Vaahdotusaineen käyttöönotto rakennusalalla käytettävälle polyuretaanijäykälle vaahdolle
Nykyaikaisten rakennusten energiansäästö- ja ympäristönsuojeluvaatimusten kasvaessa rakennusmateriaalien lämmöneristyskyvystä tulee yhä tärkeämpää. Näistä polyuretaanivaahto on erinomainen lämmöneristysmateriaali, jolla on hyvät mekaaniset ominaisuudet, alhainen lämmönjohtavuus ja muita etuja, joten sitä käytetään laajalti rakennusten eristämisessä.
Vaahdotusaine on yksi polyuretaanivaahdon valmistuksen tärkeimmistä lisäaineista. Vaikutusmekanisminsa mukaan se voidaan jakaa kahteen luokkaan: kemiallinen vaahdotusaine ja fysikaalinen vaahdotusaine.
Vaahdotusaineiden luokittelu
Kemiallinen vaahdotusaine on lisäaine, joka tuottaa kaasua ja vaahdottaa polyuretaanimateriaaleja isosyanaattien ja polyolien reaktion aikana. Kemiallisen vaahdotusaineen edustaja on vesi, joka reagoi isosyanaattikomponentin kanssa muodostaen hiilidioksidikaasua ja vaahdottaa polyuretaanimateriaalia. Fysikaalinen vaahdotusaine on polyuretaanikovavaahdon tuotantoprosessissa lisättävä lisäaine, joka vaahdottaa polyuretaanimateriaaleja kaasun fyysisen vaikutuksen avulla. Fysikaaliset vaahdotusaineet ovat pääasiassa matalalla kiehuvia orgaanisia yhdisteitä, kuten fluorihiilivetyjä (HFC) tai alkaaniyhdisteitä (HC).
KehitysprosessivaahdotusaineDuPont-yritys alkoi 1950-luvun lopulla käyttää trikloorifluorimetaania (CFC-11) polyuretaanikovavaahdon vaahdotusaineena ja saavutti paremman tuotteen suorituskyvyn. Siitä lähtien CFC-11:tä on käytetty laajalti polyuretaanikovavaahdon alalla. Koska CFC-11:n osoitettiin vahingoittavan otsonikerrosta, Länsi-Euroopan maat lopettivat CFC-11:n käytön vuoden 1994 loppuun mennessä, ja myös Kiina kielsi CFC-11:n tuotannon ja käytön vuonna 2007. Myöhemmin Yhdysvallat ja Eurooppa kielsivät CFC-11:n korvaavan HCFC-141b:n käytön vuosina 2003 ja 2004. Ympäristötietoisuuden lisääntyessä maat alkavat kehittää ja käyttää vaihtoehtoja, joilla on alhainen lämmitysvaikutus (GWP).
HFC-tyyppiset vaahdotusaineet olivat aikoinaan CFC-11:n ja HCFC-141b:n korvikkeita, mutta HFC-tyyppisten yhdisteiden GWP-arvo on edelleen suhteellisen korkea, mikä ei ole ympäristönsuojelun kannalta suotuisa. Siksi viime vuosina rakennusalan vaahdotusaineiden kehityspainopiste on siirtynyt alhaisen GWP-arvon omaaviin vaihtoehtoihin.
Vaahdotusaineiden hyvät ja huonot puolet
Eräänlaisena eristysmateriaalina polyuretaanivaahdolla on monia etuja, kuten erinomainen lämmöneristyskyky, hyvä mekaaninen lujuus, hyvä äänenvaimennuskyky ja pitkäaikainen vakaa käyttöikä.
Tärkeänä apuaineena polyuretaanivaahdon valmistuksessa vaahdotusaineella on tärkeä vaikutus lämmöneristysmateriaalien suorituskykyyn, kustannuksiin ja ympäristönsuojeluun. Kemiallisen vaahdotusaineen etuja ovat nopea vaahdotusnopeus, tasainen vaahdotus, käyttökelpoisuus laajalla lämpötila- ja kosteusalueella sekä korkea vaahdotusnopeus, jolla voidaan valmistaa korkean suorituskyvyn omaavaa polyuretaanivaahtoa.
Kemialliset vaahdotusaineet voivat kuitenkin tuottaa haitallisia kaasuja, kuten hiilidioksidia, hiilimonoksidia ja typen oksideja, jotka aiheuttavat ympäristön saastumista. Fysikaalisten vaahdotusaineiden etuna on, että ne eivät tuota haitallisia kaasuja, niiden ympäristövaikutukset ovat vähäiset ja ne voivat myös saavuttaa pienemmän kuplakoon ja paremman eristyskyvyn. Fysikaalisilla vaahdotusaineilla on kuitenkin suhteellisen hidas vaahtoutumisnopeus ja ne vaativat korkeampaa lämpötilaa ja kosteutta toimiakseen parhaalla mahdollisella tavalla.
Eräänlaisena eristysmateriaalina polyuretaanivaahdolla on monia etuja, kuten erinomainen lämmöneristyskyky, hyvä mekaaninen lujuus, hyvä äänenvaimennuskyky ja pitkäaikainen vakaa käyttöikä.
Tärkeänä apuvälineenä valmistuksessapolyuretaanikova vaahtoVaahdotusaineella on tärkeä vaikutus lämmöneristysmateriaalien suorituskykyyn, kustannuksiin ja ympäristönsuojeluun. Kemiallisen vaahdotusaineen etuja ovat nopea vaahdotusnopeus, tasainen vaahdotus, käyttökelpoisuus laajalla lämpötila- ja kosteusalueella sekä korkea vaahdotusnopeus, jolla voidaan valmistaa korkean suorituskyvyn omaavaa polyuretaanijäykkää vaahtoa.
Kemialliset vaahdotusaineet voivat kuitenkin tuottaa haitallisia kaasuja, kuten hiilidioksidia, hiilimonoksidia ja typen oksideja, jotka aiheuttavat ympäristön saastumista. Fysikaalisten vaahdotusaineiden etuna on, että ne eivät tuota haitallisia kaasuja, niiden ympäristövaikutukset ovat vähäiset ja ne voivat myös saavuttaa pienemmän kuplakoon ja paremman eristyskyvyn. Fysikaalisilla vaahdotusaineilla on kuitenkin suhteellisen hidas vaahtoutumisnopeus ja ne vaativat korkeampaa lämpötilaa ja kosteutta toimiakseen parhaalla mahdollisella tavalla.
Tuleva kehitystrendi
Tulevaisuuden rakennusteollisuudessa vaahdotusaineiden kehityssuunta on pääasiassa alhaisen GWP-arvon omaavien korvaavien aineiden kehittäminen. Esimerkiksi polyuretaanijäykän vaahdon valmistuksessa on laajalti käytetty CO2-, HFO- ja vesivaihtoehtoja, joilla on alhainen GWP, nolla ODP ja muita ympäristöystävällisiä ominaisuuksia. Lisäksi rakennuseristysmateriaalien teknologian kehittyessä vaahdotusaine kehittää edelleen erinomaisia ominaisuuksia, kuten paremman eristyskyvyn, korkeamman vaahdotusnopeuden ja pienemmän kuplakoon.
Viime vuosina kotimaiset ja ulkomaiset organofluorikemian yritykset ovat aktiivisesti etsineet ja kehittäneet uusia fluoria sisältäviä fysikaalisia vaahdotusaineita, mukaan lukien fluorattuja olefiineja (HFO) sisältävät vaahdotusaineet, joita kutsutaan neljännen sukupolven vaahdotusaineiksi ja jotka ovat fysikaalinen vaahdotusaine, jolla on hyvä kaasufaasin lämmönjohtavuus ja ympäristöhyödyt.
Julkaisun aika: 21. kesäkuuta 2024