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1、应大力推广酚醛泡沫在太阳能热水器领域的应用关键词 酚醛泡沫 太阳能热水器 集热器 保温材料 摘 要 对目前太阳能热水器领域所使用的保温材料应用状况作了一个分析，介绍酚醛泡 沫的应用优势，说明酚醛泡沫是一种太阳能热水器的理想保温材料。酚醛泡沫的应用能提 高太阳能热水器的整体质量，对太阳能热利用行业将是一个良好的促进。 作 者 戢超 丘煊元 詹仕凯 单 位 厦门高特高新材料有限公司1 背景 中国太阳能热水器的年生产量是欧洲的 2 倍，北美的 4 倍，现已成为世界上最大的太 阳能热水器生产国和最大的太阳能热水器市场，并仍在以每年 20-30的速度递增。但 是中国太阳能热水器的生产企业有 5000 多
2、家，除部分全国性品牌因质量、售后服务过硬而 市场知名度较高外，行业中存在着大量纷繁芜杂的杂牌企业，这种状况不利于行业的长远 发展，这就要求政府部门进行规范，加强监管引导。尽管市场现状不如人意，但市场前景 仍看好。而且太阳能热水器的质量直接影响着人民的日常生活，所以必须对太阳能热水器 的质量引起足够的重视。2 保温材料现状 近年来，太阳能热水器质量问题层出不穷。其中一个严重的问题就是太阳能热水器的 保温问题。目前太阳能热水器保温水箱的保温层大都采用聚氨酯保温材料，由异氰酸酯和组合聚 醚两种原料在一定条件下发生化学反应生成，聚氨酯的密度在 40kgm3 时保温效果最佳， 过高或过低保温效果都不佳。
3、这种密度的聚氨酯，生产过程中对压强和温度的要求较高， 工艺较难控制，如果生产设备和工艺简陋，就会生产出劣质的聚氨酯保温层。一些中小品 牌的太阳能热水器生产企业虽然采用同样的原料，但由于技术、资金实力有限、设备简陋， 甚至采用手工搅拌的方式，导致发泡料不均匀，闭孔率极低，有的地方泡孔过大，热量极 易穿透、散失快，一夜温度能降一二十度。这样的劣质聚氨酯保温层就像“黑心棉” ，起不 到保温作用。其次，缺乏高温熟化处理工艺。太阳能热水器放在楼顶，长期高温暴晒，发泡料如果 不经熟化处理，反应不充分，高温下开始进行二次发泡，向内挤压内胆，向外膨胀，胀破 外桶皮，3-5 年后保温效果迅速下降，达不到保温作用
4、，整台太阳能热水器也就这样报废 了。因高温熟化处理会大大增加成本，大部分企业都省略了这道工序，只有少数的大品牌 企业在使用。还有发展迅速的平板太阳能集热器。目前平板太阳能集热器的保温材料一般选择聚氨 酯发泡或者岩棉。岩棉虽然耐热温度较高，但由于起保温性有限，其实并不是最好的保温 材料。采用聚氨酯发泡的话，除了上述保温水箱中出现的问题外，还会出现由于聚氨酯经 受不住集热器长期的高温，长时间之后会收缩，严重影响保温性能。还有一个容易忽视的问题就是环保问题。现有的聚氨酯、岩棉从环保方面来讲，都存 在一些问题。聚氨酯的无氟发泡技术还是没有大量应用，岩棉的纤维对身体及空气都会造 成影响。3 酚醛泡沫介绍
5、那么有没有一种耐热性能好，保温性能好，同时又环保的适合做太阳能热水器的保温 材料呢？ 酚醛泡沫是一个很好的选择。酚醛泡沫（PhenolicFoams,简称 PF）被誉为“保温之王” ,具有容量轻、绝热性好、刚性大、尺寸稳定性好等特点，属于难燃物质，燃烧时仅产生少 量一氧化碳有毒气体，发烟量低、不会熔融、无滴落物。它是以酚醛树脂、乳化剂、发泡 剂、及其它助剂等多种物质，经科学配方制成的闭孔型硬质泡沫塑料。 20 世纪 80 年代，国外科学家通过对酚醛树脂及其制品进行研究，发现它们具有突出 的难燃、低烟、低毒特性和优异的耐热性。20 世纪 90 年代以来，包括酚醛泡沫在内的酚 醛复合材料得到很大发
6、展。近些年来，由于高层建筑、交通运输、舰船、航空、空间技术 等方面对合成泡沫塑料的热稳定性和耐燃性提出了严格要求，使得酚醛泡沫得到广泛关注 和迅速发展。二十一世纪，酚醛泡沫以其优异的保温防火性能以及绿色环保的优点终会发 起一场保温新材料的革命。 酚醛泡沫材料的特性总结如下： 1 保温性能好 酚醛泡沫和聚氨酯泡沫材料一样，都是闭孔率很高的材料。酚醛泡沫的 导热系数一般为 0.020.03w/m.k，与聚氨酯的导热系数相当。 2 使用温度广、耐热性好 酚醛泡沫的使用温度非常广，酚醛泡沫在-196到 180 （允许瞬时温度 250）范围内均可使用。且有较好的热稳定性。 3 环保 酚醛泡沫采用的是无氟
7、发泡技术，生产及使用时均无毒无味。 4 使用寿命长、抗腐蚀抗老化 酚醛泡沫材料已固化成型，长期暴露在阳光下，无明显 老化现象。使用寿命明显长于其它保温材料。除能被强碱腐蚀外，几乎能耐所有的无机酸、 有机酸及盐类的腐蚀。 5 工艺性 可以通过流水线生产出表面复合铝箔、镀锌钢板等各种材料的板材。也可以 在模具中填充发泡。4 应用状况 由于酚醛泡沫是近年来发展起来的新型保温材料，还不为太阳能行业所熟知，以及未 列入相关标准的推荐材料中去，使得酚醛泡沫在太阳能行业的应用还不多见。 但经过笔者的调查，其实酚醛泡沫在江苏太阳雨太阳能有限公司已经开始应用。该公 司的平板太阳能集热器的保温材料采用的是底部用玻
8、纤棉，四周边框用酚醛泡沫的形式。 在与该公司技术部姜部长的讨论中得知，由于已经认识到酚醛泡沫的优势，很想采用酚醛 泡沫作为太阳能热水器保温水箱的保温材料。目前我公司正在加紧研发适用于保温水箱的 酚醛泡沫浇注设备以及浇注发泡料，相信很快就可以给在太阳能热水器企业提供相关设备、 原料及技术，应用于保温水箱。5 应用前景 酚醛泡沫的性能决定了其在太阳能集热器、保温水箱中将会大有作为。 对于平板太阳能集热器，我公司目前生产的酚醛泡沫复合板（中间酚醛泡沫保温层， 上表面复合铝箔，下表面复合镀锌钢板或铝板）可以直接应用于平板太阳能集热器。这样 不仅可以充分利用酚醛泡沫作为保温材料，还有其他优势。由于该板材
9、已经与集热器的背 框材料及铝箔材料复合在一起，简化了集热器的生产工艺。而且酚醛泡沫保温层是由专业 的保温材料生产厂家预制成型，质量能得到更好的保证。 认识到酚醛泡沫将来在太阳能热水器行业的需求，公司已经组织相关人员研发适用于 太阳能热水器企业的发泡设备，以及发泡原料。相信不久就可以在太阳能热水器行业大面积推广应用。 还有一点，大家还会关注成本问题。其实随着酚醛泡沫行业的发展，酚醛泡沫的价格 基本与聚氨酯持平。所以在提高性能的同时，不会带来成本的增加。相信，如果能将酚醛泡沫作为太阳能热水器的保温隔热材料大量应用，对太阳能热水 器的整体质量将会有一个很大的提高，对太阳能热利用行业将是一个良好的促进。作者简介：戢超（1982-） ，男，学士学位，2005 年毕业于武汉理工大学材料科学与工 程专业，现就职于厦门高特高新材料有限公司，工程师，主要从事酚醛、聚氨酯等保温材 料的研究应用工作。E-mail: 联系地址：福建厦门集美北部工业区莲塘路 99 号 厦门高特高新材料有限公司 邮编： 361021 电话：15960396517 0592-6686688
