2022年，冰箱保温技术领域发生了两件大事。先是8月9日，海尔冰箱首创的“冰箱箱体动态压力下聚氨酯硬泡发泡技术”获得中国轻工业联合会颁发的科学技术进步奖一等奖。11月3日，在进博会上，美的冰箱联合科思创发布绿色冰箱。无论前者还是后者，其核心都是低碳聚氨酯发泡技术获得突破。事实上，自2020年中国提出“双碳”战略以来，绿色低碳已经成为冰箱行业最重要的发展趋势。相应地，冰箱聚氨酯硬泡技术也稳步向低碳化迈进。
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低碳材料的应用
在冰箱中，发泡材料通常会塞满整个箱体，目的是让冰箱内部温度保持恒定，提供更好的保温效果。然而，常规的发泡材料和发泡技术有3个明显的缺陷：一是排放大量二氧化碳，破坏臭氧层，加剧温室效应；二是发泡材料流动性差，容易填充不均匀，影响保温效果；三是难以同时兼顾速度和质量，发泡效率低。应对这3个问题，业内通过使用更低碳的原料、提升整机能效和生产效率的创新工艺，从整个聚氨酯产业链降低碳排放。
使用更低碳的原料包括两个方向，即使用GWP值更低的发泡剂和更低碳的发泡料。关于发泡剂替代，冰箱行业已经基本完成了HFC-245fa的淘汰（详见P.6）。
发泡料主要是指白料中的聚醚和黑料中的MDI。对于应用更低碳的发泡料，《电器》记者了解到，业内正在更多地推出低碳足迹的MDI，比如科思创、巴斯夫、万华化学、亨斯迈等，但在聚醚方面还没有推出相应的产品。
科思创推出低碳足迹MDI，2021年进博会期间，科思创在亚太地区首发了经ISCC PLUS质量平衡认证的低碳足迹MDI的同时，还联手海尔推出了应用该MDI的低碳冰箱。2022年进博会期间，科思创再次携手美的发布了应用该MDI的绿色低碳冰箱。与冰箱行业两大巨头合作推广低碳MDI，标志着低碳足迹聚氨酯在家电企业开始实现批量生产。
科思创方面表示，ISCC是国际公认的生物质及生物能源的可持续发展认证体系。在质量平衡方法中，源自生物质或废弃物的原材料与化石原料混合，然后通过数学方式被分配给最终产品，实现温室气体减排。由于质量平衡产品与相应的化石基产品性能相同，客户无需改变现有生产工艺与设备。科思创的低碳足迹MDI来自植物的生物质原材料的份额高达60%，与化石基MDI相比，可减少60%的碳排放量。
一样的低碳MDI，不一样的产品。在科思创将低碳足迹MDI推向市场不久，巴斯夫“首款无温室气体排放的芳香族异氰酸酯Lupranat ZERO”成功上市，扩大了旗下MDI产品组合，为低碳MDI市场竞争注入活力。
巴斯夫方面表示，经过核算，Lupranat ZERO“从摇篮到大门”的产品碳足迹为零，意味着该产品从源头到离开公司送往客户的过程中，都不会产生二氧化碳排放，这包括产品相关的温室气体排放和产品中的生物基碳。在这一过程中，巴斯夫在化工生产链的初始阶段采用可再生原料，并通过质量平衡法对这些原料进行分配，从而实现零碳排放。此外，巴斯夫在该产品的生产过程中采用了经认证的可再生能源。
除了MDI，聚醚领域的低碳发展也传来好消息。2022年12月，万华化学推出一款生物聚醚产品——WANOL FB390。该产品生物基含量超过90%，可减少碳足迹30%~50%。同时，该产品具有较好的泡孔结构和良好的透气性。某业内人士评价说：“虽然这款聚醚用于聚氨酯软泡，目前主要用于高端家具和汽车领域，但是对于冰箱聚氨酯硬泡降低碳足迹有很大的借鉴意义。”
#2
先进技术降低材料用量，提升产品能效
提升冰箱能效，一些企业通过增加发泡料的流动性，让发泡料填充得更均匀，进而提高冰箱箱体的保温效果。例如，海尔冰箱首创动态压力下的聚氨酯发泡技术，解决了发泡流动性差、填充不均匀的难题，实现了在超高粘度材料、超快反应时间和复杂产品结构等条件下发泡料高质量填充，将发泡效率提升50%。据介绍，目前，海尔冰箱国内已有4条生产线应用该技术，年产300万台绿色环保冰箱，年碳减排约达112万吨。
科思创的微孔发泡技术与海尔的“动态压力下的聚氨酯发泡技术”异曲同工。据科思创方面介绍，微孔发泡技术是科思创于2013年在德国总部开始研发的新技术，可以通过减小泡沫孔径，降低绝热系数，进而提高冰箱的能效。同时，微孔发泡技术可以在普通发泡体系的基础上配合各种发泡剂体系，实现隔热性能大幅提升，加快生产节拍并且优化注料量，更好地控制产品品质，节约生产成本。值得一提的是，对于家电企业来说，切换微孔发泡技术不需要任何额外设备投资，不需要调整生产线，不增加成本。
陶氏的真空发泡技术在冰箱行业已经应用多年，特别是在海尔多个冰箱工厂成功应用，其核心技术原理正是通过提高泡沫流动性、泡沫密度的均匀性，来减小微观泡孔尺寸，降低泡沫导热系数。真空发泡技术可以让家电企业在不增加成本的情况下将能效提升10%，同时通过缩短将近50%的脱模时间，大幅度增加循环次数，提高生产效率。如今，该技术已经迭代到第三代，对冰箱能效的提升非常显著。据陶氏有关负责人介绍，陶氏第三代PASCALTM技术采用独特的真空工艺和新型的聚氨酯发泡系统来填充冰箱壁内的绝热空腔，不仅可以进一步帮助冰箱厂提高能效，还能降低生产成本、提高生产效率，为冰箱行业加速实现碳中和目标作出了好的示范。根据测算，采用PASCAL技术的项目于2018~2026年间减少的温室气体排放将超过90万吨，相当于生长10年的1500万棵树木所吸收的温室气体总量。
然而，某业内人士认为，真空发泡技术能效提高虽然很显著，但是动辄需要投资千万元，这对当下成本压力巨大的冰箱企业来说并不适用，这也是它没能在冰箱行业大规模推广开来的重要原因。
从整个聚氨酯产业链进行碳减排，对于冰箱行业实现“双碳”目标同样至关重要。
万华化学提出了聚氨酯泡沫全生命周期解决方案。万华化学有关负责人介绍说：“我们通过化学方法将废旧聚氨酯材料在分子层面重组，再通过新的化学反应生成聚氨酯材料。该技术反应条件较为温和，且产物可直接用于发泡，在聚氨酯回收领域具有较大的实用价值，能显著提升经济效益。另外，此回收工艺还可实现泡沫不降级再利用。”
《电器》记者结束本文采写时，正值2023新年。展望新的一年，冰箱行业绿色低碳的发展趋势不但不会改变，而且会更加迫切，这一点从近期各省市发布的“碳达峰”实施方案不难窥见。站在新的起点，聚氨酯硬泡产业链上的企业能够做的，唯有与冰箱厂一道坚定绿色发展路线，破浪前行。
本文来源：微信公众号-科技产业链
