本文由中国塑协聚氨酯制品专业委员会刘卫东秘书长向中化蓝天霍尼韦尔新材料有限公司市场经理黄恒约稿，黄恒先生熟悉聚氨酯发泡剂市场及发泡剂替代历程。聚氨酯硬泡发泡剂对制品性能影响较大，因此发泡剂的替代也是聚氨酯硬泡应用发展中必须面对的问题。2026年聚氨酯硬泡行业发展论坛将于4月15-17日在合肥市瑞辰大酒店召开，欢迎行业朋友关注并参会。

聚氨酯硬质泡沫塑料（聚氨酯硬泡）作为保温性能卓越的有机材料，凭借其极低的导热系数（可低至0.016W/m.K），广泛应用于冰箱、冷柜、冷藏集装箱、建筑保温及液化天然气（LNG）船等领域。目前，我国聚氨酯泡沫原料及产品种类丰富，产能优势突出，众多企业正积极开拓海外市场。

发泡剂是聚氨酯泡沫塑料的关键原料，其物理属性直接决定聚氨酯硬泡的性能，尤其是保温效果。根据发泡机理，发泡剂分为化学发泡剂和物理发泡剂。化学发泡剂通过与异氰酸酯反应生成二氧化碳气体实现发泡，常见如水、CFA-8（碳酸有机醇胺盐）和甲酸；物理发泡剂则溶解于多元醇中，吸收反应热后气化膨胀，常见类型包括烷烃类（如戊烷、丙烷、丁烷）、甲酸甲酯、超临界二氧化碳及氟碳类发泡剂等。这些发泡剂不仅可用于聚氨酯硬泡，还可应用于聚氨酯软泡（如海绵、座椅）及半硬泡（如仿木、自结皮及鞋底材料）。

氟碳类发泡剂因与原料相容性好、导热系数低、不易燃易爆而广受青睐。但传统氟碳类发泡剂对环境的破坏引发关注，主要涉及臭氧层破坏和全球变暖两大问题。目前，评判发泡剂环保性能的指标为臭氧消耗潜值（ODP）和全球变暖潜值（GWP），分别衡量其破坏臭氧和导致全球变暖的能力。氟碳类发泡剂已发展至第四代（零ODP、低GWP），第五代仍处于概念阶段。依据ODP和GWP指标，氟碳类发泡剂可分为四代：第一代为氯氟烃类（CFC），如三氯一氟甲烷（CFC-11），由杜邦公司于1958年发明，因使用方便、价格低廉、性能优异而广泛应用，但19世纪八十年代南极臭氧层空洞的发现引发全球对其破坏臭氧层的关注，1987年《蒙特利尔议定书》限制了消耗臭氧层物质的生产和消费；第二代发泡剂为氢氯氟烃（HCFC），如二氯一氟乙烷（141b），其消耗臭氧的能力大幅下降，但ODP仍不为零，可作为CFC类物质的过渡替代产品，受《蒙特利尔议定书》约束，2030年全球将全面禁止此类物质的生产与使用；第三代发泡剂为氢氟烃（HFC），已不消耗臭氧，可替代HCFC类物质，代表如HFC-245fa，但随着温室气体引起全球升温的关注及《巴黎协定》的签署，HFC类物质极高的GWP值使其面临削减压力，2016年《蒙特利尔议定书基加利修正案》约定了不同发展程度国家削减的基线及力度；第四代发泡剂为氢氟烯烃（HFO），此类物质具有极低的大气寿命，能同时满足零ODP与极低GWP值（与二氧化碳相当），代表如霍尼韦尔公司的HFO-1233zd(E)（商品名Solstice LBA）、HFO-1234ze（商品名Solstice GBA，常用作挤塑聚苯乙烯泡沫发泡剂，聚氨酯泡沫中并不常用）及科慕公司的HFO-1336mzz（商品名 Opteon 1100）。此外，还有日本旭硝子公司开发的HFO-1224yd发泡剂，但未大面积推广。这四代发泡剂的发展历程如图1所示，代表分子的物理性能如表1所示。

图1 氟碳类发泡剂的历史演变

表1 不同发泡剂的物理性能

在淘汰HCFC-141b过程中，我国将2009年和2010年生产量及消费量定为基准平均值。2013年开始，生产配额削减至基线水平。2017年，在《蒙特利尔议定书》多边基金执委会会议上，我国主动提出加速淘汰141b进程，聚氨酯泡沫HCFC第二阶段淘汰管理计划获批准。如图2所示，2018年削减至基线70%，2026年各企业停止生产141b，实现完全淘汰。生态环境部分别于2018年及2023年发布行业消费禁令，禁止使用HCFC-141b作为发泡剂生产冰箱冷柜、冷藏集装箱、储水式电热水器、保温管道及太阳能热水器产品。2025年，聚氨酯泡沫行业保留3000吨141b，用于建筑喷涂保温领域。2025年11月18日，生态环境部发布禁令，自2026年1月1日起，禁止生产以HCFC-141b为发泡剂的组合聚醚和聚氨酯产品（喷涂聚氨酯泡沫产品除外）；自2026年7月1日起，禁止生产以HCFC-141b为发泡剂的喷涂聚氨酯泡沫制品。

图2 中国HCFC-141b发泡剂淘汰进程

在聚氨酯泡沫行业，不同细分应用对141b发泡剂的替代难度存在显著差异。多数应用场景可在标准厂房内完成生产，通过设备防爆处理和车间通风改造，即可采用成本较低的戊烷类发泡剂。然而，喷涂加工聚氨酯硬泡保温属于移动式发泡作业，施工场地分散且管理相对粗放，若使用可燃类发泡剂极易引发火灾事故。因此，喷涂聚氨酯硬泡生产中141b的替代需采用特殊方案。

针对喷涂场景，141b替代可选发泡剂包括水、CFA-8、HFC-245fa、HFO-1233zd（E）及液态二氧化碳。其中液态二氧化碳发泡技术，可复配其他几种发泡方案使用，但需配合专用喷涂设备。具体选择发泡方案时，需根据保温性能要求而定：对于保温性能要求不高的场景（如养殖场顶棚），可采用全水配方、CFA-8+水配方体系或全水+液态二氧化碳发泡体系。对于保温性能要求较高的场景（如冷库保温），则需采用HFC-245fa低份数体系、HFO-1233zd（E）低份数体系或CFA-8+HFC-245fa+水复合发泡体系，这些体系均可与液态二氧化碳喷涂机配合使用。

 HFC-245fa喷涂体系选用低份数主要基于两方面考虑：一是HFC-245fa本身成本高于HCFC-141b；二是其沸点低于室温（如表1所示），添加量过大时会导致夏季组合聚醚蒸汽压升高，影响储存和运输稳定性。目前，国内组合料企业开发的HFC-245fa低份数体系，其成本已与原有HCFC-141b体系持平，且已积累了相当规模的工程应用经验。同时，化学发泡剂CFA-8+HFC-245fa+水复合体系也能满足喷涂国标要求，但目前缺乏实地数据支持，后续需与相关方合作验证，以期开发出综合性能更优的喷涂发泡体系，助力喷涂聚氨酯硬泡ODS淘汰进程。

由于HFC-245fa在国内同样面临长期削减压力，终端用户也可考虑直接采用HFO-1233zd(E)作为发泡剂方案。在配方开发时，需重点关注其低沸点、高成本特性，并选择适配的发泡助剂。喷涂领域141b替代部分方案的基本性能参数如表2所示。

表2 不同喷涂体系的物理性能

   聚氨酯发泡剂零ODP、低GWP的替代是大势所趋，更加环保的产品终将得到广泛应用。参考国外的替代经验，聚氨酯泡沫上下游企业共同努力，定能开发出适合国内应用场景的产品。未来，随着环保法规的日益严格和技术的不断进步，聚氨酯发泡剂行业将迎来更加绿色、可持续的发展阶段，为全球环境保护和产业创新贡献力量。

免责声明：本文转载自”聚氨酯泡沫应用https://mp.weixin.qq.com/s/cVYs4XE2ynp0MQRdsFQyfA”, 目的在于传递分享更多信息, 并不意味着赞同其观点或证实其真实性，也不构成任何投资、法律或会计建议。如涉及作品版权问题，请联系我们及时修改或删除。