冰箱冰柜行业发泡剂技术选择（课堂PPT）

1、1冰箱冰柜行业冰箱冰柜行业HCFC-141b替代技术选择替代技术选择南京红宝丽股份有限公司南京红宝丽股份有限公司 2主要内容主要内容二、行业简述二、行业简述三、行业发泡技术现状三、行业发泡技术现状 四、行业发泡剂替代意向四、行业发泡剂替代意向 五、环戊烷五、环戊烷/HFC-245fa/HFC-245fa混合发泡技术前景混合发泡技术前景 一、一、冰箱冰柜行业冰箱冰柜行业HCFC-141bHCFC-141b淘汰背景淘汰背景 六、环戊烷六、环戊烷/HFC-245fa/HFC-245fa混合发泡剂综合性能混合发泡剂综合性能 七、总结七、总结 3一、冰箱冰柜行业一、冰箱冰柜行业HCFC-141b淘汰背景

2、淘汰背景发达国家发达国家发展中国家发展中国家中中国国蒙特利尔议定书蒙特利尔议定书 2010年年 2020年年 2015年年 2030年年 泡沫行业 冰箱冰柜行业 4二、行业简述二、行业简述1冰箱冰箱冷柜冷柜行业行业概述概述2行业行业地域地域分布分布 3行业行业未来未来展望展望51 1、冰箱冷柜行业概述、冰箱冷柜行业概述冰箱行业的生产基本受季节性影响较大，旺季主要集中在每年的4 月至9 月，时间大概维持6 个月左右，然后进入淡季，在年底前会有所反弹，基本呈现夏季较旺、冬季较淡的特点；相比冰箱行业而言，国内冰柜行业生产淡旺季特点并不明显，这主要是由于冰柜的消费群体和冰箱有所差异，冰箱基本以民用为主

3、，冰柜则以商用为主。 冰箱冷柜行业是中国聚氨酯硬泡消耗量最大的一个行业，其年总产量在世界上处于首位，2008年总产量约为5000万台，其中，冰柜产量1000万台，自2004年以来，产量年复合增长率达到13%。62 2、行业地域分布、行业地域分布名 次企 业2008年产能（万台）备 注1青岛海尔12002海信科龙10003美的8004新飞8005美菱4006LG2807西门子1408三星1309星星300小冰箱10康佳120合计5170表1 2008年国内前十位冰箱企业产能 73 3、行业未来展望、行业未来展望从整个冰箱行业的发展来看，中国的冰箱行业虽是比较成熟的行业，但产能过剩较大，生产线开工

4、率较低。随着大型冰箱企业的兼并重组与持续扩产，冰箱冰柜行业的产业集中度不断提高，将进一步挤压中小型企业生存空间，短期内，我国冰箱冰柜产品的出口形势难以根本好转，受惠于家电下乡和以旧换新政策的实施，2009年国内冰箱行业预计实现4-6%的增长。 从未来我国冰箱的发展趋势来看，城市化向农村化转变、加大出口是我国冰箱产业唯一的出路，城市居民冰箱保有率接近95%，以后冰箱消费主要是更新换代，而农村冰箱普及率只有20%不到，总需求在8000 万台左右，所以农村冰箱保有率每上升10 个百分点，就能拉动冰箱消费需求500万台左右，潜力十分巨大。8三、行业发泡技术现状三、行业发泡技术现状 冰箱冷柜行业是国内使

5、用聚氨酯硬泡的龙头行业，生产规模大、行业集中度高，这使得冰箱冰柜企业在聚氨酯发泡工艺和技术上较为成熟。但该行业相关的技术标准不断的更新，特别是冰箱、冷柜的能耗等级越来越严，对聚氨酯的保温性能、工艺性能等方面的要求越来越高。 冰箱、冰柜用HCFC-141b聚氨酯泡沫的芯密度为3135kg/m3，大企业基本采购不含发泡剂的组合料，在生产现场将组合料与发泡剂预混后进行发泡;中小企业倾向于直接采购预混发泡剂的组合料，自由发泡密度在2225kg/m3，在冰箱用组合料中，HC发泡剂的含量在1015%左右，如使用HCFC-141b作发泡剂，其含量在2025%左右。9三、行业发泡技术现状三、行业发泡技术现状

6、由于冰箱的行业规模大、产业集中度高、出口产品比例高，大型企业凭借其雄厚的资金技术优势在CFC-11替代时，出于成本、技术、市场多方面的考虑，很多就跨越HCFC直接选用了环戊烷或环/异戊烷作为替代品。另外，为了进一步提高能耗等级，一些企业开始生产环戊烷/HFC-245fa混合发泡的冰箱。 但是，大量的中小企业及冰柜的生产，还在广泛的使用HCFC-141b作为发泡剂，这将是本行业完成ODS淘汰的关键和难点。10四、行业发泡剂替代意向四、行业发泡剂替代意向 调查显示，对现在使用HCFC-141b的冰箱、冷柜企业大都有意向选择戊烷作为替代品，有些企业已经开始或已经完成了这方面的改造，该行业大部分企业具

7、有改造的动力，同时上游供应商相关技术和生产（戊烷预混）能力也初步具备。但企业改造所需的费用（包括设备和工艺等）是巨大的，特别是一些规模较大的企业。 对HFC发泡剂，尤其是HFC-245fa，冰箱企业普遍比较关注，但HFC-245fa高昂的价格限制了它的推广和使用。11五、环戊烷五、环戊烷/HFC-245fa混合发泡技术前景混合发泡技术前景2HFC-245fa与常用发泡剂与常用发泡剂性能比较性能比较 1理想的理想的替代发泡剂替代发泡剂所具备特性所具备特性 3HFC-245fa作为冰箱发泡剂作为冰箱发泡剂的工艺性能的工艺性能 121 1、理想的替代发泡剂所具备特性、理想的替代发泡剂所具备特性不易燃

8、易爆，便于生产、贮运及使用不易燃易爆，便于生产、贮运及使用低毒性、不致癌，对人体基本无害低毒性、不致癌，对人体基本无害 化学稳定性好，便于加工操作化学稳定性好，便于加工操作 气相导热系数低，可降低泡沫的成型密度气相导热系数低，可降低泡沫的成型密度 对环境无影响，是绿色环保产品对环境无影响，是绿色环保产品 理想的理想的替代发泡剂替代发泡剂所具备特性所具备特性132、HFC-245fa与常用发泡剂性能比较与常用发泡剂性能比较 物理性能物理性能 表表2 毒毒 性性 表表3 可燃性可燃性 表表4 414表表2 HFC-245fa与常用发泡剂性能与常用发泡剂性能 性性 能能HCFC141bHFC245f

9、aHFC365mfc环戊烷环戊烷分子式分子式CCl3FCH3CHF2CH2CF3CHF2CH2CH2CF3C5H10分子量分子量116.9134.0148.270.0液体密度（液体密度（20）g/mL1.491.271.320.75ODP0.11000GWP70082084011在大气中寿命在大气中寿命(年年)708.411几天几天爆炸极限（爆炸极限（v/v）5.5 - 17.703.7 10.61.3 - 8.0沸点沸点(C)3215.34049气相导热系数（气相导热系数（25 C ,mW/mK）1012.210.612蒸汽压（蒸汽压（ 20 C, mbar）700124047038015表

10、表3 HFC-245fa与与HCFC-141b毒性数据比较毒性数据比较 HFC-245faHCFC-141b对皮肤毒性对皮肤毒性LD502000mg/kgLD502000mg/kg心脏刺激性心脏刺激性2%从从1%起起Ames鉴定鉴定不反应不反应不反应不反应吸入对人体毒性（吸入对人体毒性（6h）LC50200000ppmLC5062000ppm16表表4 HFC-245fa与常用发泡剂可燃性比较与常用发泡剂可燃性比较 性质性质CFC-11HCFC-141b环戊烷环戊烷HFC-245fa闪点（闪点（0）无无无无-37无无燃烧燃烧 上限，上限，VOL.%无无7.61.5无无极限极限 上限，上限，VO

11、L.%无无17.78.7无无最小点火能，最小点火能，mJ100，00020，000100，000172、HFC-245fa与常用发泡剂性能比较与常用发泡剂性能比较（1）HFC-245fa作为发泡剂，能给予泡沫更好的尺寸稳定性，在泡沫达到相同强度的要求下，使用或部分使用HFC-245fa发泡剂的泡沫可以密度更低。（2）HFC-245fa的导热系数比CFC-11和HCFC-141b高，但比环戊烷的导热系数小，因此使用HFC-245fa的泡沫材料的保温性能，比CFC-11和HCFC-141b发泡的泡沫均要下降，但是比环戊烷泡沫具有更好的绝热性能。（3）HFC-245fa是一种不可燃的液态氟烃，没有致

12、燃的风险，对生产、运输、使用及其制品，都赋予良好的安全性。（4）低毒性为生产操作人员提供良好的职业安全保障。结果： 183、HFC-245fa作为冰箱发泡剂的工艺性能作为冰箱发泡剂的工艺性能 发泡剂发泡剂发泡性能发泡性能HCFC141bCFC11HFC-245fa环戊烷环戊烷反应活性反应活性乳白时间乳白时间/ s1414-10凝胶时间凝胶时间/ s46473640不粘时间不粘时间/ s58644046泡沫性能泡沫性能自由发泡（手工）自由发泡（手工）25.723.725.225.7成形性成形性脱模时间脱模时间/min5555流动性流动性/cm24.826.626.025.0密度密度kg/m3整体

13、密度整体密度36.832.533.236.8芯密度芯密度32.929.030.732.6尺寸稳定尺寸稳定性性%-30、24h-0.4-0.2-0.2-0.470、24h1.11.11.00.7193、HFC-245fa作为冰箱发泡剂的工艺性能作为冰箱发泡剂的工艺性能（1）HFC-245fa的低沸点保障了发泡过程中良好的流动性和脱模性能；（2）HFC-245fa发泡成型后具有良好的尺寸稳定性。 除此以外，HFC-245fa还表现出与聚醚良好的相容性、组合料的良好的储存稳定性等。但是，纯HFC-245fa作为发泡剂，姑且不论它的低沸点带来的操作难度、容易发生的鼓泡现象及较为严重的表面气孔问题，就是

14、它的高价格也让冰箱企业望而却步。环戊烷/HFC-245fa混合发泡则较好平衡了泡沫性能改善与成本控制的矛盾，为冰箱行业的HCFC-141b替代提供了一个备选方案。20六、环戊烷六、环戊烷/HFC-245fa混合发泡剂综合性能混合发泡剂综合性能1、戊烷、戊烷、HFC及其混合发泡的气相导热性能及其混合发泡的气相导热性能戊烷戊烷烷烃烷烃/HFC质量比质量比共发泡气体共发泡气体（新制（新制/熟化）熟化）气相导热系数气相导热系数（HFC365mfc， 40 C）mW/mK气相导热系数气相导热系数（HFC245fa ，40 C）mW/mK/0/1CO215.313.1/0/1空气空气18.313.1异戊烷

15、异戊烷1/1CO216.816.8异戊烷异戊烷1/1空气空气16.816.8正戊烷正戊烷1/1CO216.215.9正戊烷正戊烷1/1空气空气16.616.1环戊烷环戊烷1/1CO214.513.5环戊烷环戊烷1/1空气空气/13.4环戊烷环戊烷2/1CO214.613.6环戊烷环戊烷2/1空气空气/13.8环戊烷环戊烷1/2CO214.713.3环戊烷环戊烷1/2空气空气/13.3环戊烷环戊烷1/0CO215.015.0环戊烷环戊烷1/0空气空气20.120.1212、冰箱领域环戊烷、冰箱领域环戊烷/HFC-245fa混合发泡剂的成本效益分析混合发泡剂的成本效益分析原料原料戊烷戊烷/HFC-

16、245fa戊烷型戊烷型单价单价(元元/Kg)用量用量(Kg)金额金额(元元)单价单价(元元/Kg)用量用量(Kg)金额金额(元元)干白组合料干白组合料151001500151001500HFC-245fa608480环戊烷环戊烷13.5810813.512162异氰酸酯异氰酸酯171352295171352295小计小计25143832473957泡沫单位成本泡沫单位成本17.46元元/Kg16.02元元/Kg222、冰箱领域环戊烷、冰箱领域环戊烷/HFC-245fa混合发泡剂的成本效益分析混合发泡剂的成本效益分析 按目前平均每台冰箱使用泡沫7kg标准计算，完全使用戊烷发泡原料成本约为112元

17、，改用环戊烷/HFC-245fa 1：1（重量比）混合发泡，即使不考虑泡沫用量的减少（通常可以有25%的下降），泡沫成本为122元，只比完全使用环戊烷发泡的泡沫成本高10元/台。此外，由于HFC-245fa不可燃，使用环戊烷/HFC-245fa混合发泡，不但不需要对冰箱发泡设备另行改造，而且还能提高冰箱企业生产的安全系数。 进一步比较上述两种发泡剂冰箱的总成本，来探讨其经济效益，即性价比。这里总成本是指冰箱的生产成本和使用成本之和，即冰箱的社会成本。 232、冰箱领域环戊烷、冰箱领域环戊烷/HFC-245fa混合发泡剂的成本效益分析混合发泡剂的成本效益分析 通过前面的分析，我们知道每台冰箱的生

18、产成本环戊烷/HFC-245fa 1：1（重量比）混合发泡的比单纯以环戊烷作发泡剂的要高出10元/台，但在使用上，由于环戊烷/HFC-245fa型比纯粹环戊烷发泡型冰箱减少电耗610%，以中间值8%计算，假设一台冰箱年耗电300度，则环戊烷/HFC-245fa 1：1（重量比）混合发泡的冰箱每年多节电24度，以0.50元/度的电价计算，相当于每年减少开支12元，也就是说，因部分使用HFC-245fa发泡导致的成本上升（10元/台）在一年内就能从节能上得到充分的补偿。国内冰箱目前的设计寿命一般为7年（实际使用寿命则在10年左右），以设计寿命7年计，每台环戊烷/HFC-245fa型冰箱在其使用期内将比纯粹环戊烷发泡冰箱节能84元，即社会成本因部分使用HFC-245fa发泡而降低了74元/台，经济上明显具有可行性。24七、总七、总 结结1、我国的冰箱冷柜行业集中度高，已经形成四个集中产业群，主要企业已经完成HCFC-141b淘汰，现用发泡剂以环戊烷为主。2、行