Einführung eines Schaummittels für Polyurethan-Hartschaum im Baubereich
Mit den steigenden Anforderungen moderner Gebäude an Energieeinsparung und Umweltschutz wird die Wärmedämmleistung von Baumaterialien immer wichtiger. 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 wichtigsten Zusatzstoffe bei der Herstellung von Polyurethan-Hartschaum. Je nach Wirkungsmechanismus lassen sie sich in zwei Kategorien unterteilen: chemische Schaummittel und physikalische Schaummittel.
Klassifizierung von Schaummitteln
Ein chemisches Schaummittel ist ein Additiv, das bei der Reaktion von Isocyanaten und Polyolen Gas erzeugt und Polyurethan-Materialien aufschäumt. Wasser ist ein typisches chemisches Schaummittel, das mit der Isocyanatkomponente zu Kohlendioxid reagiert und so das Polyurethan-Material aufschäumt. Ein physikalisches Schaummittel ist ein Additiv, das bei der Herstellung von Polyurethan-Hartschaum zugesetzt wird und Polyurethan-Materialien durch die physikalische Wirkung von Gas aufschäumt. Physikalische Schaummittel 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 zu verwenden und erzielte damit eine bessere Produktleistung. Seitdem wird FCKW-11 häufig zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaum verwendet. Da sich FCKW-11 als ozonschädigend erwies, stellten westeuropäische Länder die Verwendung von FCKW-11 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 verwenden.
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, gute mechanische Festigkeit, gute Schallabsorption, eine langfristig stabile Lebensdauer usw.
Als wichtiger Hilfsstoff bei der Herstellung von Polyurethan-Hartschaum hat das Treibmittel einen erheblichen Einfluss auf die Leistung, die Kosten und den Umweltschutz von Wärmedämmstoffen. Die Vorteile des chemischen Treibmittels sind eine schnelle und gleichmäßige Schaumbildung, die Möglichkeit, es in einem breiten Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich einzusetzen und eine hohe Schaumrate zu erreichen, 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.
Als Isoliermaterial bietet Polyurethan-Hartschaum zahlreiche Vorteile, wie beispielsweise eine hervorragende Wärmedämmung, gute mechanische Festigkeit, gute Schallabsorption, eine langfristig stabile Lebensdauer usw.
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 sind eine schnelle und gleichmäßige Schaumbildung, die Möglichkeit, sie in einem breiten Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich einzusetzen und eine hohe Schaumrate zu erreichen, 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 umweltfreundlichen Eigenschaften häufig bei der Herstellung von Polyurethan-Hartschaum eingesetzt. Mit der Weiterentwicklung der Gebäudedämmstofftechnologie werden auch die Treibmittel ihre hervorragenden Eigenschaften wie bessere Dämmleistung, höhere Schaumbildungsrate und kleinere Blasen verbessern.
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