植物油聚醚多元醇的现状

一、建筑节能的严峻形势以及国家对建筑节能颁布的法规政策。
　　近年来，全球能源形势日趋严峻，据一些国际研究机构分析世界一次性能源仅够人类使用 30 年，能源匮乏也同样引起人们的高度关注。中国煤炭消耗量占世界总量的 40% ，石油消耗量成为仅次于美国的第二大国。据有关专家预算，至 2020 年，中国对海外石油能源的依赖程度将达到惊人的 55% 以上，保障能源供给也有很大困难。建设节约型社会，节约能源消耗，已成为维持可持续发展的紧迫要求。
　　在能源消耗的众多形式中，建筑能耗在我国能源消耗量所占的比例逐年上升，已经从 20 世纪 70 年代的 10% 上升到现在的 27.6% ，而采暖、空调的能源消耗又占其中的 60% 左右，我国建筑采暖、空调、通风主要利用的是不可再生的能源，如煤炭、天然气、电力等，我国是世界上最大的建筑市场，每年净增建筑量近 20 亿平方米，建筑节能成为节省能源消耗的一个重要途径。
　　随着我国经济的快速发展，转变高能耗、低产出的现状成为各级政府在能源降耗，发展可持续社会的重要任务，因此各主管部门制定了各种鼓励和支持建筑节能的政策及法规：
　　1 、 2005 年 7 月 1 日我国批准发布的第一部公共建筑节能设计的国家标准《公共建筑节能设计标准》；
　　2 、 2005 年 10 月建设部《聚氨酯建筑节能应用推广小组》成立；
　　3 、 2006 年 7 月 1 日开始，国家将在北京、天津、大连、青岛、上海、深圳等六城市强制推行建筑节能 65% 的标准。
　　4 、 2006 年 9 月国务院颁布《建筑节能管理条例》
　　5 、 2006 年 12 月建设部最终修改，颁布《硬泡聚氨酯外墙外保温工程技术导则》（以下简称技术导则）；
　　国家建设部已明确将聚氨酯硬泡做为重点推广的建筑节能材料，其中达到 65% 及更高的节能标准建筑非聚氨酯硬泡莫属。据烟台万华硬泡聚氨酯节能应用推广小组通过国内市场实地调查，认为在若干年内，全国每年将会有 100 万吨硬泡氨酯材料应用于建筑节能市场。
　　二、建筑节能领域存在的一个不可忽视的问题。
　　近年来，随着我国各个节能阶段建筑节能设计标准和相关法律法规的颁布，全国各地都兴建了大量的节能建筑。目前我国建筑保温隔热所采用的保温材料主要是聚苯板和聚氨酯，而每生产 1 吨聚苯板则需要消耗约 1.5 吨的原油，而生产 1 吨合成的聚氨酯所消耗的石油化工原料约 2 吨。现在每年有 20 亿平方米的新建建筑，既有建筑面积 420 亿 m 2 ，如果这些建筑均采用聚苯板进行保温，按 8cm 厚的聚苯板计算，新建建筑进行保温时每年将消耗 400 万吨的原油，既有建筑节能改造将消耗掉 8400 万吨原油。若采用聚氨酯做为保温材料所消耗的原油量也与之相近。中国 2006 年的原油量预计为 1.83 亿吨，而建筑节能将消耗掉一半的原油，所以如今建造和使用建筑直接、间接消耗的能源占到全社会总能耗的 46.7% 。因此我们很有必要加大可再生资源的利用和研究，减少一次性能源在建筑中的应用，调整建筑能耗的消费结构，支撑经济发展对能源的需求。
　　大力发展可再生资源，发展资源综合利用的建筑节能技术，将减少对石油等石化资源的消耗，而其主要方案要实现建筑节能产品的多样化，以减少建筑节能中对聚苯板和聚氨酯（石油类）的过度依赖。而加大植物类多元醇的应用是目前最可行的方案，同时应大力发展自主创新的建筑节能体系，充分利用可再生资源生产聚氨酯系列保温材料。
　　三、植物类多元醇的国际国内现状
　　成立于 1998 年的美国 Urethane Soystems Co.(USSC 公司 ) 开发了由大豆油制得的多元醇 Soyo y Ⅰ ( 质量指标见下表 ) ，其应用范围几乎与石油衍物生产的聚醚多元醇相同，年生产能力达 20 多万吨，据说已用于模塑扶手等软质及高回弹部件，并广泛应用于屋顶、外墙及建筑硬泡，据称采用这种多元醇能降低软泡材料成本的 5% 。
　　项目
　　Soyo y Ⅰ R 137
　　Soyo y Ⅰ F 672
　　羟值 mg koh/g
　　212
　　130
　　水分 %
　　3.5
　　0.5
　　酸值 mg koh/g
　　6.5
　　5.5
　　粘度
　　3000
　　3000
　　另据报道，美国陶氏聚氨酯公司也是采用植物油进行研发的聚氨酯多元醇的公司之一。陶氏公司负责此项目的主人麦克哈斯认为这种多元醇可减少生产步骤，植物油的基因改性从理论上可直接从绿色植物中提取工业制品，陶氏化学是第一个测试弹性体发泡的企业，实验室及试验工厂规模的生产厂家已获成功。
　　另据报道美国 Vertellus 特性材料公司（ Vertellus Performance Material Slnc ）新引进一条为 Polycin(GR) 系列多元醇的生产线。 Polycin 天然多元醇完全取自蓖麻油，是第一批用于聚氨酯行业的全天然，可再生多元醇，专门面向涂料，胶粘剂、填缝剂和弹性体（ CASE ）市场供货。 Vertellas 特性材料公司特性材料部经理 Lanrence. Sslovin 表示：" Polycin 系列产品的生产让我们很是兴奋，这代表我们我们公司在环境兼容性领域的重要地位。我们的产品一直都在利用当前市场的环保趋势创造利润"。
　　在物理性能方面， Polycin GR 系列产品的羟基数在 35-340 之间，官能度 2-2.9 之间，生产出的聚氨酯强度在 10 （ shore A ） -75(shore D) 之间 , 拉伸强度可达 6000-50Psi 。主要成分为蓖麻油提取物的 GR 系列多元醇生产出的温度敏感性很低，在 10 0 ℃ 仅为普通聚醚多元醇的温度（ 95%RH ）的 1/6 。采用 GR 系列多元醇还能生产具有极好的抗水解性能，以及在低温条件下仍能保持坚韧质地的聚氨酯材料。
　　还有最近进入中国的加拿大的丹米莱克公司，该公司专业生产以环氧大豆油为基础的聚氨酯组合料，在 2006 年 12 月份的建筑节能论坛的报告中称，丹米莱克公司的喷涂料可以在零下 15 ℃的环境温度下照常喷涂施工，目前计划并已经开始实施在国内设厂生产植物类聚氨酯组合料。
　　国内的植物类多元醇也有数家：
　　1 、上海高维实业公司与中科合臣（上市公司）共同投资建设的多元醇装置，其生产的转基因大豆为原料的工艺路线为国内首创，替代以石油为原料的传统工艺，目前已批量生产，装置产能 1.5-2 万吨 / 年。随着石油原料的不断紧张，其市场前景越来越广阔，主要应用在冰箱、管道、太阳能、防盗门、屋面和外墙喷涂及粘合剂行业。
　　高维公司（中科合臣）聚醚多元醇的牌号指标如下：
　　产品型号
　　SD-50
　　SD-100
　　SD-280
　　SD-630
　　粘度 25 ℃
　　50MAX
　　50-100
　　330-400
　　1900-2300
　　羟基 mg.koh/g
　　45-55
　　90-110
　　260-280
　　430-550
　　官能度
　　1.5
　　2
　　2.8-3
　　5-5.5
　　水份≤ 0.5 ，其中以 SD-280 应用硬泡领域最佳。
　　2 、山东莱州金田化工有限公司，设备规模 1 万吨 / 年，生产牌号 JTM-4110 ，主要用于聚氨酯硬泡，如冰箱、板材、管道等，指标如下：
　　JTM-4110
　　羟值 mgkoh/g
　　酸值
　　Mg koh/g
　　粘度（ 2 5 ℃ ）
　　PH 值
　　平均官能度
　　38 0 ± 20
　　≤ 0.7
　　48 0 ± 30
　　7.5-8.5
　　4.2
　　通过对国内的高维公司植物类多元醇 SD-280 ，以 JTM-4110 的试验发泡，都能不同程度的替代石油聚醚，而且泡沫流动性有所提高，原料粘度降低，其参考配方如下：
　　配方一： SD-280 （高维）（植物类多元醇） 30 份
　　450 或 835 聚醚 20 份
　　403 聚醚 10 份
　　发泡剂（ 141b ） 26-28 份
　　硅油 2-2.5 份
　　催化剂 8-10 份
　　配方二： JTM-4110 （莱州）（植物类多元醇） 15 份
　　450 或 835 聚醚 40-45 份
　　403 聚醚 10 份
　　发泡剂（ 141b ） 26-28 份
　　硅油 2-2.5 份
　　催化剂 8-10 份
　　其发泡结果经检测结果如下：
　　项目
　　性能要求
　　试验结果
　　试验方法
　　密度， kg/m 3
　　≥ 35
　　36
　　GB6343
　　压缩性能，（形变 10% ）， kpa
　　≥ 150
　　160
　　GB8813
　　垂直于板面方向的抗拉强度， Mpa
　　≥ 0.10 并且破坏部位不得位于粘结界面
　　0.12
　　本规范附录 C
　　导热系数， W/ （ m.k ）
　　≤ 0.024
　　0.021
　　GB3399
　　吸水率， %
　　≤ 3
　　0.8
　　GB8810
　　氧指数， %
　　≥ 26
　　26.5
　　GB/T 2406
　　其指标完全达到《聚氨酯硬泡国标》及建设部《技术导则》的要求，只是在选用硅油及催化剂上作些调整，调整配方后适用于《技术导则》中的几种工艺"直喷法""合成板材""模板浇注"，而且能取得良好的社会效益和经济效益。
　　缓解我国能源危机与经济社会高速发展的矛盾，必须立足国内采用可替代石油资源的生物质能来应用于建筑节能。从根本上解决建筑耗能，调整节能的消耗结构，发展再生资源的技术应用势在必行，使健康绿色环保的低耗能建筑真正走进我国的百姓生活