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聚氨酯硬泡的导热系数是其最重要的性能之一，其保温性能的高低对最终制品的节能有非常重要的作用。在不同应用领域下，聚氨酯硬泡的导热系数差别较大，比如制冷器具的导热系数由于聚氨酯硬泡的配方、发泡参数以及工艺生产等导热系数一般较低，而冷库板或者其他高强度密度的聚氨酯硬泡或者全水发泡体系等，导热系数一般相对较高，那么单纯从聚氨酯硬泡最实际应用领域中看，聚氨酯硬泡的导热系数最低能做到多少呢？或者未来的潜力能做到多少呢？
目前在制冷器具中，采用纯LBA发泡体系等大概能做16.5-17.0mw/mk，那么继续下探能下探到多少呢？
在聚氨酯硬泡中提升导热系数的方案无非就是更换发泡剂、调整配方、加快反应速度和脱模时间、改善生产工艺，提升发泡过程中成核能力。那么从分别来看到底能提高到多少呢？
首先是发泡剂，发泡剂影响聚氨酯硬泡中的气相导热系数，那么其本身的导热系数对决定着泡沫内部的气相导热，从如下表格可以看到R11的气相导热系数最低，曾经其做出的聚氨酯硬泡的导热系数达到17 mw/mk，后来因环保原因弃用，转换成环戊烷或HFC\HFO类，其导热系数升高，但随着戊烷、HFC、HFO演变，导热系数逐渐降低。为了测试LBA条件下能否继续下降，曾经测试过LBA+含氟助剂的发泡体系，导热系数在情况好的时候能做到16.3-16.5mw/mk左右，但是成本较高，而且实施起来工艺难度较大。
从发泡剂目前商业化的现状来看，发泡剂已经做到LBA体系，但是还未有导热系数更低的发泡剂出现，短期内通过新的发泡剂来改善导热系数没有太多可能性。
不同发泡剂的聚氨酯泡沫导热系数
发泡剂的环保政策要求
另外，从图上可以看出除了可以通过提升发泡剂以外，改善发泡配方也可以改善导热系数，比如环戊烷体系，通过调整多元醇的组分、反应速度、流动性等等，但是当发泡剂导热系数越低时，其调整配方来改善导热系数的空间越小。
除此之外，可以通过改善发泡工艺来实现导热系数的下降，比如多枪发泡，包括制冷器具的多枪发泡、冷库板的分流注料等等，这样可以提升发泡料的反应时间，缩短流动距离，比如一枪与多枪发泡的环戊烷体系可能导热系数有个3-5%的改善。另外一种是陶氏和康隆合作开发的负压发泡，通过辅助发泡，聚氨酯硬泡的导热系数大概有个3-5%的降低。
那么如果将最好的发泡体系与最佳的发泡工艺结合的话，聚氨酯的导热系数会下降到什么程度呢？曾经将纯LBA+含氟助剂的体系与多枪工艺或负压发泡工艺相结合的方式进行制备聚氨酯硬泡发泡块，按照制品的要求参数进行发泡，并且取相对较好的泡沫，但是导热系数仅仅有0.3-0.5mw/mk的改善，大概有1-2%的改善空间，导热系数最多到16.1-16.3mw/mk的样子。
那么聚氨酯硬泡的导热系数下限在哪里呢？聚氨酯硬泡作为固体保温材料，那么首先看固相保温材料目前最低的导热系数能做到多少呢？
气凝胶作为最轻的保温材料，通过溶胶凝胶法，用一定的干燥方式使气体取代凝胶中的液相而形成的一种纳米级多孔固态材料。气凝胶是当前世界上最好的隔热材料。利用气凝胶的隔热性能，可以制作出气凝胶新型高效隔热复合材料。
气凝胶的隔热原理如图中所示，其气相传导基本为零，传热路径无限长、无穷多的遮热板这些导致其导热系数较低，通过查询文献及新闻报道及咨询知名大学机构，其导热系数理论上可以做到12-14mw/mk，属于目前已经最低的固体保温材料。但是如此低的保温系数时，气凝胶不具有实用性，其性能易碎，无法商业应用。
气凝胶的保温隔热原理
但是从此可以看出，聚氨酯的导热系数还达不到气凝胶的导热系数，或者说气凝胶是聚氨酯硬泡导热系数的可能下限。但如果考虑实际的商业化应用的话，聚氨酯导热系数的下限是不是要上提呢，比如14.5,15或者15.5mw/mk呢？
另外我们从超临界发泡做热塑性的塑料泡沫的现实文献去看，曾经与国内某知名院校做过交流，其采用超临界二氧化碳或者氮气发泡的PMMA或者PET等，其泡孔直径可以做到几百nm之间，导热系数做好21mw/mk，假如以21mw/mk来作为此泡沫的导热系数，而二氧化碳的导热系数13.7mw/mk，也就是说此泡沫的固相和热辐射传导系数仅有7.3mw/mk，这可能代表目前发泡材料的固相和热辐射传导系数的比较低和先进的水平。
超临界发泡形成的PMMA泡沫
类似聚氨酯泡沫，那么聚氨酯泡沫的固相和热负荷导热系数也可能在7.3mw/mk，那么加入聚氨酯泡沫导热系数要到15mw/mk，那么气相导热系数要在7.7mw/mk，那么从发泡剂的图中可以看出，R11最低的导热系数都在8mw/mk，从目前发泡剂的技术上来看，实现难度比较大，但是不排除未来进一步的可能性。
总结来说，目前聚氨酯硬泡在实际应用中，通过原材料调整、工艺调整以及配方调整等最低能做到16.X mw/mk的导热系数，继续往下做目前难度较大。另外从气凝胶的理论导热系数在12-14mw/mk以及超临界发泡形成的微纳米泡沫的固相和热辐射的导热系数来看，聚氨酯的下限到底在哪里，可能是14-16mw/mk之间，但是这需要投入很多新技术、新工艺等来改进，但是至少可以确定的是聚氨酯突破气凝胶的理论极限而实现商业化应用基本是难度非常大。
