HFC-fa型环保聚氨酯组合聚醚的开发.doc

HFC-245fa型环保聚氨酯组合聚醚的开发 2003中国聚氨酯行业整体淘汰ODS国际论坛论文集 芮敬功1 胡锋2 孔新平1 蔡达红1 (1．南京红宝丽股份有限公司 江苏高淳211300) (2．广东科龙电器股份有限有限公司 广东顺德) 摘 要：HFC-245fa具有ODP＝0、GWP值低等优点，是一种被誉为下一代中最有希望的新型环保聚氨酯发泡剂。通过合成新型聚醚多元醇及对配方的优化试验，解决了HFC-245fa聚氨酯硬质泡沫塑料导热系数高、表面发酥等难题，研制开发的H-Y61系列组合聚醚各项性能均达到或接近CFC-11型同类产品水平。 关键词：聚氨酯；硬质泡沫塑料；发泡剂；CFC替代 1 前言 聚氨酯硬质泡沫塑料（以下简称聚氨酯硬泡）是一种性能优越的高分子合成材料，具有密度小、强度高、导热系数低、粘接强度大等特点，是目前公认的最佳绝热保温材料，已广泛应用于冰箱、冰柜、冷藏集装箱及建筑、交通运输、石油化工管道、军用航空等诸方面。于上世纪二十年代末发展起来的CFC化合物在许多方面有着显著特性，如不可燃、无毒、有适宜的沸点、较低的气体导热系数及非常稳定的化学性质，被广泛用做喷雾推进剂、发泡剂、制冷剂及清洗剂等，其中CFC-11长期以来一直被视为聚氨酯硬泡的最佳发泡剂。但不幸的是，正是由于CFC化合物这一极其重要的稳定性，使其能够在大气中长期存在，透过大气对流层，到达大气臭氧层。并且由于CFC化合物中的氯元素能与臭氧发生反应，大量CFC化合物的生产和使用，将导致大气臭氧层的减少，破坏地球生态环境。CFC分解破坏臭氧层的过程是： CFClCl＋CFCl2 Cl＋O ClO＋O2 ClO＋O3 Cl＋2O2 自从1992年哥本哈根第四次保护臭氧层议定书缔约国大会决议以来，世界各国都开展了CFC替代技术的研究。发达国家已经禁用CFC物质，发展中国家也即将禁用CFC物质；聚氨酯硬质泡沫塑料是CFC-11的主要消耗领域，因此在聚氨酯硬质泡沫塑料的生产过程中，进行无氟替代工作就显得尤为重要。理想的替代发泡剂应具备以下的特性： （1）不易燃易爆，便于生产、贮运及使用； （2）低毒性、不致癌，对人无伤害； （3）化学稳定性好，便于加工操作； （4）气相导热???数低； （5）对环境无影响，是绿色环保产品。 在工业生产中，CFC-11的替代主要有以下四种方案，（1）50%CFC-11替代方案。（2）以HCFC-141b替代CFC-11方案；（3）环戊烷（包括环/异戊烷）替代CFC-11方案。（4）以CO2（即全水发泡）替代CFC-11方案。第一种方案随着CFC-11的全面禁用即将被废止；第二种方案因HCFC-141b臭氧消耗潜值不为零（ODP＝0.11）等因素，决定了它只能作为CFC-11的过渡性替代物；第三种环戊烷替代方案，因其对大气臭氧层无破坏作用(ODP＝0)等原因，而受到一些经济发达国家的青睐，但其易燃、易爆等因素限制了它的推广应用。第四种方案是一种较为经济和环保的替代方案，近二年的发展极其迅速，但由于其导热系数较高，从而限制了其应用范围，一般只用于管道保温等领域。 HFC-245fa（1,1,1,3,3-五氟丙烷）具有ODP＝0、GWP值低、不燃、无毒等特点，且不需对现有发泡设备进行较大改动即可使用，被视为最有前途的新一代环保型聚氨酯发泡剂，目前该产品已处于半工业化生产。各类应用试验已取得重要突破。 318 2003中国聚氨酯行业整体淘汰ODS国际论坛论文集 2 HFC-245fa的特性 2.1 HFC-245fa的物化特性 HFC-245fa是液体碳氢氟化物，它无色透明，比重大于水，具有较低的沸点和较高的蒸气压，蒸气导热系数高于CFC-11。HFC-245fa分子量与CFC-11分子量相近，在组合聚醚中的用量与CFC-11相当，HFC-245fa在聚醚多元醇中的溶解性总体来说是不错的。现将HFC-245fa与CFC-11的有关物理特性列于表1。 表1 HFC-245fa与CFC-11物理特性对比 HFC-245fa CFC-11 物理特性 CF3CH2CHF2 CFCl3 分子式 134.0 137.4 分子量 15.3 23.8 沸点/℃ 1.32 1.49 密度(20℃)/ g·mL-1 122.8 88.3 蒸气压(20℃)/ kPa －11.6 7.7 气体热导率/ mW·(m·K)1 HFC-245fa没有着火点和闪点，没有燃烧极限，在空气中不能形成燃烧和