即使不懂化工，你也一定聽說過氟利昂，和一度廣為宣傳的“無氟冰箱”。實際上，氟利昂等氯氟烴類物質(zhì)因其低沸點等特性，不僅能作為空調(diào)壓縮機(jī)的制冷劑，還可以作為聚氨酯泡沫的物理發(fā)泡劑。隨著其對大氣臭氧層的破壞作用被逐漸明確和重視，使氯氟烴在制冷劑和發(fā)泡劑領(lǐng)域均加速了淘汰和換代進(jìn)程。
7月6日，淄博正華發(fā)泡材料有限公司和山東理工大學(xué)共同開發(fā)的全球首創(chuàng)無氯氟聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑在山東淄博進(jìn)行墻體噴涂應(yīng)用試驗取得成功。這為世界聚氨酯產(chǎn)業(yè)摘掉氯氟元素的緊箍咒、開啟綠色發(fā)展的新篇章邁出了重要一步。
無氯氟聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑在山東淄博進(jìn)行墻體噴涂應(yīng)用試驗。(本報記者 徐巖 攝)
綠色環(huán)保 定義產(chǎn)業(yè)新方向
“我們開發(fā)的聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑不含氯氟元素，可以完全替代現(xiàn)有含氯氟烴的物理發(fā)泡劑，為世界聚氨酯產(chǎn)業(yè)淘汰‘消耗臭氧層物質(zhì)'、減少溫室氣體排放找到了一條全新出路。無氯氟聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑CFA8是目前世界上除水外，唯一一種能與異氰酸酯反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w的有機(jī)化合物，為聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑的開發(fā)研究奠定了理論基礎(chǔ)，重新定義了聚氨酯產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向?！睂＠夹g(shù)發(fā)明人、山東理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院教授畢玉遂告訴中國化工報記者。
1987年，《蒙特利爾議定書》國際公約約定：在世界范圍內(nèi)完全禁止使用氟利昂作為發(fā)泡劑;歐美等國家目前已完全禁止生產(chǎn)和進(jìn)口第二代化學(xué)發(fā)泡劑HCFC-141b。中國承諾在2030年以前完全禁止生產(chǎn)和使用HCFC-141b。為了填補(bǔ)市場空白，第三代物理發(fā)泡劑HFC-245fa和HFC-365mfc應(yīng)運(yùn)而生，但在生產(chǎn)過程中依然產(chǎn)生大量破壞臭氧層的物質(zhì)，而且會產(chǎn)生溫室效應(yīng)。
無氯氟聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑在山東淄博進(jìn)行墻體噴涂應(yīng)用試驗。(本報記者 徐巖 攝)
“目前，美國在力推第四代物理發(fā)泡劑，第四代發(fā)泡劑更環(huán)保安全，但全球變暖潛能值(GWP)仍大于1，分子中依然含有氟氯元素，對臭氧層的破壞無法避免。”畢玉遂說，這些物理發(fā)泡劑隨著環(huán)保性能的提高，價格也在成倍增加。
“而CFA8消耗臭氧層潛能值(ODP值)為零， GWP值為1，壽命期氣候性能LCCP最低，是一種全新的綠色環(huán)保、安全的化學(xué)發(fā)泡劑?！碑呌袼煺f。
畢玉遂介紹，應(yīng)用該發(fā)泡劑生產(chǎn)的聚氨酯材料壓縮強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)較低、尺寸穩(wěn)定性良好。2013年，以舒興田、吳慰祖、汪燮卿三位院士等專家組成的鑒定委員會對這一科技成果進(jìn)行鑒定，認(rèn)為該化學(xué)發(fā)泡劑生產(chǎn)工藝流程設(shè)計科學(xué)合理、原料易得、成本較低，生產(chǎn)過程無三廢排放、清潔環(huán)保，材料各項性能符合相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，有望替代現(xiàn)有物理發(fā)泡劑。
“未來，我們有望生產(chǎn)出世界上最省電的冰箱等電器設(shè)備、制造出世界上保溫性能最好的LNG儲運(yùn)設(shè)備、建設(shè)出防火性能良好且最節(jié)能環(huán)保的建筑。”畢玉遂信心十足。
圖為媒體、專家查看噴涂聚氨酯泡沫效果。(本報記者 徐巖 攝)
填補(bǔ)空白 囊括全球大市場
記者采訪了解到，隨著蒙特利爾議定書的相關(guān)執(zhí)行期限越來越近，含氯氟元素的物理發(fā)泡劑將加速淘汰。無氯氟聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑CFA8作為物理發(fā)泡劑的唯一替代者，具有廣闊的市場空間，潛在經(jīng)濟(jì)價值巨大。
聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料性能優(yōu)異，廣泛應(yīng)用于冷藏保溫、建筑節(jié)能、太陽能、汽車、冰箱冰柜等產(chǎn)業(yè)。中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2014年全球聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料需求量為570萬噸，2014～2020年期間，需求量預(yù)計將以4.5%的復(fù)合年增長率上漲。聚氨酯發(fā)泡劑作為聚氨酯硬質(zhì)泡沫材料重要生產(chǎn)原料之一，也將擁有巨大的市場需求。未來幾年，聚氨酯發(fā)泡劑的用量將達(dá)60萬噸。
中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會秘書長呂國會告訴記者，此前，我國聚氨酯發(fā)泡劑的發(fā)展始終限制在國外公司設(shè)定的游戲規(guī)則中，承受著畸高的價格成本。他認(rèn)為，CFA8的產(chǎn)業(yè)化，不僅有望替代進(jìn)口，也為中國主導(dǎo)未來世界發(fā)泡劑行業(yè)規(guī)則提供了有力支撐。
“CFA8問世后，引起了環(huán)保部高度重視，2014年被列入聯(lián)合國多邊基金支持計劃。我們還得到了國知局有關(guān)部門的大力支持，現(xiàn)在已經(jīng)申請了國內(nèi)外一系列專利，構(gòu)建了完整的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系?！碑呌袼煺f。
成果轉(zhuǎn)化 尚需政策助力
在7月6日淄博舉辦的聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑應(yīng)用媒體見面會上，多位業(yè)內(nèi)專家表示，CFA8具有替代現(xiàn)有含氯氟烴物理發(fā)泡劑的巨大潛力，但要保證這一重大科技成果順利完成轉(zhuǎn)化，走向世界，還需要更多的配套措施和政策支持。
圖為聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑應(yīng)用媒體見面會現(xiàn)場。(本報記者 徐巖 攝)
中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會產(chǎn)業(yè)發(fā)展部副主任李永亮表示，要將新型聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑成果納入行業(yè)中長期戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃，強(qiáng)化對這一成果基礎(chǔ)理論研究、成果轉(zhuǎn)化、標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)、產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用研究支持力度。
中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會副秘書長韓寶樂表示，行業(yè)協(xié)會將積極關(guān)注替代物質(zhì)的發(fā)展，協(xié)調(diào)組織上下游企業(yè)的技術(shù)交流、應(yīng)用實驗，搭建合作平臺，為新型環(huán)保聚氨酯化學(xué)發(fā)泡劑提供展示舞臺，讓更多的下游廠商了解、試用直至規(guī)?；褂?，逐漸打開市場大門。
淄博市科技局局長牛圣銀建議，將淄博市聚氨酯聯(lián)盟提升為山東省級聯(lián)盟，在全省范圍內(nèi)推廣新型發(fā)泡劑產(chǎn)品?？萍季忠部紤]提供相應(yīng)的補(bǔ)貼，幫助企業(yè)迅速形成工業(yè)化生產(chǎn)能力。
“現(xiàn)有物理發(fā)泡劑體系已非常成熟，一些處于淘汰邊緣的物理發(fā)泡劑，因其低廉的價格，依然受到多數(shù)聚氨酯泡沫材料生產(chǎn)企業(yè)的青睞，被大量使用。這就需要政府下力氣、多舉措引導(dǎo)企業(yè)參與淘汰計劃。淘汰計劃進(jìn)展的快慢程度，將直接影響新型環(huán)保發(fā)泡劑的推廣和應(yīng)用?！?淄博正華發(fā)泡材料有限公司董事長侯永正說。
