Ⅱ. 특수한 기술과 변환을 위한 조건
- 경질우레탄폼에서 대체 발포제
1) 서론
국제 몬트리올 의정서 협약과 국가별 CFCs와 HCFCs의 생산, 소비, 무역의 통제로 아시아 플루오르카본 시장은 주요한 변화로 이제 더 친환경적인 대체안의 사용을 향해 움직이고 있습니다. 경질우레탄폼은 주로 냉장고와 냉동고, 건물, 냉장수송용 컨테이너 및 LNG(액체 천연가스)운송 선박의 단열재로 사용됩니다. 또한 경질우레탄폼은 파이프와 탱크 단열 그리고 구명 재료 등에서 그 사용을 찾을 수 있습니다(예를 들어, 부표, 갑판 부목, 보트).
경질우레탄폼 가공 및 품질에서 프레온(CFCs)과 HCFCs의 좋은 특성을 가지고 있기 때문에 폴리우레탄(polyurethane)과 폴리이소시아누레이트(poltisocyanurate) 단열재산업에서 수 년 동안 발포제로 사용하였습니다. 이 문서에서는 간단하게 현재 널리 사용되는 발포제 HCFCs와 비교하여 환경에 미치는 영향, 열 저항효율과 폼의 특성 및 경질우레탄폼의 대체 발포제에 대해 설명합니다.
2) 발포제 특성
[표1] 발포제 특성(UNEP, 2007: 99)
발포제 | CFC-11 | HCFC-22 | HCFC-141b | HCFC-142b | HFC-134a | HFC-152a |
화학식 | CCl3F | CHClF2 | CH3CCl2F | CH3CClF2 | CH2FCF3 | CH3CHF2 |
분자량 | 137 | 86 | 117.0 | 100 | 102 | 66 |
비등점 | 24 | -41 | 32.0 | -10 | -27 | -25 |
가연한계 | – | – | 7.3~16.0 | 6.7~14.9 | – | 3.9~16.9 |
ODP | 1.0 | 0.055 | 0.11 | 0.065 | 0 | 0 |
GWP(100년) | 4000 | 1700 | 630 | 2000 | 1300 | 140 |
열전도율
(10℃) |
7.4 | 9.9 | 8.8 | 8.4 | 12.4 | 14.3
(25℃) |
발포제 | HFC-245fa | HFC-365mfc | N-pentane | I-pentane | C-pentane | CO2 |
화학식 | CF3CH2CHF2 | CF3CH2CF2CH3 | C5H12 | C5H12 | C5H10 | CO2 |
분자량 | 134 | 148 | 72.1 | 72.1 | 70.1 | 44.0 |
비등점 | 15.3 | 40.2 | 36.0 | 28.0 | 49.3 | -139 |
가연한계 | – | 3.8~13.3 | 1.4~8.0 | 1.4~7.6 | 1.4~7.6 | – |
ODP | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
GWP(100년) | 820 | 840 | 〈25 | 〈25 | 〈25 | 1 |
열전도율 | 12.5
(24℃) |
10.6
(24℃) |
14.0 | 13.0 | 11.0 | 14.5 |
[표1]은 경질우레탄폼에서 자주 사용되는 CFCs, HCFCs, HFCs, 펜탄 이성질체 그리고 CO2를 포함하는 발포제의 특성을 요약하였습니다. 경질우레탄폼에서 사용되는 발포제는 요구하는 특성 치수에 적합해야 합니다. 예를 들어, 이는 비점보다 낮은 50℃ 액체이어야 폴리우레탄(polyurethane)의 원료 폴리올(polyol) 또는 이소시아네이트(isocyanate)에 용해됩니다. – 폴리우레탄 매트릭스에 아직 불용해성.
바람직하게 발포제는 발포체의 스트러트(struts) 및 세포막을 통한 낮은 확산 속도 그리고 불연성, 무독성 및 환경 무해와 낮은 열전도성을 가지고 있습니다. 가용성 및 생산 비용도 고려되어야합니다.