Einführung eines Schaummittels für Polyurethan-Hartschaum im Baubereich
Mit den steigenden Anforderungen moderner Gebäude an Energieeinsparung und Umweltschutz gewinnt die Wärmedämmung von Baumaterialien zunehmend an Bedeutung. Polyurethan-Hartschaum ist ein hervorragendes Wärmedämmmaterial mit guten mechanischen Eigenschaften, geringer Wärmeleitfähigkeit und weiteren Vorteilen und wird daher häufig in der Gebäudedämmung eingesetzt.
Schaummittel sind einer der Hauptzusätze bei der Herstellung von Polyurethan-Hartschaum. Je nach Wirkungsmechanismus können sie in zwei Kategorien unterteilt werden: chemische und physikalische Schaummittel.
Klassifizierung von Schaummitteln
Ein chemisches Treibmittel ist ein Additiv, das bei der Reaktion von Isocyanaten und Polyolen Gas erzeugt und Polyurethan-Materialien aufschäumt. Wasser ist ein typisches chemisches Treibmittel, das mit der Isocyanatkomponente zu Kohlendioxid reagiert und so das Polyurethan-Material aufschäumt. Ein physikalisches Treibmittel ist ein Additiv, das bei der Herstellung von Polyurethan-Hartschaum zugesetzt wird und Polyurethan-Materialien durch die physikalische Wirkung von Gas aufschäumt. Physikalische Treibmittel sind hauptsächlich niedrigsiedende organische Verbindungen wie Fluorkohlenwasserstoffe (FKW) oder Alkane (KW).
Der Entwicklungsprozess vonSchaummittelIn den späten 1950er Jahren begann DuPont, Trichlorfluormethan (FCKW-11) als Treibmittel für Polyurethan-Hartschaum einzusetzen und erzielte damit eine bessere Produktleistung. Seitdem wird FCKW-11 häufig für Polyurethan-Hartschaum eingesetzt. Da sich FCKW-11 als ozonschädigend erwies, stellten westeuropäische Länder seine Verwendung Ende 1994 ein, und auch China verbot 2007 die Produktion und Verwendung von FCKW-11. Anschließend verboten die USA und Europa 2003 bzw. 2004 die Verwendung des FCKW-11-Ersatzes HFCKW-141b. Mit zunehmendem Umweltbewusstsein beginnen Länder, Alternativen mit geringem Treibhauspotenzial (GWP) zu entwickeln und zu nutzen.
HFC-Schaummittel waren einst Ersatzstoffe für FCKW-11 und HFCKW-141b. Der GWP-Wert von HFC-Verbindungen ist jedoch immer noch relativ hoch, was dem Umweltschutz nicht förderlich ist. Daher hat sich der Entwicklungsschwerpunkt von Schaummitteln im Bausektor in den letzten Jahren auf Alternativen mit niedrigem GWP verlagert.
Vor- und Nachteile von Schaummitteln
Als Isoliermaterial bietet Polyurethan-Hartschaum zahlreiche Vorteile, wie beispielsweise eine hervorragende Wärmedämmung, eine gute mechanische Festigkeit, eine gute Schallabsorption und eine langfristig stabile Lebensdauer.
Als wichtiger Hilfsstoff bei der Herstellung von Polyurethan-Hartschaum hat das Treibmittel einen entscheidenden Einfluss auf Leistung, Kosten und Umweltschutz von Wärmedämmstoffen. Die Vorteile chemischer Treibmittel liegen in der schnellen und gleichmäßigen Schaumbildung, der Einsatzfähigkeit in einem breiten Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich sowie der hohen Schaumrate, die zur Herstellung von hochleistungsfähigem Polyurethan-Hartschaum führt.
Chemische Schaummittel können jedoch schädliche Gase wie Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Stickoxide erzeugen und so die Umwelt belasten. Physikalische Schaummittel haben den Vorteil, dass sie keine schädlichen Gase erzeugen, die Umwelt kaum belasten und zudem kleinere Blasen und eine bessere Dämmleistung erzielen. Allerdings schäumen physikalische Schaummittel relativ langsam und benötigen für ihre optimale Wirkung höhere Temperaturen und Luftfeuchtigkeit.
Als Isoliermaterial bietet Polyurethan-Hartschaum zahlreiche Vorteile, wie beispielsweise eine hervorragende Wärmedämmung, eine gute mechanische Festigkeit, eine gute Schallabsorption und eine langfristig stabile Lebensdauer.
Als wichtiger Hilfsstoff bei der Herstellung vonPolyurethan-HartschaumSchaummittel haben einen wichtigen Einfluss auf die Leistung, die Kosten und den Umweltschutz von Wärmedämmstoffen. Die Vorteile chemischer Schaummittel liegen in ihrer schnellen und gleichmäßigen Schaumbildung, ihrer Einsatzmöglichkeit in einem breiten Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich sowie ihrer hohen Schaumrate, wodurch hochleistungsfähiger Polyurethan-Hartschaum hergestellt werden kann.
Chemische Schaummittel können jedoch schädliche Gase wie Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Stickoxide erzeugen und so die Umwelt belasten. Physikalische Schaummittel haben den Vorteil, dass sie keine schädlichen Gase erzeugen, die Umwelt kaum belasten und zudem kleinere Blasen und eine bessere Dämmleistung erzielen. Allerdings schäumen physikalische Schaummittel relativ langsam und benötigen für ihre optimale Wirkung höhere Temperaturen und Luftfeuchtigkeit.
Zukünftiger Entwicklungstrend
Der Trend bei Treibmitteln in der zukünftigen Bauindustrie geht vor allem in Richtung der Entwicklung von Ersatzstoffen mit niedrigem Treibhauspotenzial. Beispielsweise werden CO2-, HFO- und Wasseralternativen mit niedrigem Treibhauspotenzial, null Ozonabbaupotenzial und anderen Umwelteigenschaften häufig bei der Herstellung von Polyurethan-Hartschaum eingesetzt. Mit der Weiterentwicklung der Gebäudedämmstofftechnologie werden auch die Eigenschaften von Treibmitteln weiter verbessert, beispielsweise durch bessere Dämmleistung, höhere Schaumbildung und kleinere Blasen.
In den letzten Jahren haben in- und ausländische Unternehmen der Organofluorchemie aktiv nach neuen fluorhaltigen physikalischen Treibmitteln gesucht und diese entwickelt, darunter Treibmittel auf Basis von fluorierten Olefinen (HFO), die als Treibmittel der vierten Generation bezeichnet werden und physikalische Treibmittel mit guter Wärmeleitfähigkeit in der Gasphase und Umweltvorteilen sind.
Veröffentlichungszeit: 21. Juni 2024