绿色低碳建筑材料白皮书系列：聚氨酯篇

聚氨酯篇2025年5月 序言追寻绿色低碳的梦想 在追寻绿色低碳、可寻续发展的放程中，材料选择不再只是功能的满足，一这位多才多艺的“材料摩法师”，不仅以其灵活适应的特性支择了无数设计梦想，还为我们措绘了一条充满可能性的可持续之路。 在建等领域，聚氨酯的硬质发泡材料常被用于高效保温：这不仅能节省能源、降任建筑的环流足遗，更让节能环保不再是客侈，而成为生活的常。同群，软质发泡紧氨酯的融感与舒适生，使得它在家具设计中脱颖市出，既带来温暖的后生本验，也展现出材料的柔韧与可塑。聚氨酯不仅是种材料，更是一种语言，帮助设计师们在不司空间里传递人与自然和谐共生的愿景。 在可药续没计的前沿，热塑性聚氨若(TPU)开启了聚氨酯材料的新篇章。TPU因其可回收性和出色的弹性，既能替代传统的掠胶，又因其热塑特性可以轻松实现循环利用。许多创新的设计实践一从阿迪达斯的全聚氮脂运动鞋到家具和生活用品一都展现了TPU如何融入循环设计思维。我们门不再需要在舒适性和环保性之间妥协，而是涵过材料的选择和工艺的改进，真正实现了资源的高效利用和可持续设认的融合。 未来的设计，是一种有温度的设计未来的财，是一种有生命力的材料。随若生物基聚氧酯、化学回收等技术的违展，聚氨酯将继续以创新的形式融入我们的生活，甚至在木来的建筑、家具、交通等领域中，为设计师门打升新的创意空间。每一个选择部传违了我们对地球的尊重，对木来的守沪。希望每一位设计师都能以聚氢酯为匹笔，在绿色低碳的监图上，共巨摧绘可持续发晨的美好未来。 前言 气恢变化、生物多样性丧失和污染是球面临的三大危机。由于过量恢排放造成全球变暖，导致极端天气培多、海平面上升、生态系统失衡等问题，各国纷纷制定和实施一系列政策来促进绿色低嵌发晨，降低生产和生活中温室气体的排放，从而减轻对不境的影响。2020年，中国也提出了自已的双碳目标，即在2030午前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。自此，各行各业开始加大探索自己的绿色降碳转型之路。 注筑领域的高能耗是中国实现绿色转型和低碳发展达程中的垂要问题。根据2025年1月发布的中司注筑能耗与碳排放研究报告（2024年）》的统计，2022年全国建筑与建筑业建造碳排放总量51.3亿吨CO：占全国能源相关碳排放48.3%，其中：建第与注筑业注造的碳排放总量为51.3亿吨CO占到全国能源相关碳排放的48.3%。按过程分，延材生产运输为27.2亿吨CO，建材本息的降碳行动愈发重要无紧迫。与此后时，建筑运行的碳排放为23.1亿吨CO，占全国能源相关碳排放的21.7%。材料创新：足廷筑行业节能降碳的必由之路。 联合国环境规划署-巨济大学I环流与可持续发展学院(IESD)致力于探索剑新的可持续发展解决方案，通过搭建跨学科的产学研合作平台，让低碳创新材料的牛产者、设计者和使用者案密合作，助力注筑减碳。因此，绿色低碳建筑材料自皮书系列应运而牛，希望介绍创新的绿色性能、应用场景、行业政策，为广大读者，尤其足材料设计师门提供更多解决方案。 本为白皮书系列的第一部一聚氨醛篇，详细介绍了聚氨雷在建筑材料领域的最新发展利应用。受统者水平限制，如本书中有所错漏，诗读者海涵，井不咨赐教！ 目录 编委会 第一章材料篇 齐头羊位联合国环境规划署-同济大学环境与可持续发展学院(IESD)执行人王颖副执行人贾信 80低碳聚氨荫低碳异氛酸荫12低碳多元醇14质呈平微法15循环经济16累氮品的物理回收18聚氨的化学回收 支持单位 同济大学设计创意学院同济大学材料科学与工程学院科思创(上海)投资有限公司莫娇俞臻阳、姜伟姜涛、刘忌琳、李娟、施英华、吕浩、童培轩、胡沁萱 第章政策篇 主副主统皖写团队 20绿色配忆的政策背量22绿危权法规23绿色材标准24建筑行业节能降碳的政流法规和标准 第三章建筑行业节能降碳应用篇 28建筑保温与节能37保温门窗系统 第四章绿色低碳可持续设计篇 44绿色假孩可持续没计理念48建筑行业应月案例 后绿色低碳聚氨酯建材可持续发展愿景 第一章 材料篇 低碳聚氨酯 聚氨酯（Polyurethane，简称PU)，是在20世纪30年代由德国化学家夹托·拜日(OttoBayer)发明的一种高分子材料。聚氢酯材料由多元醇和异氧酸醇通过聚合反应制得，具有独特的软硬段结构：其软段主要提供材料的柔韧性和弹性：通带由长链多元醇构成；硬段则提供材料的机械强度和耐热性，主要由异每酸和扩链剂构成。聚氨酯具有良好的物理机械性能、耐化学生和耐老化性，已经泛应用于各个领域，例如： 聚氢酯泡沐（硬泡和软沟）：泛应用于绝热保温材料、家具、床垫、汽车内饰;：聚多酯弹性位：应用于轮胎、传动荣、密封件、鞋材号；、聚复酯涂料：具有良好的装仿兰和保护性，应用十建等、汽车、木器等领域；，聚复配站合剂：具有优良的相接三能，广泛应用于包装、建筑、制鞋等行业。 传统的聚氢酯材料的前体，例如异酸酯和多元醇主要采用石泊基原必宋生产，生产过程中会造成大量的温空气体排放。为此，科研人员致力于开发可再生原双生产的异氙酸醛和多醇，以期降低对环流的负面影响。 低碳异氰酸酯 生物基异氙酸指 生物质异闻酸 牛物基异需酸酯可从一正档物油中获取。例如，法国的Arkema公司开发了一种基于商应油的牛物基异氨裂酯，可用于牛产牛物基聚氢酯材料，具有良好的环保性能。此外，从农业废弃物(如玉米芯。稻壳)中提取的有机化合物精醛，通过化学改性可以制备出棘醛基异氧酸留。该类型的异缸酸酯具有良好的环保特性，适用于生产低碳聚氨酯材料。 另一和替代性原材料来自于生物质循环才料，也就是生物责麦奔物，例如植物油，地沟油，动物脂肪等。地油经过第二代加氢催化技术，可以生产出生物柴油和少量的生物右脑油，生物右胞泪经过催化裂解，可以生产用于异凯酯生产的原料，如生物质丢，二甲萃等，通过质量平衡法，该原料的可持续分额可以被记入卜游产品：例如MDI(4,4'二去基甲烷二异象段酯)和TDI(苯二异氙酸酯），成为低碳定迹聚氧酷原料。 开究人员还致力于通过生物质转化技术，来用于生产生物基MDI(4,4'-二本量甲烷二异氧酸)和生物基HDI(六亚甲基二异氢酸酯)，这种支术通常涉及将生物质中的芳香化合物提取并转化为异瓦酸革，是传统石注基MDI的环保替代品 2022气6月，科思创宣布与SKgcoccntric、T恩特捞手打造亚太任碳足迹MDI价值链。在该合作中，T思特为SKgeocentric提供可再生的NcsteRETM，这足一种经ISCC(国际可持续发晨和碳认证)体系认证的聚合够和化学品原料，其将该原料加工成苯之后，供应给科思创上海一体化基芯，用于牛产MDI月Neste的聚氛留原材料和下游行业的碳足迹。 科黑创在2024年宣布与合作伙伴一起开发了一种开创性的苯胺生产工艺，该工 硅质聚氢沟沫在全球范田内用于建策物、冷链和制冷设备的保温保冷和绝热，从而将为节书能减碳做出主大贡献：因此，这项新授术有助于竖氢脂行业实现全面的循环经济： 二氧化碳基异氙酸酯 利用二氧化碳（CO.）合成异氢酸革是一种新兴技术，通过化宁反应工业废气中的CO,捕集并转化为异氰酸醛。这不仅有效利用了废气，还减少了温室气体排放。例如，科息创在生产异酸雷时也使月了二氧化碳，以减少生产过程中的碳足迹。 低碳多元醇 采用可再生多元醇原，如生物基多元醇和二年化碳基多元醇，足降低聚氢酯碳排放的重要途径。一些植物泊足提取生基多元醇的原料，主要包括：大豆油、葩麻油、棕桐油等。这些植物油可以通过化学改性，转化为多元醇，与石泊基多元醇相比，桔榜油基多元醇具有可再生性和生物降解性，有助于减少对石化资源的依赖，例如，使用大豆油制备的聚氢酯泡沃塑料，已在家具和筑材料领域获得应月。近年来，利用二氧化碳(CO）合成多元醇成为一种新兴技术，通过化学反应，将工业废气中的CO,消集并转化为多元醇，不仅有效利月了废气，还降任了温牵气体排放。 2023年底，安微（淮南)现代炼化工产业园区与杭州普力材料科技有限公司就年产30万吨多元醇及碳酸丙烯脂项日笠约，投资20亿元，建设30万吨/三聚碳酯聚酸多元醇及碳酸丙烯脂，分两期进行（1期5万吨，2期25万吨），项目利用煤化工园区企业废气中的二氧化碳，合成聚碳酸酯聚避多元醇（PCE），项目建或后每年可固定15万CO，长华化宁宣布，其全资子公司左连云港建设“二氧化碳聚醛及高性能多元醇项目"，计J一期2024年开工建设，2025年投产， 质量平衡法 如何将替代性原材料有效引入到投资巨大、技术复杂的化工生产过程？化工行业正在积极探索一种可以充分利用现有生产设施，在保证产品性能的司时，接引入替代性原材料的方法，宋满足用户对可持续产品日益增长的需求， 质量平衡法足一种临驾链型，用于在牛产系统中归因替代性原料的投入（如可再牛的或循环利用的），这冲方法允许制造商将这些替代性材料归因于其最终产品的特定部分，即使替代性材料和传统材料（如化石基原料)在司一牛产系统中一起加工。 上游合作伙件将禁代性原材料加工并供应给下游化工企业。下游化工企业将替代性原材料与化石原料混合使用，并将原料中的可持续份颜分配给相应的产品。通过第三方竖管，产品和原料中的可持续份额的量相等。 这种在产业链上监管替代性原材流声的有效方法即被称为质量平衡法。质量平衡可应对替代性原材料整合到现有生产流程中所产生的复杂性，同对还能从含有替代性原材料份额的产品优势中获益。 循环经济 误环经济是一种牛态经济式，富通循牛态学双律来指导人类计会的经济活动。在这种经济模式下，资源的高效利用和佰环利用成为核心目标，以“减中化、再利用、资源化“为原则，实现物质闭路环和能量梯次使用。调环经济要求在牛产、消费和废弃的全过程中，转变传续的依赖资源消耗的线形增长方式，依靠生态型资源佰环来推动经济发展。废弃将回收利用是循环经济的重要组成部分，它通过将废弃物品衍转化为有价值的资源，实现了资诉的再利用和得环流动。 使用废弃物生产低跌渠要举能够显若减少度弃物在生命周期结束时效烯造或的排放，降低对化石资源的依赖，节约生产成本，提高资源利月效率，促进环经济。紧氨举案弃构往往可以通运物理回收和化学回收达行利用。作为热同性毕料，娠氛常的物理回收很困准，往往只能将废旧范沫粉碎并三新加工成新的泡沃制品，以降级使用。因此，暴氢間的亿学回收或为了全球化工个业需要收克的技术堆关。 聚氨酯的物理回收 聚氨酯硬泡是一种性能优良的绝热材料和结构材料，因其硬韧、可发泡性、弹性、耐磨性、低温性、耐溶剂性、耐生物老化性等优良性能而被广泛应用于冷冻冷藏设备、汽车、火车、垦及、硬泡空心砖、聚多酯硬泡混凝土、贮避管道绝热、包装、办公用品等领域。然巾：随若聚氨酯硬泡的广泛使用，也产生了大虽的度弃物，包括边负料、旧麦料以及报废产品等。这些废弃物经过适当的物理加工，仍然可以用于建筑材料。 、轻质隔墙板：聚氨酯硬泡废弃物可以经过扮碎、筛分等处理后：与水泥、扮煤灰、添加剂等混合，在立式或卧式隔墙板模具设备中浇筑养扩成型，作为内外保温防火轻质隔墙板使用。 ：轻质混凝土：将聚氨醇硬泡麦产物粉碎成颗拉后，可以与水泥、扮煤灰、添加剂等混合，制成屋面保温轻质砂浆。 ，保温板：聚氢酯硬泡度弃物可以与新的聚氨酯黑白料AB混合仕模具中混合发泡而成，作为屋白保温板、彩钢夹芯板使片：保温效果突出。 防火保温板：聚氢器硬泡废弃物还可以用于制作A级防火保温板，用作保温与结构一体化的保温免拆换板的无机防火保温层。 ，楼层隔声板、地暖保温板：通过特定的工艺处理，聚氛酯更范废弃物还可以制成楼层肠声板、地展保温板以及地展保温砂浆等建筑材料。 聚氨酯的化学回收 聚氨酯硬泡的化学回收 聚氨酯软泡的化学回收 陶氏的RENUVA"床垫回收计划创健了一个新的生态系统，从集到拆卸到回收再到制造，该项目利用废弃的软泡，通过独特的化学回收过程，创造了一种全新的产品一RENUVA"多元醇。该工之利开了法国工厂世界上剪一个工业规模的化学回收反应装百.根据全生命周期评估（LCA)，与标准多元醇生产相比，