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ODS替代迫在眉睫 二氧化碳发泡技术引关注

来源:中国化工报浏览量:90日期:2018-08-13

 

 生态环境部7月28日启动消耗臭氧层物质(ODS)执法专项行动以来,山东、广东等多个省份已经开始对重点企业进行督察。聚氨酯硬泡发泡剂作为ODS淘汰的重点领域,泡沫和组合料生产企业是督察的重点。业内专家表示,加强ODS淘汰执法的同时,在聚氨酯硬泡发泡剂类ODS替代上,还需要新技术的开发,尽快推广价格低、性能好、使用方便的新方案。

 ODS替代任务艰巨

  生态环境部表示,此次ODS执法专项行动,目的在于查找和打击涉ODS(特别是CFC-11)违法行为,确保履约成果。对于非法生产ODS物质的企业,将依法严厉查处。

  据了解,ODS包括HCFCs(氢氯氟碳化物)、CFCs(氯氟烃)、哈龙等多类物质,主要用于制冷、清洗和发泡。我国生产和消费的ODS包括6类94种,目前是全球最大的HCFCs生产、出口和使用国。此前,CFCs已经遭全面禁用。作为我国HCFCs应用最多的行业,聚氨酯泡沫行业正在逐步淘汰HCFCs发泡剂。根据《蒙特利尔议定书》,聚氨酯行业HCFCs将在2025年底完全淘汰。

  事实上,聚氨酯行业ODS淘汰任务依然艰巨。“聚氨酯泡沫行业由于集中度较低,企业水平参差不齐。一些小企业缺乏ODS淘汰积极性,市场确实存在不规范现象。发泡剂ODS替代的技术推广和监管力度还需要进一步加强。”一位不愿具名的业内人士表示。

  完美替代技术难寻

  从目前应用的情况来看,各类发泡技术或多或少存在一些不足,这也是聚氨酯ODS替代难的主要因素。

  据南京林业大学教授罗振扬先容,第二代发泡剂HCFC-141b(一氟二氯乙烷)具有较高的消耗臭氧层潜能值(ODP值)和全球变暖潜能值(GWP值),在发达国家已淘汰了其生产和应用,中国也限期淘汰。第三代物理发泡剂HFC-245fa(五氟丙烷)、HFC-365mfc(五氟丁烷)虽然不会破坏臭氧层,却是强温室气体,GWP值很高,对生态环境有破坏,欧美国家将于2020年前后禁用。当前,霍尼韦尔和科慕化学分别大力推广第四代物理发泡剂LBA(三氟氯丙烯)和Opteon-1100(六氟丁烯),其环保性能大幅提升(零ODP,低GWP),但制备工艺复杂、价格高昂。

  在这样的背景下,全球聚氨酯行业纷纷开展新型发泡技术的研究工作。当前应用得比较成熟的技术有碳氢替代技术和全水发泡技术等,这也是我国聚氨酯ODS淘汰的主要替代技术。

  罗振扬表示,碳氢发泡剂主要是环戊烷,由于具有易燃易爆的特性,对生产设备、厂房、运输和储存等有严格的要求,应用有一定的局限性。

  “在全水发泡体系中,要求多元醇与水具有良好的相溶性,需要增加异氰酸酯的用量,泡沫产品部分性能参数也存在不足。” 罗振扬说。

  中国方案成为焦点

  记者了解到,环保、安全、价格低、性能好、使用方便的聚氨酯发泡剂,已经成为行业研发的重要方向,特别是喷涂硬泡聚氨酯领域。

  据罗振扬先容,喷涂硬泡聚氨酯能广泛应用于冷库、外墙体的保温、热力管道等领域,但是喷涂泡沫ODS淘汰还缺少完善的替代技术。环戊烷因为燃烧和爆炸的风险不适用于喷涂泡沫,全水发泡产品保温性能较差,第四代发泡剂成本较高。此外,由于喷涂行业有很多小企业、小作坊,给ODS淘汰的管理上增加了难度。

  针对这些难题,我国聚氨酯行业也开展了技术攻关。近日,绍兴市华创聚氨酯有限企业开发出全球首台适用于超临界CO2发泡喷涂高压发泡机。该企业总经理相明华先容说,该技术具有安全、节能、环保、高效、成本低的优点,ODP为0,GWP极低;无毒,不燃;能有效减少水消耗和黑料的用量、价格低廉;发泡效率高,沸点低,可以改善冬季施工问题;装备集成度高,轻便小巧可移动,施工方便。目前该企业在宁波、无锡、杭州等地完成数十例工程案例,得到客户的好评,并通过了科技成果鉴定,整体达到国际先进水平。

  此外,山东理工大学自主研发的新型无氯氟聚氨酯化学发泡剂,经化学反应释放CO2,在喷涂和板材领域使用效果明显。目前,该技术的大规模生产装置已经在规划建设中。

  “这两项技术最终均使用CO2作为发泡剂,为喷涂、板材、管道保温以及深冷等领域的ODS替代提供了解决方案。”中国聚氨酯工业协会秘书长吕国会表示。

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