在環(huán)保和節(jié)能兩大趨勢的引導(dǎo)下，冰箱聚氨酯用發(fā)泡劑經(jīng)歷了從最初的CFC-11到HCFC-141b，到后來的環(huán)戊烷，再到今天環(huán)戊烷+HFC-245fa的共混發(fā)泡體系，冰箱的聚氨酯發(fā)泡技術(shù)實(shí)現(xiàn)了從單一發(fā)泡體系向共混發(fā)泡體系的過渡。與冰箱行業(yè)相比，稍顯滯后的電熱水器行業(yè)也從2019年開始了對HCFC-141b的全面淘汰，進(jìn)入環(huán)戊烷、環(huán)戊烷+HFC-245fa等多種共混技術(shù)并存的時代。未來，以冰箱和熱水器為代表的家電產(chǎn)品的發(fā)泡技術(shù)將走向何方，值得探討。

　　發(fā)泡劑系統(tǒng)演變

　　“現(xiàn)在，冰箱行業(yè)中的主流品牌以環(huán)戊烷+HFC-245fa共混發(fā)泡體系為主，之前純環(huán)戊烷的發(fā)泡體系幾乎被全部替代�！蹦硺I(yè)內(nèi)人士道出冰箱行業(yè)的聚氨酯發(fā)泡技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀。事實(shí)上，隨著冰箱行業(yè)對環(huán)保、節(jié)能技術(shù)指標(biāo)的要求越來越高，冰箱行業(yè)發(fā)泡體系不斷發(fā)生變化。1994年，中國家電行業(yè)制訂了《中國家用制冷工業(yè)CFCs逐步淘汰戰(zhàn)略研究》。研究提出，選擇環(huán)戊烷為發(fā)泡劑替代CFC-11。隨著2016年GB12021.2-2015《家用電冰箱耗電量限定值及能效等級》的正式實(shí)施，HFC-245fa在冰箱行業(yè)的應(yīng)用逐步擴(kuò)大。作為HFC-245fa的主要生產(chǎn)企業(yè)之一，霍尼韋爾見證了整個過程。據(jù)霍尼韋爾有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，過去幾年，霍尼韋爾HFC-245fa業(yè)務(wù)呈現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。2019年1月1日，基加利修正案正式實(shí)施，標(biāo)志著以HFC-245fa為代表的HFCs被納入淘汰名單。之后，以HFOs作為發(fā)泡劑的新一代發(fā)泡體系得到進(jìn)一步推廣。

　　雖然HFC-245fa被明確列入淘汰名單，但是由于距離徹底淘汰還有一段時間，業(yè)內(nèi)對此看法不一。一方面，部分氟化工企業(yè)看到當(dāng)下市場對HFC-245fa的需求旺盛，紛紛進(jìn)入這一行業(yè)分一杯羹，不過這些企業(yè)的產(chǎn)量很少，尚未對對HFC-245fa的供應(yīng)格局產(chǎn)生太大影響。另一方面，作為HFC-245fa最初的唯一生產(chǎn)者，霍尼韋爾明確表示將不再擴(kuò)大HFC-245fa的生產(chǎn)，未來將重點(diǎn)推廣LBA。

　　霍尼韋爾有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，未來5~10年，無論是出于對能效還是對成本的考慮，HFC-245fa將繼續(xù)應(yīng)用一段時間。特別是在一些法規(guī)要求沒有那么嚴(yán)格的領(lǐng)域，比如熱水器行業(yè)，會對HFC-245fa保有一定數(shù)量的需求。目前，電熱水器行業(yè)已經(jīng)禁止使用HCFC-141b，2018年電熱水器行業(yè)已經(jīng)基本完成發(fā)泡體系的切換，其中，美的采用HFC-245fa+環(huán)戊烷發(fā)泡體系；部分空氣源熱泵熱水器企業(yè)開始考慮使用HFC-245fa+環(huán)戊烷或LBA+環(huán)戊烷的共混發(fā)泡體系�；裟犴f爾在中國太倉的生產(chǎn)基地完全可以滿足亞太地區(qū)對HFC-245fa的需求，沒有擴(kuò)產(chǎn)計(jì)劃。

　　替代HFC-245fa，HFOs發(fā)泡劑是目前業(yè)內(nèi)比較明確的替代方案之一。對于HFOs作為發(fā)泡劑在家電行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)展，霍尼韋爾有關(guān)負(fù)責(zé)人坦言：“我們已經(jīng)和美的、海爾、海信等國內(nèi)主流的冰箱品牌建立了深度合作。在這些企業(yè)中，LBA主要用在出口機(jī)型上，另外一部分用于內(nèi)銷機(jī)型主要為了提升產(chǎn)品的能效�！辈粌H霍尼韋爾，HFOs發(fā)泡劑的另一位供應(yīng)商科慕生產(chǎn)的Opteon 1100也和多家家電品牌完成了測試驗(yàn)證。

　　發(fā)泡工藝持續(xù)創(chuàng)新

　　從二元發(fā)泡體系過渡到多元發(fā)泡體系，新加坡潤英公司是其中的重要參與者。中國是世界上唯一采用共混發(fā)泡體系的國家，潤英則是最早發(fā)明多元預(yù)混設(shè)備的企業(yè)。據(jù)新加坡潤英聚合工業(yè)有限公司中國區(qū)域銷售經(jīng)理張?jiān)シ蚪榻B，不同發(fā)泡劑的物理和化學(xué)性質(zhì)不同、所占比例不同，需要對預(yù)混設(shè)備進(jìn)行特別設(shè)計(jì)。例如，3組份預(yù)混HFC-245fa沸點(diǎn)低，環(huán)戊烷沸點(diǎn)高，二者之間是矛盾的，這需要預(yù)混設(shè)備將二者有機(jī)結(jié)合起來。要保證和控制粗聚醚，HFC-245fa和環(huán)戊烷的流量穩(wěn)定性，就要對設(shè)備系統(tǒng)配置進(jìn)行特別的設(shè)計(jì)。此外，潤英的發(fā)泡設(shè)備的預(yù)混裝置可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)四元混合發(fā)泡，甚至五元混合發(fā)泡。

　　除了增加組份平衡能效和成本，發(fā)泡工藝的創(chuàng)新也是聚氨酯設(shè)備和原料企業(yè)始終追求的方向。據(jù)某業(yè)內(nèi)人士透露，隨著國內(nèi)發(fā)泡設(shè)備廠生產(chǎn)的設(shè)備可以滿足家電企業(yè)的需求，外資設(shè)備廠面臨非常大的挑戰(zhàn)。憑借深厚的研發(fā)和創(chuàng)新能力，提升和更新聚氨酯發(fā)泡工藝是這些外資企業(yè)的選擇。張?jiān)シ蛎鞔_表示，潤英的業(yè)務(wù)涉及發(fā)泡料預(yù)混設(shè)備和發(fā)泡設(shè)備，其中針對家電領(lǐng)域，主要投入到創(chuàng)新型應(yīng)用項(xiàng)目的研發(fā)。

　　微孔發(fā)泡技術(shù)是科思創(chuàng)于2013年在德國總部開始研發(fā)的新技術(shù)，可以通過減小泡沫孔徑，降低絕熱系數(shù)。對于家電企業(yè)來說，切換微孔發(fā)泡技術(shù)不需要任何額外設(shè)備投資，不需要調(diào)整生產(chǎn)線，不增加成本。對于微孔發(fā)泡技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，科思創(chuàng)方面回應(yīng)稱：“微孔發(fā)泡技術(shù)已成功在我們大客戶的高端冰箱生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。微孔發(fā)泡技術(shù)在普通發(fā)泡體系的基礎(chǔ)上配合各種發(fā)泡劑體系，可以實(shí)現(xiàn)隔熱性能大幅提升；同時加快生產(chǎn)節(jié)拍并且優(yōu)化注料量，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品品質(zhì)的控制，節(jié)約生產(chǎn)成本�！�

　　不管是混合發(fā)泡技術(shù)，還是微孔發(fā)泡技術(shù)，著力點(diǎn)都在提高聚氨酯硬泡的絕熱性能上。而真空發(fā)泡技術(shù)和減壓發(fā)泡技術(shù)不僅可以提高絕熱性能，還能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率大幅提高。

　　真空發(fā)泡技術(shù)是由意大利康隆公司和陶氏化學(xué)聯(lián)合開發(fā)的。據(jù)陶氏聚氨酯部門亞太區(qū)市場經(jīng)理秦桑路介紹，使用真空發(fā)泡技術(shù)可以讓家電企業(yè)在不增加成本的情況下將能效提升10%，同時通過縮短將近50%的脫模時間，大幅度增加循環(huán)次數(shù)，提高生產(chǎn)效率。他進(jìn)一步補(bǔ)充說：“目前，真空發(fā)泡技術(shù)的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大。2019年，陶氏在戊烷基礎(chǔ)上，將真空發(fā)泡技術(shù)應(yīng)用到更多混配發(fā)泡體系中，比如HFC-245fa和環(huán)戊烷、LBA和環(huán)戊烷這兩款混配發(fā)泡體系�！焙驼婵瞻l(fā)泡技術(shù)原理類似的減壓發(fā)泡技術(shù)，雖然進(jìn)展緩慢，但紅寶麗也在積極推廣中。此外，新加坡潤英公司歷經(jīng)數(shù)年分別研發(fā)出針對汽車行業(yè)和管道行業(yè)的聚氨酯高壓噴涂發(fā)泡機(jī)，不同的噴涂發(fā)泡機(jī)可用于生產(chǎn)汽車儀表板的表皮，汽車天窗遮陽板，汽車PHC備胎板等產(chǎn)品和用于噴涂纏繞工藝生產(chǎn)保溫管的聚氨酯保溫層。對于該技術(shù)是否可以應(yīng)用于家電行業(yè)，還處于研發(fā)中。