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打破国际垄断 首创化学合成无氯氟聚氨酯化学发泡剂

  文章加入时间:2016年7月


  日前,在山东淄博正华助剂股份有限公司的生产车间,世界上第一种化学合成的无氯氟聚氨酯化学发泡剂成功完成了墙体喷涂应用试验和板材生产中的应用试验。这标志着,世界聚氨酯产业终于摘掉了氯氟元素的紧箍咒,开启绿色发展的新纪元。
  该项专利技术发明人、山东理工大学教授毕玉遂接受本报记者采访时表示,化学发泡剂的研制成功将彻底打破欧美对我国和全球的技术垄断,引领世界聚氨酯科学与技术的发展方向,为我国在世界上制定游戏规则获得话语权提供技术支持。
  记者在召开的新技术座谈会上了解到,由山东理工大学等研制的新型化学发泡剂于2012年在山东淄博正华泡沫材料有限公司建成中试装置进行了中试,2013年2月通过山东省科技厅技术鉴定。经环境保护部对外经济办公室推荐,2014年列入联合国多边基金支持计划。
  中国聚氨酯工业协会副秘书长韩宝乐告诉记者,具有自主知识产权的新型化学发泡剂的问世,对于提升中国制造,增强中国工业产品在国际上的话语权意义非常重大。中国石化工业联合会产业发展部副主任李永亮表示,我国有一批高技术处于产业化前沿,“十三五”期间将大力推进其工业化应用。
  聚氨酯发泡材料是使用氯氟烃的主要领域。聚氨酯面世70多年来,先后研发出四代聚氨酯物理发泡剂:第一代是氟利昂系列;第二代是141B(二氯一氟乙烷);第三代是HFC-245fa(五氟丙烷)和HFC-365mfc(五氟丁烷);第四代是LBA(1-氯-3,3,3-三氟丙烯、三氟氯丙烯)。
  “从第一代到第四代环保性相对越来越好,性能却越来越差,而且四代产品中均含有卤元素。“毕玉遂告诉记者,“四代发泡剂的生产过程都离不开卤代烃。”其生产过程伴随着污染、排放,特别是VOCS问题无法解决。产品都是氢氟碳,不仅破坏大气臭氧层,也是造成温室气体的重要来源(1吨氢氟碳相当于1万吨二氧化碳)。
  “含氯氟烃的发泡剂永远无法解决环保和安全问题。” 毕玉遂强调。
  政府间气候变化专业委员会(IPCC) 在第四次评估报告指出,氢氟碳化物的GWP值(全球变暖潜能值)是二氧化碳GWP值的11700倍,即使用1吨氢氟烃类物理发泡剂相当于向大气中排放11700吨二氧化碳,温室效应特别明显。
  世界各国政府于1987年签订的《蒙特利尔议定书》国际公约约定:在世界范围内完全禁止使用氟利昂作为发泡剂;欧美等国家在2003年完全禁止生产和进口HCFC-141b,作为发展中国家,中国承诺在2030年以前完全禁止生产和使用HCFC-141b。
  寻找新型替代产品迫在眉睫。就在世界各国聚氨酯产业陷入物理发泡剂“怪圈”无法自拔的时候,我国成功研发了新型环保聚氨酯化学发泡剂。其不含氯氟元素,可以完全替代现有含氯氟烃的物理发泡剂,为中国政府乃至世界各国提前完成《蒙特利尔议定书》、《京都议定书》、《巴黎协定》等国际公约提供了保障,为世界聚氨酯产业淘汰“消耗臭氧层物质”、减少温室气体排放找到了一条全新出路。
  经查新机构查新证明,无氯氟聚氨酯化学发泡剂CFA8是目前世界上除水外,唯一一种能与异氰酸酯反应产生二氧化碳气体的有机化合物,为聚氨酯化学发泡剂的开发研究奠定了理论基础,重新定义了聚氨酯产业发展方向。该类化学发泡剂消耗臭氧层潜能值为零,全球变暖潜能值为1,寿命期气候性能LCCP最低,克服了传统物理发泡剂生产和使用过程中破坏臭氧层的缺点,是一种全新的绿色环保、安全的化学发泡剂。应用该发泡剂生产的聚氨酯材料具有压缩强度高、导热系数较低、尺寸稳定性良好。
  专家鉴定认为,该发泡剂分子本身不含任何卤素元素,生产过程中也不涉及卤化反应,又能满足聚氨酯泡沫导热系数等性能要求,填补了世界空白,是真正意义上的替代产品。
  中国聚氨酯工业协会秘书长吕国会指出,无氯氟聚氨酯化学发泡剂CFA8研发成功之前,我国聚氨酯产业的发展始终被国外牵着鼻子走,在国外公司设定的游戏规则中,承受着畸高的价格成本。该技术研发和产业化将彻底改变这种尴尬局面,成为国家工业强基的一个重要支撑项目。使得我国政府在兑现国际承诺上增加了一个强有力的筹码,是民族工业的一个骄傲。
  专家指出,聚氨酯硬质泡沫材料具有质量轻、导热系数低、耐热性好、耐老化、容易与其他材料粘结、燃烧不产生溶滴等优异性能,被誉为“第五大塑料”,因其卓越的性能而被广泛应用于国民经济众多领域。如于冷藏保温、建筑节能、太阳能、汽车、冰箱冰柜等家电等产业。
  中国聚氨酯工业协会统计数据显示,2014年全球聚氨酯硬质泡沫材料需求量为570万吨,2014-2020年期间,需求量预计将以4.5%的复合年增长率上涨。
  聚氨酯发泡剂作为聚氨酯硬质泡沫材料重要生产原料之一,随着全球硬质泡沫材料市场的快速发展,也将拥有巨大的市场需求。未来几年,聚氨酯发泡剂的用量将达60万吨。
  随着蒙特利尔议定书的执行期限越来越近,含氯氟元素的物理发泡剂最终无法摆脱被彻底淘汰的命运。无氯氟聚氨酯化学发泡剂CFA8作为物理发泡剂的替代者具有广阔的的市场空间,潜在经济价值巨大。
  吕国会认为,CFA8的产业化,不仅可以完全替代进口,也为中国主导未来世界发泡剂行业规则提供了有力支撑。
  与此同时,专家对技术成果的转化表示担忧。“若要保证这一重大科技成果顺利完成转化,在全国范围内推广应用,甚至走向世界,与国外企业竞争,还需要更多的国家政策支持。”与会人士告诉记者。
  “我国已明令禁止和限制使用第一、二代发泡剂,但据我们了解,目前国内很多企业包括一些大企业还在使用,无视标准,无视法律,只顾赚钱,破坏环境。”企业人士告诉记者。
  毕玉遂表示,要想推广应用这一革命性、颠覆性的发明,单纯依靠市场的力量不行,政府的参与和支持是非常必要的,通过制定标准,加强监督和立法,强制推广使用无氯氟的发泡剂才能让这项技术造福人类。 
  为此,专家建议,首先,将新型聚氨酯化学发泡剂成果纳入国家中长期战略发展规划,强化对这一成果基础理论研究、成果转化、产业化及应用研究支持力度。从政策和资金扶持方面给予倾斜,使之发展成为世界聚氨酯发泡体系的新领域,并主导未来世界聚氨酯硬泡相关产业的发展走向。
  其次,国家主管部门及相关行业协会应该积极正确引导聚氨酯泡沫材料生产企业参与含氯氟烃物理发泡淘汰工作。由于现有物理发泡体系已非常成熟,一些处于淘汰边缘的物理发泡剂,因其低廉的价格,依然受到多数聚氨酯泡沫材料生产企业的青睐,被大量使用。这就需要政府下力气、多举措引导企业参与淘汰计划。淘汰计划进展的快慢程度,将直接影响新型环保发泡剂的推广和应用。
  第三,国家主管部门及行业协会应积极关注替代物质的发展,协调组织上下游企业的技术交流、应用实验。从国家层面搭建合作平台,为新型环保聚氨酯化学发泡剂提供展示舞台,让更多的下游厂商了解、试用直至规模化使用。在打开国内市场大门的同时,迈出走向世界的步伐。

文章摘编自:中国工业报


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