全面分析太陽能熱水器發(fā)泡常見問題及解決方案
內(nèi)容摘要：以及聚氨酯自身的局限性，由于各消費廠家的消費工藝、人員素質(zhì)等諸方面的緣由。聚氨酯發(fā)泡過程中，或多或少地都會遇到一些問題。普樂太陽能試圖系統(tǒng)地從諸多方面作詳盡剖析，并力圖提出一些處理計劃，以期對熱水器消費和組合聚醚營銷有所協(xié)助。
以其清潔平安、運用便當(dāng)、無能耗等優(yōu)點，太陽能熱水器是充沛應(yīng)用太陽能源提供熱水的產(chǎn)品。愈來愈遭到人們喜愛。太陽能熱水器多采用清華大學(xué)專利產(chǎn)品 — 真空集熱管，吸熱率達(dá) 93% 熱水器水箱內(nèi)膽采用不銹鋼板，外殼則為防銹鋁或不銹鋼。填充于內(nèi)膽和外殼之間的保溫層普通分半發(fā)泡和全發(fā)泡兩種。所謂 “ 半發(fā)泡 ” 指保溫資料一局部（ 20-30mm 厚）為聚苯乙烯泡沫，一局部（ 20-30mm 厚）為聚氨酯硬泡；全發(fā)泡 ” 則是指保溫層全部采用聚氨酯硬泡，厚度多為 50mm 太陽能熱水器保溫性能良好，即便在冬季，天氣晴朗時，照舊能提供熱水滿足人們洗浴請求。太陽能熱水器是九十年代才問世的新產(chǎn)品，因其消費工藝簡單，投資小，利潤高，屬于短平快項目，合適鄉(xiāng)鎮(zhèn)、個體企業(yè)接產(chǎn)。短短幾年時間，消費廠家在神州大地可謂遍地開花，不下千余家，陰雨天較少的長江以北地域尤為集中。年消費才能從數(shù)萬臺至幾百臺不等。但由于各消費廠家的消費工藝、人員素質(zhì)等諸方面的緣由，以及聚氨酯自身的局限性，聚氨酯發(fā)泡過程中，或多或少地都會遇到一些問題。普樂太陽能試圖系統(tǒng)地從諸多方面作詳盡剖析，并力圖提出一些處理計劃，以期對熱水器消費和組合聚醚營銷有所協(xié)助 。
一、 太陽能熱水器消費廠家現(xiàn)狀 依照發(fā)泡工藝，太陽能熱水器消費廠家大致可分為兩品種型：一類為手工澆注型，一類為機器澆注型。 普通年產(chǎn)量在3000臺以下者，多為手工澆注消費。這些廠家工藝條件簡單，僅有一個固定內(nèi)膽和外殼的所謂“模具”。而混合方式，條件好的多用轉(zhuǎn)速在1200轉(zhuǎn)/分的手電鉆或臺鉆；條件差的只用一根木棍或相似工具。這些廠家取黑白料時不稱量，普通用兩只容積相等的容器量取。操作工根本上都不經(jīng)過正軌培訓(xùn)，看幾眼就上崗操作。這些廠家消費時人為的要素影響較大，黑白料的配比能否精確，混合能否平均，都控制在他們手中。這種廠假如不在管理、質(zhì)量和人員素質(zhì)上下時間，必將在大浪淘沙般的市場競爭中，逐步偃旗息鼓。 范圍較大的消費廠采用機器澆注，其優(yōu)勢是：消費效率高，不糜費料，降低勞動強度，改善工作環(huán)境。這種廠家也可分為兩類，一類是高壓澆注型，一類為低壓澆注型。所謂的“高壓機”，絕非象冰箱冰柜廠的高壓機那樣理想，普通最高壓力不超越5MPa，壓力普通控制在0.5~2Mpa，流量為6Kg/min，溫度控制在35-40℃，料比不可測，溫度只能控制在室溫以上。車間操作工人極少對機器壓力特別是流量停止調(diào)整，只靠升高或降低溫度來滿足他們對消費效率的請求。至于配比能否正確，混合能否平均，則不在他們的思索之列，主要是由于他們并不理解發(fā)泡條件與泡沫性能之間的關(guān)系。 大多數(shù)消費廠用的是以前僅用于聚氨酯包裝泡沫的低壓機，常見的機型是北京電子研討中心、上海郁慧、浙江樂清等地消費的，價錢多在三萬元左右。這種機器的特性是： l 有二個溫度控制器，分別控制白料和黑料的溫度，對溫度分幾檔調(diào)整，每檔為5℃。 l 輸出壓力不能調(diào)整，且壓力隨空壓機輸出壓力的動搖（4~7kg/m3）而變化。 l 經(jīng)過升高或降低溫度來分別降低或升高粘度從而對流量和料比停止粗調(diào)。 由于壓力較低，混合效果不理想，料比不可測，生成的泡沫軟，泡孔粗大，以至呈現(xiàn)部分白部分黑的現(xiàn)象。操作工有時放棄機器澆注而改用手工攪拌澆注。采用機器澆注的消費廠范圍較大，產(chǎn)量較高，在市場上有一定影響，他們對消費效率和泡沫質(zhì)量請求較高，如對泡沫強度、泡孔細(xì)密水平、泡沫收縮率等有較嚴(yán)厲的請求。一方面是粗陋的機器和工藝，一方面是對質(zhì)量近乎苛刻的請求，這之間的矛盾是顯而易見的。http://www.wdmqqbx.cn/
二、常見問題及其處理計劃
1、 收縮
太陽能熱水器的泡沫收縮是消費廠家最為關(guān)注的焦點問題，依據(jù)成因可分為下列兩品種型
1.1因聚氨酯泡沫本身特性而構(gòu)成的收縮不可防止 太陽能熱水器的聚氨酯保溫完整是敞開式的自在發(fā)泡，除受大氣壓作用外，不受其他任何壓力的作用，所以填充密度實踐就是自在泡密度。而聚氨酯泡沫請求欲填充空間在凝膠時間之前完整填滿，凝膠時間之后，固然泡沫體積仍在繼續(xù)收縮，但凝膠之后構(gòu)成的泡沫，泡孔明顯拉長，其物理機械性能很差（屢次澆注的發(fā)泡方式使得這種不良泡沫所占比例增大）。普通來說，凝膠時間的90%被以為是填充時間的上限。而太陽能熱水器的發(fā)泡工藝對凝膠之后的體積收縮無法控制，這就招致泡沫從發(fā)泡成型時的最高溫度（約130—150℃），漸漸降至室溫過程中發(fā)作了不可防止的收縮。這是自然萬物熱脹冷縮的特性在聚氨酯硬泡上的表現(xiàn)，模壓泡也有細(xì)微收縮就是明證。本文稱之為“正常收縮”，這局部的收縮較小。而自在發(fā)泡帶來的不良泡沫使得該特性表現(xiàn)得尤為突出，這局部的收縮較大。處理這一問題只能經(jīng)過改良發(fā)泡工藝來順應(yīng)PU的這一特性。而太陽能發(fā)泡工藝的理想狀況，決議了這一問題在今后的一段時間內(nèi)照舊會長期存在。
1.2所謂“脫皮”、“脫殼”、“抽出一條脊梁骨”等都是由于泡沫收縮惹起的，除由于PU本身的特性惹起收縮外，以下幾點也能加大泡沫收縮的水平。
（l） 泡沫密度低 如自在泡密度低于28Kg/m3,制品泡沫芯密度低于32 Kg/m3。
（2） 料比偏向大 絕大多數(shù)機器的固定料比為1：1，因各廠家白料的粘度相去甚遠(yuǎn)，形成實踐料比與機器固定料比不符，這可從機器泡與手工泡密度的差異粗略看出。當(dāng)白料過量時表現(xiàn)為泡沫密度低，顏色發(fā)白，泡沫強度降落，手感軟，氣溫低時特別容易收縮。當(dāng)黑料過量時，泡沫密度高，顏色深，泡沫強度高，手感硬而脆。這時應(yīng)立刻設(shè)法核對料比、過濾器能否梗塞、壓力溫度指示能否正常，確保黑白料比例的正確性。
（3）黑白料混合不勻，輕則泡沫顏色變深，泡孔粗大，重則泡沫顏色不勻，呈現(xiàn)不規(guī)則的花斑或花紋。這是由于部分白料過量（招致泡沫收縮），部分黑料過量形成的。呈現(xiàn)這種狀況時，手工澆注的應(yīng)盡量防止采用人工攪拌，倡議運用轉(zhuǎn)速大于1200轉(zhuǎn)/分的電鉆攪拌；機器澆注應(yīng)立刻檢查混合頭工作能否正常，壓力指示能否穩(wěn)定。
（4）發(fā)泡車間環(huán)境溫度低，發(fā)泡反響最適合溫度為20—25℃。應(yīng)盡量保證發(fā)泡車間室溫在15℃以上，而且在發(fā)泡后的制品應(yīng)在室內(nèi)（冬季有高溫熟化區(qū)更佳）停留一段時間，待泡沫熟化后再移至氣溫較低的倉庫。
（5）外殼的材質(zhì)和厚度也是關(guān)鍵要素。不銹鋼比防銹鋁收減少，鋼板厚度≥0.4mm時，泡沫密度對收縮問題影響不明顯；鋼板厚度≤0.3mm時，自在泡密度應(yīng)大于33 Kg/m3；鋼板厚度在0.3-0.4mm之間，自在泡密度應(yīng)高于30 Kg/m3�？傊摪遒Y料越厚，收縮越小。
可供參考的一些處理辦法
（l） 在水箱外殼內(nèi)壁（普通在裝置集熱管的另一側(cè)）涂抹黃油作脫模劑，讓泡沫與外殼自然脫開（并且脫開的位置發(fā)作在不引人留意的反面），以免泡沫收縮時將外殼一同抽進去，構(gòu)成一道大煞景色的“脊梁骨”。
（2） 在水箱內(nèi)膽的外皮上涂抹黃油或粘貼塑料薄膜，讓PU泡沫收縮時同內(nèi)膽自然別離，從表面來看，收縮率有明顯的降低。這是到目前為止減少外表收縮的最好的方法。
這僅僅是些外表文章，要徹底處理問題并不這么簡單，需求從工藝上作很大的改良。
（4） 將夾具改為模具。
（5） 內(nèi)膽要加厚，如搪玻璃碳鋼內(nèi)膽，使之能接受較高的發(fā)泡壓力。
（6） 采用一次發(fā)泡工藝，過量填充，徹底消弭拉絲后構(gòu)成的不良泡沫。
2、 穿孔
割開或掰開泡沫，能夠看到一些散布不均的小如豆粒、大如魚漂的長泡孔，俗稱“穿孔”。穿孔普遍存在于泡沫之中，機器泡、模壓泡中少一些，手工泡、自在泡中比擬多；遲緩構(gòu)成的泡沫中少一些，快速構(gòu)成的泡沫中多一些，嚴(yán)重者可長達(dá)10mm。
穿孔的主要成因有兩個：
（1）混合時卷進空氣，因發(fā)泡液粘度增長快，空氣來不及逃走，沿發(fā)泡方向構(gòu)成拉長的泡孔；
（2）“氟利昂空泛”，發(fā)泡過程中發(fā)泡劑受熱汽化，一局部揮發(fā)到空氣中損失了，一局部封鎖在泡孔中，還有少局部氟利昂合在一同，構(gòu)成了“氟利昂空泛”，表現(xiàn)為穿孔現(xiàn)象。泡沫中的穿孔又稱“泡沫癌癥”，是PU泡沫又一無法徹底處理的問題，但可經(jīng)過改用機器澆注緩解。
3．?dāng)D扁內(nèi)膽
緣由剖析
（l） 密度大，發(fā)泡壓力相應(yīng)增加。
（2） 后期固化速度快，短時間內(nèi)積聚力氣大。組合聚醚中含三聚催化劑時此現(xiàn)象尤為明顯。
（3）注料不平均。每次澆注的泡沫不在同一平面上起發(fā)，致使發(fā)泡壓力散布不平均。 (4) 水箱內(nèi)膽材質(zhì)薄或厚度散布不平均，不能接受較大的發(fā)泡壓力。
處理辦法
(l) 恰當(dāng)減緩固化速度，進步發(fā)泡液的流平性，使之可以平均地鋪平在待發(fā)泡空間的底面上，使水箱內(nèi)膽圓周面接受平均的發(fā)泡壓力。
(2) 增加水箱內(nèi)膽的厚度（平安厚度至少在0.3mm以上）。
（3）改一次澆注為屢次澆注（詳細(xì)次數(shù)視機型和流量而定），可降低發(fā)泡壓力。
4、泡沫開裂
此現(xiàn)象普通在冬季發(fā)作。形成該問題的緣由有：
（l） 發(fā)泡液凝膠以后生成的泡沫泡孔被拉長，物理機械性能惡化，缺乏足夠的尺寸穩(wěn)定性，低溫下嚴(yán)重收縮，以至開裂。
（2） 泡沫內(nèi)外溫差太大，特別在冬季，泡沫外層曾經(jīng)固化，內(nèi)層仍在起發(fā)而惹起脹裂。當(dāng)發(fā)泡液反響時間過快、密度偏大時此現(xiàn)象更易發(fā)作。應(yīng)適時調(diào)整配方，延長固化時間（可延長散熱時間，降低泡沫內(nèi)部溫度），增大交鏈度。并且發(fā)泡車間的環(huán)境溫度應(yīng)保證在最低溫度請求之上。
5、其它常見問題及處理辦法
（1） 起發(fā)速度慢 普通呈現(xiàn)在秋冬時節(jié)或早晨消費時，因氣溫太低所致。將環(huán)境溫度或黑料溫度升高即可。
（2） 起發(fā)速度快 普通呈現(xiàn)在春夏時節(jié)或中午消費，因氣溫太高所致。可將黑白料用冷水冷卻，寄存時放置陰涼處，防止陽光直曬。
（3） 泡沫發(fā)軟 密度偏低或黑白料比例失調(diào)所致。前者應(yīng)增加密度，后者在糾正料比后自然會得到處理。
（4） 泡孔粗大且泡沫脆 是由于黑白料混合不平均惹起。手工澆注的，可采用轉(zhuǎn)速高于1200轉(zhuǎn)/分的手電鉆或電機裝置攪拌頭攪拌；機器澆注的，應(yīng)立刻檢查混合頭工作能否正常，壓力指示能否穩(wěn)定，經(jīng)過對其調(diào)整而得以處理。
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