⑴CFC 발포제 CFC-11(모노플루오로트리클로로메탄)은 독특한 특성, 적절한 끓는점(24°C), 가스화 용이성, 낮은 기상 열전도도, 낮은 독성을 가지며 폴리올 원료와 상용성이 있습니다. 우수한 용량, 비부식성, 저렴한 가격 및 간단한 발포 공정의 특성을 가지고 있으며 수십 년 동안 폴리우레탄 폼에 가장 이상적인 발포제였습니다. 발포 공정에서는 휘발성이 더 높은 CFC-12(디클로로디플루오로메탄, 끓는점 약 -30°C)가 소량 사용되었으며, 전달되는 혼합 발포 성분은 액체가 아닌 거품 형태입니다. 폴리우레탄 경질폼 셀은 폐쇄형 셀 구조로 되어 있으며 대부분의 발포제가 셀 내에 남아 있습니다. 발포제 가스가 독립 셀 구조로 밀봉되어 있어 경질 폴리우레탄 폼은 열전도율이 매우 낮습니다. 그러나 CFC가 대기 오존층을 손상시키는 오존층 파괴물질(ODS)이라는 사실이 밝혀지면서 몬트리올 의정서 등 국제협약에 따라 CFC의 사용이 금지됐다. 따라서 각국에서는 CFC-11의 대안을 찾기 위해 열심히 노력하기 시작했습니다.
CFC-11 대체품의 선정은 기본적으로 CFC-11을 기준으로 합니다. 현재 경질 폼 발포에 사용되는 주요 발포제는 HCFC-141b(염화불화탄소), 시클로펜탄, 이소펜탄, 물입니다.
⑵ HCFC 및 HFC 발포제는 액체 발포제 HCFC-141b를 폴리우레탄 폼 조성물에 도입합니다. 이는 기체 HFC 발포제(예: HFC-134a) 또는 액체 가연성 펜탄과 비교하여 알칸 발포제의 경우 더 편리합니다. HCFC-141b는 CFC-11보다 끓는점과 기상 열전도율이 약간 더 높으며, 공식 최적화 후 폼의 단열 특성은 CFC 시스템과 유사할 수 있으며 HCFC-141b의 발포 공정도 유사합니다. 기존 CFC 시스템을 수정할 필요가 없습니다. -11 발포 시스템의 생산 장비가 수정됩니다. HCFC-141b는 수년 동안 지배적인 "2세대" 발포제였습니다. HCFC의 오존층 파괴 값(ODP)은 0이 아니기 때문에 HCFC-141b는 단지 과도기적 대체제일 뿐이며 결국에는 ODP가 0인 발포제로 대체될 것입니다. 수년간의 연구 끝에 가공성, 독성 등의 요소를 고려하여 HFC-245fa(1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판) 및 HFC-365mfc(1,1,1,3,3-펜타플루오로부탄)과 같은 액체 HFC를 사용합니다. , 이 두 가지 ODP 제로 화합물은 3세대 발포제가 될 가능성이 매우 높습니다. 독성이 매우 낮고 HFC-245fa는 불연성이며 폴리올과 잘 혼합되며 기상 열전도도는 HCFC-141b보다 약간 높지만 거의 비슷하고 펜탄보다 낮습니다. 공식 최적화 후 폼의 성능이 더 좋아졌습니다. (3) 펜탄 발포제: 폴리우레탄 경질 발포체에 사용되는 알칸 발포제는 주로 펜탄 화합물이다. 그 중 사이클로펜탄은 n-펜탄, 이소펜탄에 비해 기상 열전도도가 낮으며, 주요 탄화수소 발포제이다. 이 유형의 발포제는 염소를 함유하지 않으며 ODP가 0인 친환경 발포제입니다. 단점은 탄화수소가 가연성이고 특정 조건에서 공기와의 혼합물이 폭발할 수 있으므로 일부 안전 시설을 추가해야 하고 장비 비용이 높다는 것입니다. 또한 사이클로펜탄의 기상 열전도도가 HCFC-보다 높습니다. 폴리우레탄 폼에 해로운 141b는 필요한 강도와 절연 특성을 달성하기 위해 폼 밀도가 일반적으로 펜탄 시스템보다 약 10배 더 높으며 폴리에테르에 대한 용해도가 낮습니다. 수년간의 연구 끝에 더 나은 단열 특성을 지닌 저밀도 펜탄 폼 제제가 개발되었으며 유럽의 냉장고 제조 및 기타 냉동 시설과 건물 단열재에 사용됩니다. 펜탄 발포 시스템은 유럽 및 아시아 태평양 지역 국가에서 채택됩니다.
⑷ 물은 폴리우레탄 폼의 화학적 발포제입니다. 경질 폴리우레탄 폼은 환경에 도움이 되지 않는 보조 발포제의 사용을 없애기 위해 물로 완전히 발포할 수 있지만(즉, CO2 발포) 밀도가 높으면 폼이 부서지기 쉽고 강도, 치수 안정성, 단열 특성이 떨어지며 이소시아네이트를 더 많이 소모합니다.
생산 시 물을 너무 많이 첨가하면 폴리머 사슬이 폴리우레아 구조를 더 많이 가지게 되어 폼이 부서지기 쉽고, 폼의 열전도도가 낮아 많은 양의 반응열이 발생하게 됩니다. 열이 빨리 발산되지 않아 폼 중앙이 변색되고 타버리게 되며, 물을 첨가하는 양이 너무 적어 저밀도 폼을 만들기가 어렵습니다. 따라서 적절한 물의 양을 조절해야 합니다.
경질 폼과 저밀도 연질 폼을 생산할 때 밀도를 줄이고 이소시아네이트 소비를 줄이기 위해 탄화플루오르 HFC 발포제와 염화메틸렌이 발포 공정 중에 열을 흡수하여 발포되도록 하는 경우가 많습니다. 동시에 폼 내부의 온도를 감소시킵니다. 이러한 유형의 발포제를 첨가하면 발포 플라스틱의 열전도율이 가장 낮고 부드러움이 향상됩니다.