乐鱼体育网页在线:发泡剂的概念、种类、以及选择要点

　　发泡剂就是使对象物质成孔的物质，它在生产生活中存在广泛的应用，可分为化学发泡剂和物理发泡剂和表面活性剂三大类；它具有成本低、无毒的特点。下面，贤集网的小编就来为大家介绍一下发泡剂的概念、种类、以及选择要点。

　　化学发泡剂是那些经加热分解后能释放出二氧化碳和氮气等气体，并在聚合物组成中形成细孔的化合物；物理发泡剂就是泡沫细孔是通过某一种物质的物理形态的变化，即通过压缩气体的膨胀、液体的挥发或固体的溶解而形成的；发泡剂均具有较高的表面活性，能大大降低液体的表面张力，并在液膜表面双电子层排列而包围空气，形成气泡，再由单个气泡组成泡沫。

　　1、碳酸盐：一种无机发泡剂，使用较多的主要是碳酸钙、碳酸镁、碳酸氢钠。其中碳酸氢钠是白色粉末，比重2.16。分解温度约为100-140℃，并放出部分CO2，到270℃时失去全部CO2。溶于水而不溶于醇。

　　2、水玻璃：即硅酸钠，与玻璃粉料混合并加热到850℃左右时，与玻璃反应并放出大量气体，同时能加强材料抗压和抗拉强度，主要作为制备泡沫玻璃的发泡剂使用。

　　3、碳化硅：当前泡沫玻璃工业生产中所使用的主要发泡剂，800-900℃烧结时放出大量气体。

　　3、碳黑：也是一种非常好用的发泡剂，加热放出CO2，发泡效果好，但缺点是价格较高。

　　物理发泡剂种类较多，如脂肪烃、氯代烃、氟氯烃和二氧化碳气体等，自20世纪50年代，一氟三氯甲烷(CFC-11)作为聚氨酯首选的发泡剂被大范围的应用，因其对大气臭氧层有破坏作用，为保护地球生态环境，必须禁止使用CFCS类化合物。多年来国内外一直在寻找和开发理想的替代产品，替代发泡剂除考虑发泡剂本身的性质外，一般还需要对聚醚多元醇、匀泡剂、催化剂等原料进行适当调整与改善，使配方体系达到最优化，因此物理发泡剂的重点是替代产品的开发与应用研究。到目前为止，对发泡剂CFC～11的替代主要有以下四种方案。

　　二氧化碳发泡剂有两种，一种是异氰酸酯和水反应生成二氧化碳(水发泡)作为发泡剂，另一种是液体二氧化碳。水发泡与CFC-11相比优点是，二氧化碳ODP(臭氧损耗值)为零，无毒、安全、不存在回收利用问题，不需要投资改造发泡设备;缺点是发泡过程中多元醇组份粘度较高，发泡压力与泡沫温度都较高，泡沫塑料与基材粘接性变差，尤其是硬泡产品的热导率高;由于二氧化碳从泡孔中扩散速度较快，而空气进入泡孔较慢，进而影响泡沫塑料尺寸稳定性，虽能通过改性有所改进，但是仍然不如CFC-11发泡材料。

　　目前大多数都用在对绝热性要求不高的热力管道保温、包装泡沫塑料和农用泡沫塑料等领域;液体二氧化碳发泡优缺点与水发泡相同，目前大多数都用在聚氨酯软泡，用于硬泡可以克服水发泡增加了异氰酸酯的消耗量、泡沫塑料发脆和与基材粘接性差等缺点。但是液体发泡要对发泡机进行改进，液体二氧化碳储运费用增加，目前液体二氧化碳发泡技术尚在不断研究与发展之中。

　　氢化氟氯烃(HCFC)类发泡剂，分子中含有氢，化学特性不稳定，非常容易分解，因此其ODP要远远小于CFC-11，所以HCFC被当作CFC发泡剂第一代替代产品，在过渡时期内暂时使用，应尽可能在极短的时间内被无氯化合物所取代。

　　目前欧盟、美国、日本禁止使用HCFC类发泡剂的时间为2004年底，我国截止使用年数的限制为2030年。目前商业上可以替代CFC-11最成熟的产品为HCFC-14LB，它与多元醇和异氰酸酯的相溶性好，在不增添设备的条件下可以直接用HCFC-14LB代替CFC-11，在达到同样密度和相近的物理特性泡沫体时用量要少于CFC-11。HCFC-141B的缺陷在于原料价格较高，对某些ABS和高抗冲击性聚苯乙烯具有溶解性，且其导热系数比CFC-11高，因此就需要得到的泡沫体密度较高，才能够达到隔热效果。

　　另外一类代替CFC-11的氢化氟氯烃产品为60:40的HCFC-22/HCFC-14LB混合物，这类混合物是工业生产里最常用的溶剂，生产技术成熟，价格适中，缺点在于HCFC-22/HCFC-141B体系在一般多元醇中的溶解度相比来说较低，加工含有HCFC-22的多元醇相对困难。另外HCFC-124的ODP值仅为HCFC-141B的1/5，允许使用年数的限制更久，国外一些企业计划将其用在建筑和冰箱器具泡沫中，与较高成本的氢化氟烷烃(HFC)进行竞争。

　　用于聚氨酯发泡剂的烃类化合物主要是环戊烷，特别是环戊烷的硬泡体系具有导热系数较低和抗老化性能，ODP值为零等优点，常被用于冰箱、冷库和建筑的夏天隔热，冬天保温等领域，慢慢的变成了我国硬泡CFC-11替代品的首选。

　　另外以正丁烷、异丁烷作为辅助发泡剂，制备环戊烷聚氨酯硬泡一定要解决以下两个问题，选用防爆设备解决环戊烷易燃、易爆的问题;采用一定措施如正戊烷、异戊烷与环戊烷一起使用，能改善泡沫流动性，从而解决环戊烷在聚醚多元醇中溶解性差的问题。

　　近年来我国环戊烷的生产开发取得较大进展，以乙烯裂解副产C5为原料，经过解聚、加氢等工艺能够得到高纯度环戊烷。北京化工研究院承担的“环戊烷产品研究开发”项目通过鉴定，目前国内吉林龙山化工厂、北京东方化工厂、南京红宝丽股份有限公司等已经成功建设环戊烷生产装置，并与国内多家著名的冰箱生产企业联合，为其提供环戊烷型组合聚醚用作发泡材料使用。

　　HFC类化合物ODP值为零，在软质PU泡沫生产中是CFC-11理想的替代产品，早期的HFC类发泡剂主要是HFC-134A和HFC-152A，这两种发泡剂具有低分子量和低沸点，达到相同密度和相近物理特性泡沫体时，用量比CFC-11用量少，并且性能较为稳定，但是它们的缺陷在于导热系数比较高，且在一般多元醇中的溶解度较低，加工含有HFC-134A和HFC-152A的组合聚醚相对来说还是比较困难，另外需要发泡设备以满足加工要求。

　　由于这两种产品的缺点，人们加快了新型HFC类发泡剂的研究开发工作。目前研究开发表明HFC-245FA和FC-365MFC两个品种很具有潜力。这两种产品与CFC-11具有相近的特性，导热系数与HCFC-141B在同一范围内，其ODP值为零，毒性极低，尺寸稳定性能好，HFC-245FA电绝缘性能优异，缺点是沸点较低;HFC-365MFC的沸点高，但是具可燃性。

　　目前国内外业界一致认为上述两种产品是最为理想的CFC-11的替代产品，受到很重视，研究生产步伐迅速，国外已确定进入工业化生产的阶段，如2003年10月日本中央玻璃公司化学子公司建设了年产5000T的HFC-245FA装置，2002年底索尔维公司在法国建设了年产1.5万吨的HFC-365MFC装置。预示着高绝缘性能、不破坏臭氧层的高性能发泡剂将在全球推广使用。

　　近年来国外许多科研机构加快CFCS发泡剂替代品的研究工作，如日本地球环境产业技术研究机构，推出特定的新替代化合物氢化聚醚(HFE)，并开发出七种系列HFE产品，该产品不破坏臭氧层，在以水为溶剂的情况下，进行醇与氟化烯烃的反应，效果很不错。

　　另外随着CFCS替代技术的发展，聚氨酯泡沫塑料的表面活性剂产品结构也发生很大变化。由于软质聚氨酯发泡过程中，液态二氧化碳几乎瞬间就会转化成气体，因此要求表面活性剂具有很强的成核能力，否则难以得到泡孔结构优良的成核能力，如德国金施密特公司和美国威特科公司的表面活性剂产品均适用于液态二氧化碳发泡制软泡聚氨酯产品等。

　　作为化学发泡剂使用的物质种类很多，按化学结构分主要有N-亚硝化合物，如N，N-二亚硝基五次甲基四胺(DPT)、N，N-二甲基-N，N-二亚对苯二甲酰胺(NTA)等;偶氮化合物，如偶氮二甲酰胺(ADC)、偶氮二异丁腈、偶氮二甲酸异丙酯、偶氮二甲酸二乙酯、二偶氮氨基苯、偶氮二甲酸钡等;酰肼类化合物，如4，4-二磺酰肼二苯醚(OBSH)、对苯磺酰肼、3，3-二磺酰肼二苯砜、4，4-二苯二磺酰肼、1，3-苯二磺酰肼、1，4-苯二磺酰肼等。主要使用的品种有发泡剂ADC、DPT、DBSH等，其中ADC在国外占化学发泡剂的90%，在我国占95%以上。

　　我国是全球最大的ADC生产国与供应国，年生产能力达到15万吨，约占全球总生产的50%，1995～2003年生产能力年均增长率约为18%，呈现了快速的发展势头。生产厂商有30多家，遍布全国30个省市，其中江苏索普集团、浙江巨化集团公司、江西电化厂、宁夏电化厂年生产能力都达到万吨级水平;生产设备有许多改进，如次氯酸钠生产设备大型化、连续化;缩合釜、氧化釜大型化;改用连续干燥工艺等。优化了合成水合肼工艺、氧化工序的控制参数，提高各工序收率，副产品的综合利用等。目前国内ADC发泡剂的消费结构为;聚氯乙烯约占40%、聚乙烯35%，聚丙烯12%、橡胶5%、其他8%。每年有5000～6000吨的出口量，产品主要出口到东南亚、日本、韩国和俄罗斯等地。

　　尽管我国ADC生产能力和工艺技术有较大进步，但是仍普遍采用尿素法合成水合肼为原料，资源浪费和环境污染严重;而国外主要是采用酮氮法或过氧化氢法原料生产ADC发泡剂。其中差距最明显的是国内只能生产ADC纯品，只有极少数厂家开发生产有限的改性ADC发泡剂品种，但产量不高、性能不稳定、应用场景范围窄。

　　随着塑料工业的发展，单一的ADC发泡剂已不能够满足需求，因此改性ADC发泡剂应运而生。丰富的改性方法导致ADC品种多样化、专用化、系列化，改性研究已成为ADC发展的关键，而且ADC改性工艺基本没三废、投资少、经济和社会效益可观。

　　ADC产品的改性就是对发泡剂的发气量、颗粒度、颜色、热分解温度来优化，其途径主要有:在制备过程中改变一定反应条件或添加一定的助剂;ADC粒子微细化;在ADC原粉中加入添加剂;将不一样的发泡剂复配以达到改性效果。

　　1、粒子微细化型。目前国内的ADC粒子粗、牌号少，国外按颗粒度不同有多种牌号，以适应不一样合成材料的发泡需要。主要是对发泡剂的原粉进行粉碎、分级。

　　2、低温型。普通ADC分解温度一般高于200℃，许多软化点低和受热易老化的树脂希望可以有低温分解型的产品。

　　发泡剂是生产轻质材料产品的一个重要原材料，在使用和选择上我们都需要注意些什么呢，现下面我们来介绍一下，首先来看看有机发泡剂存在的问题：

　　1、有机发泡剂发气量小，一般仅是无机发泡发泡剂的15%-30%，残渣量大，这中间还包括水和挥发性物质，有时会有臭味和表面喷霜。

　　2、发泡的分解发热量大，难以去除，尤其在制品壁厚度大的情况下，会使内部塑料过热而分解，降低性能。

　　3、释放出来的气体应无毒，无腐蚀，不燃烧，以氮气最好二氧化碳也可以，还可以试二氧化氮，但二氧化氮气体有腐蚀性，最好不用。

　　6、分解后的残渣应无毒，无色，无嗅，也不可能影响塑料的物理，化学性能以及力学性能，且呈化学惰性，不影响塑料的熔融速率和固化。

　　2、制造一些复合泡沫剂;4.将通过发泡的泡沫写入到泡沫混凝土拌和物中拌和,然后浇铸成型。泡沫混凝土在添加了经上述办法制备的防水型的混凝土复合泡沫剂之后,能克服其吸水率大的缺点,从而使防水的保温、隔热功能等都明显的进步。

　　以上，就是贤集网小编为您介绍的发泡剂的概念、种类、以及选择要点。我们常见的水泥发泡剂为直链烷基硫酸盐、稳泡剂烷基醇酰胺以及脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，助剂氯化钙等。它们被大范围的应用到泡沫混凝土、泡沫轻质砖和气泡混合轻量土的出产，大大促进了建筑行业的发展。