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CFC 替代技术

CFC 替代技术. 罗振扬 2008.5. CFC-11 在聚氨酯硬泡中的作用. 物理发泡剂 提供低的气体热导率. CFC-11 的优点和缺点. 优点：毒性极低，化学性质稳定，气体热导率小，沸点合适。 缺点：破坏臭氧层，因化学性质稳定而在大气层中寿命长达 60 年。 Cl· + O 3 —→ ClO· + O 2 ClO· +O —→ Cl· + O 2. CFC 的主要替代物. 替代发泡剂的物性指标. HCFC-141b 替代技术的优缺点. 优点：发泡剂毒性极低；发泡效率稍高；几乎无设备改造费用。

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CFC 替代技术

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Presentation Transcript

  1. CFC替代技术 罗振扬 2008.5

  2. CFC-11在聚氨酯硬泡中的作用 • 物理发泡剂 • 提供低的气体热导率

  3. CFC-11的优点和缺点 • 优点：毒性极低，化学性质稳定，气体热导率小，沸点合适。 • 缺点：破坏臭氧层，因化学性质稳定而在大气层中寿命长达60年。 Cl· + O3 —→ ClO· + O2 ClO· +O —→ Cl· + O2

  4. CFC的主要替代物

  5. 替代发泡剂的物性指标

  6. HCFC-141b替代技术的优缺点 • 优点：发泡剂毒性极低；发泡效率稍高；几乎无设备改造费用。 • 缺点：沸点稍高；气体热导率较CFC-11大；发泡剂是良溶剂。

  7. HCFC-141b泡沫特点 • HCFC-141b常温下是液体，沸点比CFC-11略高，发泡工艺特性与CFC-11相似，相对于气态的HFC如HFC-134a或液态的可燃性戊烷类发泡剂来说，工艺操作上比较方便，可以在CFC-11发泡的生产设备上使用，无需对CFC-11发泡设备进行改造。

  8. HCFC-141b泡沫特点 • 在所有的CFC替代候选物中，HCFC-141b的气体热导率相对较低，与泡沫的两大主要原料多元醇和异氰酸酯相溶性好，泡沫性能与CFC-11的相近。 • 在不增加设备的条件下可直接用HCFC-141b代替CFC-11，达到同样密度和相近物理特性泡沫体时，HCFC-141b的用量在一般情况下约为CFC-11的90%。

  9. HCFC-141b泡沫特点 • HCFC-141b发泡的聚氨酯硬泡导热系数比CFC-11体系略高，与CFC-11减半体系相当，经过配方改进后，泡沫的绝热性能能够做到与CFC发泡体系的相近。相对于CFC-11，HCFC-141b对冰箱内胆材料ABS及HIPS有一定的长期溶解作用，需对塑料内胆进行保护。

  10. HCFC-141b泡沫特点 • 用于生产冰箱或冷冻柜的HCFC-141b型聚氨酯硬泡，欲达到与CFC-11系统料同样的隔热效果，泡沫体密度需提高10%左右。

  11. 几种零ODP发泡剂的综合性能比较

  12. 水发泡技术分析 与CFC-11及环戊烷等物理发泡剂不同，水属于化学发泡剂，在发泡过程中与异氰酸酯反应生成脲，同时放出CO2，放出的CO2残留在泡孔中起到发泡的作用，故在制备聚氨酯泡沫过程中可通过改变水的用量来控制放出的CO2量，而获得不同密度的聚氨酯泡沫体。由于CO2不燃、无毒，臭氧消耗潜值(ODP)值为零且整个发泡工艺操作简单，对工厂现有设备无需改造。

  13. 全水发泡技术的缺点 • CO2热导率较高，泡沫绝热性能不好。 • 全水发泡体系粘度太大，流动性能不好。 • CO2扩散速度太快，泡沫尺寸稳定性不好。

  14. 全水发泡聚醚多元醇研究进展 • DOW公司 • Bayer公司 • BASF公司 • Stepan公司 • NPU • 广东科龙电器股份公司 • 江苏省化工研究所有限公司

  15. 国内水发泡应用现状 • 国内水发泡聚醚多元醇开发现状 • 国内全水泡沫应用现状

  16. 适用于全水泡沫的聚醚多元醇

  17. 国内全水泡沫应用现状 • 应用于集中供热管道保温的全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料 • 应用于建筑物隔热的全水发泡硬质聚氨酯泡沫塑料硬质聚氨酯泡沫塑料 • 应用于非连续法金属夹心板聚氨酯硬质泡沫

  18. 几种集中供热管道保温用全水发泡聚氨酯硬泡的性能几种集中供热管道保温用全水发泡聚氨酯硬泡的性能

  19. 在建筑物上应用的硬质聚氨酯泡沫塑料主要作为屋顶平面或坡面的防水、保温层，工业建筑结构的墙壁，冷藏建筑的隔热墙。密度在30～45 kg/m3范围。硬质聚氨酯泡沫塑料用于建筑保温，主要具有以下优点：(1) 特别是在寒冷、炎热地区的隔冷、隔热性能优异，节约能耗；(2) 现场施工，成型快，工期短（1000m2/8h）；(3) 使用寿命长，带表面覆盖层可达25年以上；(4) 比强度高；(5) 阻燃型具有良好的防火安全性；(6) 重量轻。

  20. 建筑用全水发泡聚氨酯硬泡的性能

  21. Dow公司的非连续法夹心板用聚氨酯硬泡Voracor CD794/Voracor CE101的性能

  22. BASF展宇（中国）有限公司用于夹心板全水发泡聚氨酯硬泡CH1301/2的性能指标BASF展宇（中国）有限公司用于夹心板全水发泡聚氨酯硬泡CH1301/2的性能指标

  23. 全水泡沫成本分析 注：多元醇以16.0元/kg，MDI以24.0元/kg计。 全水泡沫按体积计算，成本较HCFC-141b体系高17%左右。

  24. 全水发泡替代技术在HCFC-141b加速淘汰过程中的作用及展望全水发泡替代技术在HCFC-141b加速淘汰过程中的作用及展望 综上所述，全水发泡技术尽管在绝热性能方面较其它替代技术还有一定差距，但已经具备了在某些领域应用的基础。在中国CFC-11替代过程中没有成为主要的替代技术之一的原因，一是性能尤其在绝热性能方面明显劣于HCFC-141b和烷烃发泡技术，二是在成本上和上述两种替代技术相比也不占优势。因此，目前中国中小聚氨酯硬泡企业还是以HCFC-141b替代技术占主导地位。随着加速淘汰HCFC-141b工作的推进，全水发泡技术能否成为主流技术之一，关键在于和其它替代技术例如HFC-245fa替代技术成本比较，以及国家在建筑节能方面对泡沫性能要求的合理修订。

  25. 建议 • 密切关注国外聚氨酯界CFC替代技术进展，开展多种形式的技术交流，协助中国企业推进加速淘汰HCFC-141b工作； • 鼓励和支持国内科研机构和企业继续开展全水替代技术研究，开发适用的系列化聚醚多元醇和配套助剂，完善全水发泡系统技术，形成具有中国特色的HCFC-141b加速淘汰技术，满足不同领域尤其在建筑节能方面的应用要求； • 在推进HCFC-141b加速淘汰进程中，根据国情，适时修订聚氨酯泡沫在建筑节能应用中标准，推动全水发泡聚氨酯硬泡的应用。

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