1、家電絕熱技術(shù)之發(fā)泡工藝：多種路線，各有千秋- 電氣論文家電絕熱技術(shù)之發(fā)泡工藝：多種路線，各有千秋本刊記者 鄧雅靜為了提高企業(yè)自身的核心競爭力，冰箱產(chǎn)業(yè)鏈上的相關(guān)企業(yè)都在尋找成本更低、能效更高的解決方案。為了提高企業(yè)自身的核心競爭力，冰箱領(lǐng)域的企業(yè)、設(shè)備廠以及原料廠都在尋找成本更低、能效更高的解決方案。他們一邊尋找性價比更好的配方，一邊又在探索改進設(shè)備和工藝，讓原料發(fā)揮出最好的效果。混合發(fā)泡受追捧潤英聚合是最早參與混合發(fā)泡技術(shù)開發(fā)的公司，對混合發(fā)泡技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)非常了解。據(jù)潤英聚合（新加坡）有限公司中國區(qū)域業(yè)務(wù)經(jīng)理張豫夫介紹，歐洲冰箱發(fā)泡體系以環(huán)戊烷發(fā)泡劑為主，美國以HFC-245fa發(fā)泡劑為主

2、。2005 年，潤英聚合與霍尼韋爾開始合作，開發(fā)了以HFC-245fa為發(fā)泡劑的預(yù)混設(shè)備，并應(yīng)用在山東力諾瑞特和太陽雨兩家太陽能企業(yè)。2007年，海爾為了讓冰箱出口到美國，成為最先與潤英聚合合作研發(fā)純HFC-245fa發(fā)泡技術(shù)的中國企業(yè)。此后，海信也開始涉足純HFC-245fa發(fā)泡技術(shù)的研發(fā)，發(fā)現(xiàn)與環(huán)戊烷發(fā)泡體系相比， HFC-245fa發(fā)泡體系的確節(jié)能效果更好、生產(chǎn)周期更短、用料更少、效率更高，而且和冰箱面板的貼服性更好。由于海信整個環(huán)戊烷發(fā)泡系統(tǒng)已經(jīng)改造完成，為了不造成浪費，海信攜同潤英聚合開發(fā)了HFC-245fa+環(huán)戊烷共混發(fā)泡體系，只對發(fā)泡設(shè)備進行相應(yīng)調(diào)整，不對整條生產(chǎn)線做改造。雖然

3、HFC-245fa的價格比環(huán)戊烷高，但是共混體系用料減少，因此選用適當(dāng)?shù)呐浔龋梢允构不祗w系在達到很好絕熱性能的同時，成本不會增加。康隆公司上海代表處首席代表兼業(yè)務(wù)經(jīng)理周正平告訴電器記者，冰箱發(fā)泡系統(tǒng)原料的比例一般是100 份聚醚 +13份環(huán)戊烷 +5.5份 HFC-245fa，冷柜是100份聚醚 + （ 1315）份環(huán)戊烷+ （ 22.5）份HFC-245fa。可以說，混合發(fā)泡技術(shù)融合了多種發(fā)泡劑的特性，可以取長補短，實現(xiàn)1+12的效果。由于前期投入少，生產(chǎn)改造簡單，混合發(fā)泡技術(shù)受到越來越多家電企業(yè)的追捧。目前，市場上冰箱行業(yè)的發(fā)泡體系已經(jīng)發(fā)展為以三元共混發(fā)泡為主、純環(huán)戊烷發(fā)泡為輔的市場格局

4、。值得慶幸的是，冰箱行業(yè)并沒有止步于環(huán)戊烷+HFC-245fa+聚醚這樣的三元發(fā)泡體系。潤英聚合開發(fā)的預(yù)混設(shè)備最初是為混合發(fā)泡量身定做的。發(fā)展至今，潤英聚合的預(yù)混裝置包括二元、三元、四元甚至五元共混裝置。其中，五元預(yù)混是潤英聚合最新的技術(shù)，可以混合5 個組份。多元預(yù)混的發(fā)明專利已在新加坡注冊（專利號186054 ），在中國也已提交專利申請并進入最后審批程序，美國也已經(jīng)接受申請，并賦予申請?zhí)枺M入審批程序。潤英聚合多元預(yù)混的專利，涵蓋的發(fā)泡劑包括含碳氫的化合物，含氫氟碳的化合物和含氫氟烯的化合物，凡是屬于這3 類化合物的發(fā)泡劑，都在專利保護范圍之內(nèi)，因此LBA 也在其中。另外，由于HFC-245

5、fa的 GWP 值較高，一些企業(yè)開始嘗試將第四代發(fā)泡劑加入共混發(fā)泡體系。真空減壓發(fā)泡是平臺找到了成本更低、效果更好的原料配方，如何讓原料發(fā)揮出最優(yōu)的效果，則需要優(yōu)質(zhì)的設(shè)備和生產(chǎn)工藝來實現(xiàn)。減壓發(fā)泡技術(shù)和真空發(fā)泡技術(shù)就是通過降低壓強增加聚氨酯泡沫的流動性，從而讓聚氨酯泡沫在冰箱內(nèi)部的填充效果更好的兩種技術(shù)。由康隆公司和陶氏公司聯(lián)合研發(fā)的真空發(fā)泡技術(shù)，最多可將冰箱能效提高5%10% ，有脫模快、泡沫細膩等優(yōu)勢，而且每臺冰箱可以節(jié)約3% 的原料。周正平說：“在短短兩三年的時間內(nèi)，真空發(fā)泡技術(shù)在中國冰箱行業(yè)已經(jīng)擁有3 條生產(chǎn)線，海爾青島、海爾重慶、合肥美菱各有一條，都是純環(huán)戊烷發(fā)泡。令人高興的是，現(xiàn)在

6、第四條生產(chǎn)線也正在建設(shè)當(dāng)中，即海爾俄羅斯，這也是世界上第四條真空發(fā)泡生產(chǎn)線。”真空發(fā)泡技術(shù)由于需要真空環(huán)境，對設(shè)備精度以及模具要求很高，這會增加發(fā)泡成本。與之相比，減壓發(fā)泡技術(shù)雖然也需要密封設(shè)備，但是對設(shè)備的要求沒有那么苛刻，是家電廠的另一種選擇。對于減壓發(fā)泡技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，紅寶麗研究院副院長兼聚氨酯研究所所長邢益輝介紹說：“減壓發(fā)泡技術(shù)可以提高冰箱能效 5% 左右。目前，海爾有兩條減壓發(fā)泡生產(chǎn)線，一條已經(jīng)建成，另一條還在建設(shè)中；美菱建有一條生產(chǎn)線，但是沒有真正利用起來；美的也建有一條生產(chǎn)線，但是沒有滿負荷運行。”不難看出，這兩種技術(shù)都沒有在冰箱行業(yè)大范圍推廣開來。一方面是因為不同廠家的選擇不

7、同。比如真空發(fā)泡技術(shù)，盡管前期設(shè)備和原料加起來的成本比一般生產(chǎn)線要高 30% ，但是產(chǎn)品品質(zhì)提升也效果明顯，因此看重產(chǎn)品品質(zhì)的企業(yè)，才可能選擇這樣的生產(chǎn)工藝。再者，不管舊的冰箱能效標準還是新出臺的能效標準，能效的劃分并不細致，市場上導(dǎo)熱系數(shù)達到19mW/ （ m· K）和18mW/ （ m·K）的產(chǎn)品均可以達到國家能效1 級要求，反應(yīng)到價格上沒有太大區(qū)別。考慮到成本因素，很多企業(yè)尤其是規(guī)模較小的企業(yè)不會選擇動輒投資幾千萬元的真空發(fā)泡技術(shù)。此外，設(shè)備不穩(wěn)定、技術(shù)不成熟也是影響這兩種工藝發(fā)展的主要因素。事實上，無論減壓發(fā)泡還是真空發(fā)泡，在聚氨酯發(fā)泡中充當(dāng)?shù)亩际瞧脚_作用，不管何種

8、發(fā)泡體系，環(huán)戊烷、 HFC-245fa或是第四代發(fā)泡劑，在這個平臺上都可以實現(xiàn)。為了順應(yīng)國內(nèi)冰箱廠普遍采用三元混合發(fā)泡體系的趨勢，陶氏公司已經(jīng)進行實驗驗證，真空發(fā)泡生產(chǎn)線也可以采用HFC-245fa+ 環(huán)戊烷 +聚醚三組分混合發(fā)泡體系，導(dǎo)熱系數(shù)在18mW/ （ m· K）以下，更加節(jié)能。其他技術(shù)涌現(xiàn)科思創(chuàng)認為在設(shè)計合理的冰箱上使用微孔發(fā)泡技術(shù)，聚氨酯泡沫的絕熱性能將比傳統(tǒng)技術(shù)提升 5% 。現(xiàn)場發(fā)泡密封技術(shù)側(cè)重于提升生產(chǎn)效率和實現(xiàn)工業(yè)自動化，可以優(yōu)化密封填縫效果，使冰箱發(fā)泡更均勻、質(zhì)量更穩(wěn)定。與真空和減壓發(fā)泡技術(shù)動輒幾千萬元的生產(chǎn)線改造成本相比，科思創(chuàng)的微孔發(fā)泡技術(shù)不需要任何額外的設(shè)備

9、投入。產(chǎn)品成本非但不會增加，反而有所降低。對比現(xiàn)有的發(fā)泡體系，科思創(chuàng)的微孔發(fā)泡技術(shù)可以實現(xiàn)更快的生產(chǎn)效率、更低的熱傳導(dǎo)系數(shù)和填充密度等優(yōu)點。2015年，科思創(chuàng)與某冰箱企業(yè)合作實驗生產(chǎn)，成功論證了科思創(chuàng)微孔發(fā)泡技術(shù)能同時提升泡沫絕熱性能和降低生產(chǎn)成本。科思創(chuàng)有關(guān)負責(zé)人舉例說，對于年產(chǎn)量50萬臺的中型冰箱生產(chǎn)線，每年能節(jié)約上百萬元，對冰箱和冷柜的生產(chǎn)企業(yè)而言，可謂“魚和熊掌可以兼得”。目前，科思創(chuàng)的微孔發(fā)泡技術(shù)在家電行業(yè)應(yīng)用最多的是純環(huán)戊烷發(fā)泡體系以及 HFC-245fa+環(huán)戊烷共混發(fā)泡體系。所謂現(xiàn)場發(fā)泡密封技術(shù)，就是由工業(yè)機器人操控的發(fā)泡機精確地在所需的任何產(chǎn)品材質(zhì)表面快速實現(xiàn)發(fā)泡固化的全過程，滿足密封或者填縫的功能要求。傳統(tǒng)發(fā)泡密