Einführung eines Schaummittels für Polyurethan-Hartschaum im Baubereich
Mit den steigenden Anforderungen moderner Gebäude an Energieeinsparung und Umweltschutz wird die Wärmedämmleistung von Baustoffen immer wichtiger. Unter diesen ist Polyurethan-Hartschaum ein ausgezeichnetes Wärmedämmmaterial mit guten mechanischen Eigenschaften, geringer Wärmeleitfähigkeit und anderen Vorteilen und wird daher häufig im Bereich der Gebäudedämmung eingesetzt.
Schaumbildner ist einer der Hauptzusätze bei der Herstellung von Polyurethan-Hartschaum. Entsprechend seinem Wirkungsmechanismus kann es in zwei Kategorien unterteilt werden: 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 der Vertreter des chemischen Schaummittels, das mit der Isocyanatkomponente unter Bildung von Kohlendioxidgas reagiert und so das Polyurethanmaterial aufschäumt. Physikalisches Schaummittel ist ein Zusatzstoff, der im Produktionsprozess von Polyurethan-Hartschaum hinzugefügt wird und Polyurethan-Materialien durch die physikalische Wirkung von Gas aufschäumt. Physikalische Schaummittel sind hauptsächlich niedrigsiedende organische Verbindungen, wie zum Beispiel Fluorkohlenwasserstoffe (HFC) oder Alkanverbindungen (HC).
Der Entwicklungsprozess vonSchaummittelbegann in den späten 1950er Jahren. Das Unternehmen DuPont verwendete Trichlorfluormethan (CFC-11) als Polyurethan-Hartschaum-Schaummittel und erzielte eine bessere Produktleistung. Seitdem wird CFC-11 häufig auf dem Gebiet der Polyurethan-Hartschaumstoffe eingesetzt. Da sich herausstellte, dass FCKW-11 die Ozonschicht schädigt, 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 Vereinigten Staaten und Europa die Verwendung des FCKW-11-Ersatzes HCFC-141b im Jahr 2003 bzw. 2004. Mit zunehmendem Umweltbewusstsein beginnen Länder, Alternativen mit geringem Treibhauspotenzial (GWP) zu entwickeln und zu nutzen.
Schaummittel vom HFKW-Typ waren früher ein Ersatz für FCKW-11 und H-FCKW-141b, der GWP-Wert von HFKW-haltigen 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 Treibhauspotenzial verlagert.
Vor- und Nachteile von Schaummitteln
Als eine Art Dämmstoff hat Polyurethan-Hartschaum viele Vorteile, wie z. B. hervorragende Wärmedämmleistung, gute mechanische Festigkeit, gute Schallabsorptionsleistung, langzeitstabile Lebensdauer und so weiter.
Als wichtiger Hilfsstoff bei der Herstellung von Polyurethan-Hartschaum hat das Schaummittel einen wichtigen Einfluss auf die Leistung, die Kosten und den Umweltschutz von Wärmedämmstoffen. Die Vorteile chemischer Schaummittel sind eine schnelle Schäumgeschwindigkeit, ein gleichmäßiges Schäumen, der Einsatz in einem weiten Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich und die Erzielung einer hohen Schäumrate, um Hochleistungs-Polyurethan-Hartschaum herzustellen.
Allerdings können chemische Schaummittel schädliche Gase wie Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Stickoxide erzeugen und so die Umwelt belasten. Der Vorteil des physikalischen Schaummittels besteht darin, dass es keine schädlichen Gase erzeugt, nur geringe Auswirkungen auf die Umwelt hat und außerdem eine kleinere Blasengröße und eine bessere Isolierleistung erzielen kann. Physikalische Schaummittel haben jedoch eine relativ langsame Schaumgeschwindigkeit und erfordern eine höhere Temperatur und Luftfeuchtigkeit, um ihre optimale Leistung zu erzielen.
Als eine Art Dämmstoff hat Polyurethan-Hartschaum viele Vorteile, wie z. B. hervorragende Wärmedämmleistung, gute mechanische Festigkeit, gute Schallabsorptionsleistung, langzeitstabile Lebensdauer und so weiter.
Als wichtiges Hilfsmittel bei der Zubereitung vonPolyurethan-HartschaumSchaummittel haben einen wichtigen Einfluss auf die Leistung, die Kosten und den Umweltschutz von Wärmedämmstoffen. Die Vorteile chemischer Schaummittel sind eine schnelle Schäumgeschwindigkeit, ein gleichmäßiges Schäumen, der Einsatz in einem weiten Temperatur- und Feuchtigkeitsbereich und die Erzielung einer hohen Schäumrate, um Hochleistungs-Polyurethan-Hartschaum herzustellen.
Allerdings können chemische Schaummittel schädliche Gase wie Kohlendioxid, Kohlenmonoxid und Stickoxide erzeugen und so die Umwelt belasten. Der Vorteil des physikalischen Schaummittels besteht darin, dass es keine schädlichen Gase erzeugt, nur geringe Auswirkungen auf die Umwelt hat und außerdem eine kleinere Blasengröße und eine bessere Isolierleistung erzielen kann. Physikalische Schaummittel haben jedoch eine relativ langsame Schaumgeschwindigkeit und erfordern eine höhere Temperatur und Luftfeuchtigkeit, um ihre optimale Leistung zu erzielen.
Zukünftiger Entwicklungstrend
Der Trend bei Schaummitteln in der zukünftigen Bauindustrie geht hauptsächlich in Richtung der Entwicklung von Ersatzstoffen mit niedrigem Treibhauspotenzial. CO2-, HFO- und Wasseralternativen, die ein niedriges GWP, kein ODP und andere Umwelteigenschaften aufweisen, werden beispielsweise häufig bei der Herstellung von Polyurethan-Hartschaum verwendet. Darüber hinaus wird das Schaummittel im Zuge der Weiterentwicklung der Gebäudedämmstofftechnologie immer bessere Leistungen erbringen, wie z. B. eine bessere Dämmleistung, eine höhere Schaumrate und eine geringere Blasengröße.
In den letzten Jahren haben in- und ausländische fluororganische Chemieunternehmen aktiv nach neuen fluorhaltigen physikalischen Schaummitteln gesucht und diese entwickelt, darunter Schaummitteln aus fluorierten Olefinen (HFO), die als Schaummittel der vierten Generation bezeichnet werden und ein physikalisches Schaummittel mit gutem Gas sind Phasenwärmeleitfähigkeit und Vorteile für die Umwelt.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 21. Juni 2024