空气燃烧上限％闪点℃最低起燃能量自燃温度℃燃烧热欧无无正戊烷对而言，空气中含量为体积比时起燃能量最低。℃时最低起燃能量（）为。相比之下，正戊烷室温下的起燃能量为，因此只需非常低的能量就可将其点燃。虽然相对于碳氢化合物而言，的燃烧危险性显得并不重要，但根据欧洲法规，必须按可燃性液体对待，进行操作。在欧洲，可燃物通常用符号和危险性代码表示。混合物的性质采用不可燃的发泡剂作为的替代物具有特别重要的意义。因为不可燃的发泡剂既可用于一般标准要求的生产设备，也可用于要求发泡剂使用安全和易于处理的严格标准的生产场合。含有的混合物没有闪点，因此属于不可燃液体。应该注意的是该混合物是非共沸混合物。如果其中的在使用中蒸发掉就会变成可燃液体。为了安全起见，苏威公司推广的加有的，以便有的安全余量。该混合物的起沸点约℃。表列出了该混合物的重要参数。表混合物（）主要特性混合物组成分子式质量比沸点范围℃密度℃－蒸气压℃气相热导率··－℃起燃温度℃最少起燃能量℃燃烧热·－燃烧极限体积闪点无虽然该混合物是不可燃，但其在空气中的可燃极限为％～％体积比，类似于。最小起燃能量值也是全面评价产品可燃性的重要依据。上述参数是在一个官方检验室对多种组成进行检测而得出的数据。由于是非共沸混合物，同时也因为混合物中不可燃的组分是最易挥发的，如果可以蒸发（在开放环境下），则混合物的组成将会改变。为了避免混合物变成可燃物，混合物只能在封口封紧的密闭容器内存放。盛装的桶必须加以保护，避免破损、过热和阳光直射。不能在℃及以上的环境下打开桶盖。储存的桶里，气相中含有逐渐增多。随着时间的推移或经多次分装，将导致储罐中的液体变成可燃物。图发泡剂在聚氨酯原料中的溶解度众所周知，在聚氨酯原料和聚氨酯泡沫中都是具有很高的溶解度。这对工艺有好处，但会导致泡沫的部分塑化。在聚氨酯原料中的溶解度更为适当，发泡泡沫具有非常精细的泡孔。与相比，在多数应用中可以降低泡沫密度。液态在泡沫中的特性更象。与液态的化合物相比，碳氢化合物在聚氨酯原料中的溶解度很有限。环戊烷是个例外，然而由于其对泡沫基体有很高的致软性，导致泡沫存在稳定性问题而至今尚未在阻燃泡沫上使用。使用及其混合物的发泡试验对泡沫进行评估需要连续不断地进行工业化规模的试产。试产证明，由于合适的溶解度，所有泡沫都有精细的泡孔。泡沫的值最引人注目，均以的参数为基准进行比较。由以往论文的报道和半技术性试验得出的结论，已经证明了在泡沫中的老化性能与一样好，而其发泡泡沫的值则明显优于用碳氢化合物发泡的泡沫。新的试验（试产）是在商品化生产工厂进行的，以检查及其混合物的适应性。试产采用标准的原料和现有的配方在现有的工厂上进行。我们主要进行了层状发泡、钢板三明治发泡和喷涂泡沫的试产。层压泡沫板采用高压发泡设备，生产出常用泡沫密度和厚度为的泡沫。经过一些改进后，把纸面改为铝薄板。表列出了相关的参数。铝薄板面发泡泡沫的物理性能在预料的范围内。特别令人高兴的是导热系数上的收获。起始值是按标准程序在℃时测出，和标准泡沫的差别仅为·。表厚度的连续发泡泡沫板参数纸面纸面铝薄板面发泡剂质量份密度·－压缩强度水平闭孔率℃时的导热系数初始值··―钢板三明治泡沫板钢板面泡沫板在连续泡沫板生产线上生产出来，建筑用夹心板泡沫厚度为的泡沫的性能见表。泡沫与金属面的粘合也很好。在℃导热系数的初始值低于·。表连续生产聚氨酯夹心板项目指标质量份密度·－压缩强度闭孔率℃时的导热系数起始值··―房顶喷涂泡沫房顶喷涂泡沫的试验采用与相同的系统，只是发泡剂改用了。比较在相同的条件下喷出的类泡沫和泡沫。周后在℃时测得的泡沫的值小于·，对于密度如此之高的泡沫而言，该值是非常好的了。喷涂泡沫的表面也没有出现“爆米花”的现象。表列出了其中最重要的参数。表屋顶喷涂泡沫的性能，层，总厚度为层，总厚度发泡剂质量份密度·－压缩强度密孔率周后℃的导热系数··－混合发泡剂的比较．以下的试验是在相同紧压面条件下和基于份异戊烷的原系统上进行的。．不可燃混合物的用量相对于多元醇的量为份。．共沸发泡剂的试验是以份碳氢化合物为起始，加入直至到达共沸点的比例。水的份量尽量减少以达到相同的密度。．其中一个正戊烷共沸发泡剂的配方中加入了过量的作改进。．所有泡沫的密度在左右。所有值均在进行周储存后，并在℃下进行测定。表和表显示了不同混合发泡剂对值的影响。表泡沫板不同发泡剂的比较原样，异戊烷环戊烷的共沸物发泡剂及比率质量份密度·－周后℃的导热系数··－表泡沫板不同发泡剂的比较异戊烷的共沸物正戊烷的共沸物过量正戊烷的共沸物发泡剂及比率质量份密度·－周后℃的导热系数··－根据上述泡沫板的试验可知，的值最低。与环戊烷组成的共沸混合物在不需考虑发泡剂可燃性及要求达到最高的绝热性能的场合中可作为首选发泡剂。用加入以降低戊烷发泡中可能降低的水的含量，可使在现今戊烷发泡系统生产成本相当的条件下改善泡沫的性能。在需要采用不可燃发泡剂的场合，所有应用均可采用混合物。结论在以往文章的报导中对进行评估而得到了令人鼓舞的结果。这结果令我们决定在法国建立了中试车间生产。该中试车间一直都在生产运行中，使我们每年有几百吨的数量，供应给我们的客户，以便这些客户能在他们的设备上对进行系列、完整的实验和评价。为了检验产品在全球气候变化中对环境的影响，在欧洲合作伙伴的共同努力下，对进行了存留周期估算（）。该研究确认了以其杰出的绝热性能使之成为未来性能卓越、利于环保的发泡剂替代物。不可燃混合物（）相信是替代的最佳选择。因为按照欧洲法规，可按不可燃产品进行操作，而只需采取基本的预防措施。采用发泡的泡沫的基本性质类似于发泡泡沫的性质。前提是与配合的多元醇混合物需经优化。优化处理要考虑的两个基本特性：较低的极性使其在多元醇中的溶解度有一定的限度，以及较高的沸点可能导致在某些情况下温度很低时会冷凝。采用作发泡剂比采用碳氢化合物容易生产出高阻燃性的泡沫。在将来欧洲采用新的防火分级标准（测试和欧洲分级）后，这一点可能也将是评定发泡剂中非常重要的标准。参考文献
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零ODP发泡剂在聚氨酯硬泡喷涂行业中的应用与面临的问题
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零ODP发泡剂在聚氨酯硬泡喷涂行业中的应用与面临的问题.PDF
官方公共微信聚氨酯泡沫日渐环保
作者：Plastics Technology&&&&来源：PT现代塑料
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随着几乎完全转向“更清洁”的发泡剂，目前优先考虑的是调整发泡配方，以获得最佳性能和成本
聚氨酯发泡行业已经大部分转向使用“更清洁”的发泡剂，目前主要是致力于优化配方，使生成的泡沫更易加工，成本更低。在现在这个时候，行业受到前所未有的材料和能源价格上涨的冲击，使后一个目标尤其具有挑战性。替代发泡剂也有自己的性能难题需要解决，如系统相容性、流动性、绝缘值和尺寸稳定性等方面。
“生态环保”聚氨酯（PUR）配方在满足市场性能要求的同时成本降低，这是最近在休斯敦召开的聚氨酯2005年技术展览会重点关注的焦点，这次会议由聚氨酯工业联盟发起。
许多报告谈到建筑用硬泡材料，其目标是在保持性能的同时降低发泡剂成本和泡沫密度。发言者讨论了致力于达到这些目的的新型多元醇和表面活性剂。提升至通用板材层压机承诺可获得更短的维修停机时间。
汽车行业新发展包括最新的模内喷涂聚氨酯制皮技术，和新型不挥发添加剂，可显著降低汽车座椅生产时和生产后的挥发性有机化合物。
另外也讨论了创新的模块式工具系统，它使冷藏和冷冻箱的生产成本更低，灵活性更高。
发泡剂最新进展
目前几乎所有主要硬泡行业都完成了向臭氧损耗潜能值（ODP）为零的发泡剂的转化，大多数都依赖HCFC-141b作为主要的第一代替代物，来替代目前禁止的全氯氟烃（CFCs）。
目前主要的发泡剂包括氢氟烃—主要是HFC-245fa（$4/lb），以及在较少程度上HFC-134a（$2/lb）。它们通常用水量较高，可与二氧化碳共发泡。第二类主要发泡剂是碳氢化合物—异戊烷、正戊烷和环戊烷（50￠至60￠/lb）。也有更新的Foam Supplies公司提供的以甲酸甲基为基础的Ecomate，可单独供应或提供共混物，价格和戊烷在同一价格范围。据说Ecomate的绝缘性在高性能HFC-245fa和戊烷之间。
Oxid公司的新型高功能聚酯多元醇可以微调HFC-245fa硬
喷涂配方，生成尺寸稳定、一级防火的泡沫，用于墙面隔热保温。HFC-245fa以Enovate 3000为商品名，北美唯一的生产商是霍尼韦尔公司（Honeywell International），它在灌注产品隔热保温（冰箱和热水器）方面占主导地位，在墙、屋顶、容器和温泉浴室用硬喷涂发泡保温方面也处于领先地位。
在对成本更为敏感，主要应用于屋顶的聚异氰酸酯（PIR）板材隔热保温领域，已经转向使用戊烷。
整体转变的一个例外是金属面发泡板，它仍允许使用ODP值较低的HCFC 22和142b，联邦环境保护局（EPA）的目标是在2010年前终止使用。行业统计数据仍主张，尽管HFC-245fa也是一种候选材料，但基本上使用戊烷，这个行业已经发生了显著变化。
这次会议上，Foam Supplies公司报道其Ecomate产品，在过去四年里已应用于饮水机和大型冷却器的隔热保温，现在又开发了新用途，用于灌注领域，如门板的生产。公司与某些大型多元醇和表面活性剂供应商共同努力，发现了在其它硬泡行业的应用潜力，如在板材中替代戊烷；用于顾虑HFC-245fa成本的喷涂发泡；也许甚至能用于更保守的电器行业。
据公司介绍，Ecomate具有高溶解性、低分子量、较高的发泡效率和低挥发性，用量可低于HFC-245fa和HCFC-141b。例如，一个HCFC-141b用量为15%的系统可能只需要5%至6%的Ecomate就可以获得同样的密度。
不论使用哪种发泡剂，了解在加工过程中发生了什么变化都是发泡配方设计师最为关心的。“找出有多少发泡剂在聚合物基体中，有多少保留在泡孔中对于配方的优化非常关键，也是泡沫性质的决定性因素，”Mary Bogdan解释道，他是位于纽约州水牛城（Buffalo）的霍尼韦尔研究实验室Enovate技术服务和应用集团的首席科学家。
霍尼韦尔的研究员确定目前还没有单一的分析技术可以很容易地定量发泡剂在聚氨酯泡沫中的分布。因此，他们正在研究一种实用经济的方法来确定发泡剂在聚合物和泡孔气体中的含量，以及发泡反应时发泡剂的排放量。
最佳屋顶板
根据亨斯迈先进技术中心（Huntsman Advanced Technology Center）的研究结果，PIR板材制造商有机会通过选择使用戊烷发泡剂，在保持并增强性能的同时降低成本。在最初不使用氟氯烃（HCFCs）时，许多PIR板材制造者选择80/20环戊烷/异戊烷混合物。亨斯迈的研究人员研究了改变戊烷组分对PIR板材关键性能标准的影响，正如ASTM C版所定义的一样，与1998版相比，它对厚度方向的最低抗压强度和板材的尺寸稳定性提出了更严格的要求。
亨斯迈先进材料中心的研究表明异戊烷/正戊烷共混物与广泛使用的环戊烷/异
戊烷共混物相比，产品具有更高的抗压强度，且成本更低。用七种发泡剂组合测试了配方：80/20环戊烷/异戊烷；100%异戊烷；70/30异戊烷/正戊烷；30/70异戊烷/正戊烷；100%正戊烷；64/28/8异戊烷/正戊烷/异丁烷；以及73/19/8环戊烷/异戊烷/异丁烷。
结果显示全异戊烷或者富含异戊烷与正戊烷的混合物都具有在保持或增强性能同时节约成本的最大潜力（如图）。据研究人员介绍，由于异戊烷和正戊烷的价格比环戊烷低很多，可以降低成本。另外，抗压强度和尺寸稳定性的数据指出单独使用异戊烷或者异戊烷作为主要成分与正戊烷共混，制成的板材在满足结构、隔热保温和耐火要求的同时，具有更低的泡沫密度和更低的成本。墙用阻燃喷涂泡沫
HFC-245fa是最合理的用于内墙喷涂隔热保温的“清洁“发泡剂，因为它不象戊烷或气态HFC-134a的那样需要昂贵的设备改进。不过245fa向配方设计师提出了三顶关键挑战，而这些对于HCFC-141b是不成问题的。第一，它较低的沸点（低于60F）会引起材料处理和圆筒中蒸气压力问题。第二，相对于HCFC-141b，不含氯和较高的碳氢含量减弱了其耐火性能，使其很难通过防火一级（4英寸厚）。第三个劣势就是其较高的成本。
针对这一权衡比较，Oxid L.P.公司的研究人员计算出怎样使用高功能多元醇混合物来微调HFC-245fa聚氨酯喷涂配方，以获得尺寸稳定的一级防火墙用隔热保温泡沫。在一系列研究中，Oxid公司把HFC-245fa的填充量限制在总树脂共混料的8-9%（通常为12-15%），剩余的发泡剂用水代替。这样解决了蒸汽压力问题，但由于异氰酸酯/水反应生成大量的二氧化碳，牺牲了尺寸稳定性。通过使用最新开发的具有更高功能性的聚酯多元醇，允许在多元醇总混合物中聚酯含量更高，因而研究人员能够降低水含量。
Oxid公司的新型Terol 256和925聚酯多元醇可生产尺寸稳定、一级防火（4英寸）泡沫。当树脂中聚酯含量超过42%，水含量低于2%时可获得最低的烟雾不透光度。研究人员发现Terol 925由于具有较高的功能性，填充量甚至有希望高达45%。
新型应用表面活性剂
据报道GE Silicones公司的新型硅胶表面活性剂可以改善以ODP值为零的发泡剂发泡的冰箱和热水器灌注硬泡。例如，我们看到新型Niax L-6952可以使HFC-245fa泡沫的流动性和隔热保温性能最大化。
GE公司的研究人员也提到戊烷发泡泡沫，因为戊烷越来越普及—尤其是在欧洲—这主要是由于其相比HFC-245fa，较低的成本和更小的全球变暖趋势。我们发现新型Niax L-6885在环戊烷发泡泡沫表现最好，可以提高流动性、隔热保温性能，和溶解性—一个使用戊烷经常遇到的难题。目前发泡剂还在试验异戊烷和正戊烷，它们两种的树脂相容性都比环戊烷差，为此GE公司开发了Niax L-6889，它可提供更高的戊烷溶解性能。
高性能层压机
拜耳（Bayer）旗下的Hennecke机械集团报道了其板材层压机的最新进展，近十年来它在北美地区已得到广泛应用。据Hennecke公司介绍，它的特色是以两台交流发动机，而不是一台来驱动两根传输皮带。这一改变减少了机械部件，如偶合器和齿轮箱的数量，从而减少了维护。
为了对抗小块泡沫常见的聚集，它在生产时会破坏板材边缘，在层压皮带下变得更紧密，Hennecke公司在机器的两边沿底边添加了新的出渣门。门可以在现场根据现有层压机翻新改进。
Hennecke公司也有一种新型液压混合头，与标准弹簧头或气动型号相比，所需操作维护最少。目前操作者可以在注射器清洁间进行多次灌注，灌注开始和完成快速清洁。在不灌注时，新型混合头再次循环化学品。
Hennecke机械公司泡沫板材层压机的一种最新升级是液压混合头，
比以前型号所需清洗频率更低。喷涂制皮新发展
巴斯夫（BASF）公司、Linden公司（Linden Industries）和Cannon公司展出了最新的聚氨酯喷涂制皮设备和材料，生产的产品具有弹性体皮层和刚性/柔性泡沫型芯。他们聚焦于“软皮”汽车用途，如控制台、仪表板、仪表盘和内饰门板，聚氨酯是除PVC、TPU和TPO以外的另一选择。
瑞士Isotherm公司的新型喷涂制皮设备（最新由Linden公司提供）已经用于制造医药垫和拖拉机座椅衬垫。Linden公司目前致力于把此设备用于汽车内饰件，因为它允许超薄均匀的皮层喷涂，最薄可达0.3至0.4mm，产量低至10g/sec。
喷涂制皮技术的最新发展是取代高压计量设备 — Isotherm公司的PSM 90和PSM 3000—用于低压混合。自清洁高压混合头因为每次灌注后无需溶剂冲洗，提高了生产率。
Cannon公司的新型喷涂制皮系统把聚氨酯弹性体喷入受热开口模具，让成品部件具有皮制外观和感觉。机器为紧凑型单框架设计，包括受压日槽、带磁力连轴器的径向活塞泵、带体积流量计和变频驱动的闭环控制、低压和高压化学过滤器及流量速率显示。
喷涂制皮聚氨酯弹性体技术可以生产带聚氨酯皮层的汽车衬垫，
它能够挑战其它面层材料，如PVC、TPU和TPO。Cannon公司液压混合头为自清洁高压型。装在混合头上的还有一根棒、喷嘴和用于溶剂清洁棒及喷嘴的冲洗盒。棒允许喷入仪表盘上很深的切槽内。
Cannon公司的另一新产品是附加注射系统，允许根据需要在混合头引入多股颜料流。它可提供第三种组份的实际上瞬时注射。操作者可以在一个模具上喷上一种皮层颜色，然后在下一个模具加上另一种不同颜色皮层。Cannon公司的实现途径是：在需要着色剂时瞬间降低多元醇和异氰酸酯的流动速率，然后在着色剂不再需要时，把组份的流动速率重新恢复正常。
巴斯夫公司报道了其Elastoskin芳香族聚氨酯弹性体，它是一种100%固体双组份系统，在喷涂喷嘴前立即混合，随后马上开始反应。如果是喷在热模具上，60秒内就可以脱模。Elastoskin在低硬度下具有较高的拉伸强度，低温感觉始终如一。它已经被用于别克（Buick）、奥兹莫比尔（Oldsmobile）和卡迪拉克（Cadillac）等车型的仪表板和门板，大多数情况下成本低于聚氯乙烯和其它皮层材料。
“不挥发”添加剂
聚氨酯添加剂供应商面临挑战，要为汽车和其它工作用途提供低挥发或不挥发的添加剂。空气化工产品公司（Air Products and Chemicals）报道了其不挥发的催化剂和表面活性剂，用于汽车座椅和其它用途的高回弹成型泡沫。新型Dabco NE 1070和NE 300催化剂是相对常用叔胺的另一种选择，许多叔胺在特定条件下会挥发。空气化工产品公司使催化剂功能化，与异氰酸酯反应，共价接合在聚合物网络上，这样催化剂在成品中就不会挥发。空气化工还通过较高的分子量和极性，降低了催化剂的气味和挥发性。
通过一种创新的不挥发硅胶表面活性剂Dabco DC 6070，这些催化剂的性能得到进一步增强。据报道包含这两种产品的高回弹泡沫其总体挥发量显著降低。不过研究人员发现用这种新型催化剂生产的TDI泡沫，其湿老化物理性能只能勉强满足OEM技术要求。于是又开发了XF-U13015，据报道这种添加剂可以让热老化和湿老化性能重新满足技术要求，也显著提高了撕裂强度和压缩变定。这种新型添加剂将很快商业化。
原载国际物料商情(end)
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