聚氨酯硬泡行业淘汰HCFCs遇挑战
□ 中国塑料加工工业协会聚氨酯制品专业委员会 刘卫东
臭氧层恢复缓慢 淘汰HCFCs时间表提前
随着环境问题逐渐成为世界各国关注的焦点，中国在加速淘汰HCFCs的谈判工作中也越来越艰苦。2007年9
月，在加拿大蒙特利尔召开的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》第19次缔约方大会上，经过与会国的磋
商和谈判，对淘汰HCFCs时间表作出了调整。其中第5条款国家即发展中国家应该在2030年加速完全淘汰HCFCs
物质的消费和生产，2013年将消费和生产水平冻结在基线水平(以2009~2010年消费和生产平均水平作为基线)，
削减进度为2015年削减10％，2020年削减35％，2025年削咸67.5％，2030年完全淘汰。决定同时还希望成员国
根据本国的国情，首先淘汰臭氧层破坏系数（ODP）高的HCFCs。
2008年11月在多哈召开的蒙特利尔议定书第20次缔约方大会上，发达国家和发展中国家经过几个回合谈判，
达成了未来3年的增资方案：发达国家将在未来3年增资4.9亿美元，其中2.9亿美元用于HCFCs淘汰。但企业获
赠资格的基限年仍未确定，关于基限年确定的几个提案分别是2000年、2004年、2007年和2010年。我国保守希
望至少是以2007年9月作为获赠资格的基线。
先使用先淘汰 发达国家加速淘汰HCFC-14lb
2003年底，日本已经停止发泡剂用HCFC-14lb的生产和进口，从2004年1月开始只使用国内的库存，2005年
开始主要使用替代品。2004年，开始降低清洗剂用HCFC-141b的生产量和进口量，预计到2010年将全面停止使用。
日本、美国和欧洲从2003年均己开始进行HCFC-141b替代品的工业化生产。日本中央硝子公司于2002年9月
就已开始着手建造5000t/a HFC-245fa装置。2003年9月美国霍尼韦尔公司开始工业化生产HFC-245fa，10月日
本旭硝子公司也投产了HFC-245fa。法国Solvay公司于2003年5月开始工业化生产HFC-365mfc。
目前，日本和欧洲采用环戊烷作聚氨酯硬泡发泡剂的较多，喷涂作业以HFC-245fa发泡剂为主。美国基本采用
HFC-245fa发泡剂。
鉴于聚氨酯硬泡发泡剂HCFC-141b的ODP值较其他HCFCs高，以及发达国家HCFCs淘汰的经验和多边基金期望
首先淘汰高ODP值HCFCs的想法，HCFC-141b将成为我国优先淘汰的HCFCs品种。我国生产的HCFC-141b产品少量
用于电子产品清洗剂和出口外销，大部分用于聚氨酯硬泡的发泡剂。
节能减排 助推聚氨酯硬泡快速发展
我国的聚氨酯工业虽起步较晚，但发展速度惊人，2006年以来年均增长速度近20％。受国家不断提高的能效
标准及节能减排政策的推动，聚氨酯硬泡使用大户：冰箱/冰柜、冷藏集装箱、车用聚氨酯、建筑喷涂聚氨酯均保
持很高的增长速度。近年来新兴的仿木聚氨酯、太阳能热水器、彩钢夹芯板、PU浪瓦、防盗门填充料等领域用聚
氨酯硬泡增长比率更高，超过30％。2006~2007年我国聚氨酯硬泡消费分布见表1所示。
表1 2006~2007年我国聚氨酯硬泡消费分布 万t
消费领域 2006年 2007年 同比增长/%
冰箱、冰柜 26.0 31.5 21.15
冷藏集装箱 5.6 6.4 14.29
车用聚氨酯 6.4 7.0 9.38
管道保温 5.6 6.2 10.71
建筑喷涂（冷库、粮库、建筑等） 5.4 6.6 22.22
电热水器 3.2 3.8 18.75
仿木 2.4 3.3 37.50
OCF（单组分聚氨酯密封胶） 2.2 2.6 18.18
太阳能热水器 1.6 2.4 50.00
彩钢夹芯板 2.3 3.6 56.52
PU浪瓦 1.2 1.8 50.00
防盗门填充料 1.2 1.6 33.33
小家电 0.5 0.6 20.00
空调风管 0.26 0.3 15.38
合计 63.86 77.7 21.67
物美价廉 聚氨酯硬泡行业过分依赖HCFC-141b
聚氨酯泡沫生产过程中使用的发泡剂CFCs（CFC-11／CFC-12）已经于2007年底完全被淘汰。我国聚氨酯硬泡
制品企业在CFC-11被淘汰后，只有大的冰箱生产企业利用多边基金赠款进行了以环戊烷为发泡剂的替代设备改造，
部分小规模冰箱、板材生产企业和部分管道保温材料、喷涂泡沫生产企业基本采用HCFC-141b做发泡剂。目前我国
聚氨酯硬泡行业过分依赖HCFC-141b作为发泡剂，2007年HCFC-141b消费量接近5万t，占聚氨酯硬泡发泡剂的
70％。此外，全水发泡主要用于我国北方地区城市集中供热管道发泡，还有极少数企业用HFC-245fa作发泡剂。几
种聚氨酯硬泡用发泡剂的性能比较见表2。
全水发泡技术路线
与CFC-11及环戊烷等物理发泡剂不同，水属于化学发泡剂，在发泡过程中与异氰酸酯反应生成脲，同时释放
出的CO2残留在泡孔中起到发泡作用。在制备聚氨酯泡沫过程中可通过改变水的用量来控制CO2的释放量，从而获
得不同密度的聚氨酯泡沫。由于CO2不燃、无毒，因此ODP值为零且整个发泡工艺操作简单，对工厂现有设备无需
升级改造。但全水发泡技术的缺点是，CO2热导率较高、泡沫绝热性能不好、全水发泡体系粘度太大、流动性能不
好，CO2扩散速度太快、导致泡沫尺寸稳定性不好，而且水消耗较多、水发泡的聚氨酯硬泡密度要有相应的增加，
使得聚氨酯硬泡成本增加。目前全水发泡技术主要应用于对保温要求不是很高的管道保温领域，是HCFC-141b替代
的主要备选技术之一。
环戊烷类发泡技术路线
环戊烷类发泡剂在欧洲应用非常普遍和成功，其导热系数介于HCFC-141b和全水发泡产品之间，所制得的聚氨
酯硬泡性能稳定，具有良好的物理性能。另外，环戊烷价格低廉，目前我国以环戊烷类作为发泡剂的应用领域正在
由最初的冰箱、冰柜引伸到其他具备生产条件的装置上。但它的致命缺陷在于易燃易爆，对消防要求极其严格。企
业要进行环戊烷改造，相关消防审批手续非常繁杂，使得它的应用受到较大的局限。另外，生产线的安全改造需要
资金的投入较多，现场施工型企业无法使用。环戊烷发泡技术也是工厂化生产产品(冰箱、冰柜、热水器)替代
HCFC-141b的主要备选技术之一。
HFC类发泡技术路线
由于价格昂贵以及综合技术等方面条件不成熟，目前我国聚氨酯行业采用此类发泡剂非常少。只有极少数太阳
能企业，如山东力诺太阳能和江苏太阳雨已经与美国霍尼韦尔公司签订了少量使用HFC-245fa发泡剂的协议。使用
HFC-245fa发泡剂使得每台太阳能热水器增加约50元的材料成本。由于价格因素，我国距离HFC发泡剂的广泛使
用还有较长的一段距离。
表2 几种聚氨酯硬泡用发泡剂性能比较
项目 CFC-11 HCFC-141b HFC-245fa HFC-365mfc HFC-134a 环戊烷
相对分子质量 137.4 117.0 134.1 148.1 102.0 70.1
沸点/℃ 23.8 32.0 15.3 40.2 -26.5 49.3
爆限/vol% — 7.6~17.7 — 3.5~9.0 — 1.4~9.4
臭氧层破坏系数ODP 1 0.11 0 0 0 0
地球变暖系数GWP 4600 700 950 890 1300 3
气本热导率/mW/mK 0.009 0.01 0.011 0.01 0.012 0.012
企业量多面广 阻碍淘汰HCFC-141b进程
目前我国消费聚氨酯硬泡的企业超过5000家。其中，家电行业聚氨酯硬泡消费量约占年产量的40％，主要用
于冰箱、冰柜、电热水器、消毒柜等产品，年消费量在50t以上的企业约有500家，虽然用于太阳能热水器领域的
消费量不是最大，但是生产企业数量庞大。据统计，我国年产太阳能热水器在5000台以上的企业约有1800家；用
于建筑保温及冷库的聚氨酯板材生产厂家约有200余家；年消耗量在50t以上的聚氨酯保温管企业约500家；聚氨
酯喷涂工程企业约1500家；汽车内饰(汽车、摩托车座垫、汽车方向盘、仪表盘等)企业约500家；冷藏集装箱尽
管消耗量相对较大，但只有中集集团1家国内企业和青岛马士基集装箱工业有限公司、盛狮集团上海冷箱厂2家外
资企业生产；组合料产能在1000t/a以上配料企业约100家。
聚氨酯硬泡制品企业多、领域广的特点，给聚氨酯硬泡行业加速淘汰HCFC-141b带来了很多困难。预计到2013
年，各类聚氨酯硬泡的企业数可能还会有一定的增加，泡沫行业成为我国淘汰HCFCs的关键所在。而国家环保部对
于我国HCFCs淘汰工作，也倾向于首先在聚氨酯泡沫行业淘汰HCFC-14lb，并计划到2015年淘汰的10％ ODS中，
60％由聚氨酯泡沫消减HCFC-141b承担。届时，聚氨酯硬泡领域将要消减1.8万~2万t HCFC-14lb的消费量。
对于冰箱、冰柜、热水器等聚氨酯硬泡制品应用企业而言，淘汰HCFC-141b将为大企业完成环戊烷发泡生产线
改造提供契机，而对于资金实力较弱的中小型企业将造成明显冲击。在管道保温领域，可以通过完善水发泡技术和
环戊烷技术改造来规避风险。喷涂发泡由于是现场发泡，使用价格相对低廉的环戊烷发泡剂无法解决防爆问题，而
全水发泡剂用于喷涂还有一些技术问题有待完善，若采用HFC-245fa将会使本来价格已经相对较高的聚氨酯硬泡产
品增加较大的成本，该领域在淘汰HCFC-141b进程中将面临诸多挑战。
早在1992年我国泡沫行业开展淘汰ODS工作之时，中国塑料加工工业协会就与环保部外经办联合成立了泡沫
工作组，作为专门负责我国泡沫行业淘汰ODS的国内执行机构指导各子行业HCFCs淘汰工作。目前，我国HCFC淘
汰管理计划(HPMP)的编制工作也启动在即，在该计划中将确定泡沫行业淘汰机制、替代品和替代技术的选择，并具
体明确泡沫行业的淘汰战略和增加费用需求及具体的时间表。作为该计划中的一个重要的数据来源，HCFCs生产及
消费调查工作已经在各省和直辖市环保局开展。通过行业的调查，我国政府将尽量争取得到多边基金的支持，及早
完成HCFCs的替代改造工作。
相关链接
保护臭氧层国际公约
为了保护人类共有的地球，国际社会分别在1985年和1987年签署了两个保护臭氧层的国际环境公约和协定，
即：《关于保护臭氧层的维也纳公约》(1985年)，标志着保护臭氧层国际统一行动的开始；而《关于消耗臭氧层物
质的蒙特利尔议定书》(简称《议定书》，1987年)，真正对CFCs等ODS的生产、使用实行逐步削减的控制措施。《议
定书》伦敦修正案(1990年)确定了建立基金机制、确保国家间的技术转让在最优惠的条件下进行的原则。该修正
案为实施《议定书》建立了—个多边基金，接受发达国家的捐款并向发展中国家提供资金和技术援助。
我国于1991年6月14日加入《议定书》，《议定书》修正案自1992年8月10日开始对我国生效。1991年我
国成立国家保护臭氧层领导小组，作为实施《议定书》的最高决策机构，并在原国家环保总局内成立了多边基金项
目管理办公室(PMO)，负责多边基金项目的准备、报批和实施管理。2000年成立了国家消耗臭氧层物质进出口管理
办公室，负责ODS进出口管理工作。根据《议定书》的规定并结合我国经济技术等方面的现实情况，我国政府编制
了《中国逐步淘汰消耗臭氧层物质国家方案》(简称《国家方案》)，制定了国家ODS淘汰战略，并于1993年1月
经过国务院批准实施。由此，国家战略通过各行业的ODS整体淘汰计划得到具体实施。