太阳能高分子内胆应用和加工工艺www.51shoushou.net

[编者按] 本文主要介绍了高分子材料纳米PP内胆使用环境和主要特点，论述了纳米材料的性能和纳米技术。对纳米PP内胆的加工过程和影响因素加以详细描述，并着重列举了纳米PP内胆的诸多优点。随着太阳能行业的发展和人们对热水需求的不断增大，纳米内胆将成为未来水箱材料发展的主导。 　　随着人们对节能和环保意识的逐渐增强，太阳能热水器越来越快进入消费者的视线，并且逐步的取代了电燃热水器，成为家电行业的重要的销售产业之一。太阳能行业的不断壮大和发展，使太阳能的核心部件——太阳能内胆材料的选择也日益受到厂家和消费者的关注。 　　太阳能内胆的使用环境 　　太阳能热水器的工作原理：当阳光照射到真空管上，光能被真空管内管外壁上的选择性吸收涂层所吸收，并转化为热能，内管里面的水被加热，水温升高后，密度变小，与水箱内的水形成对流，使水箱内的水温上升。太阳能热水器的主要组成部分包括：真空管、支架、内胆、保温层、外皮和电加热等辅助设备。 　　内胆作为太阳能热水器的核心部件其使用环境如下： 　　1.长期与水接触，在夏季一般使用温度达到90℃左右，各别地区和用户太阳能内的水温达到100℃左右。由于长期与水接触，还需要对水加热，这就会产生一个问题——内胆腐蚀。腐蚀是由于金属元素、水和溶解于水中的氧气等发生的化学反应。水里所含离子、pH值以及冷热水变化的频率和水温导致产生。 　　2.水箱上水的过程中会造成冷水和热水的交替循环，冷热冲击，对内胆的加工和制作提出了较高的要求。 　　3.在水质差的区域，水垢形成既快且多，在长期使用中能影响太阳能集热质量，并加速内胆腐蚀。 　　4.太阳能水箱的保温层采用聚氨脂整体发泡，内胆在发泡的过程中承受一定的发泡压力和发泡温度。太阳能热水器在使用的过程中内胆和发泡料在承受冷热冲击等过程中尺寸和性能发生变化。 　　目前我公司太阳能热水器主要采用纳米PP内胆，纳米PP内胆专门针对农村地区用户而设计，而且能够有效地应对上述问题，刚一推广就跻身为市场的宠儿。纳米内胆材料为高分子材料，通过纳米粒子在塑料树脂中的充分分散能使其具有像陶瓷材料一样的刚性和耐热性，同时又保留了塑料本身所具备的韧性、耐冲击性等，有效地提高了内胆的耐热、耐候、耐磨等性能。 　　“纳米塑料”是一种高科技的新材料，具有很好的发展前景。与传统PP材料相比，纳米PP复合材料具有更好的刚性，良好的低温冲击性、尺寸稳定性和较低的热膨胀系数，制成品有极好的表面光滑性。这些特点使其适于制造汽车车身防护板、汽车保险杠和设备仪表组件等。 　　纳米PP内胆技术和加工工艺 　　纳米内胆技术 　　要了解“纳米内胆”应先了解“纳米技术”，而要了解“纳米技术”必须了解“纳米”。 　　“纳米”是长度的计量单位，它的尺度是10亿分之1米（10-9m）。一般来说，纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1-100nm）或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10-100个原子紧密排列在一起的尺度。纳米粒子粒径很小，表面能很大，极易团聚，所以如何制取纳米粒子本身就是一个非常复杂的技术问题。目前能制造和利用的纳米粒子多为无机纳米粒子，能有效地对塑料进行改性的纳米粒子是SiO2、TiO2、CaCO3，蒙拓土（MMT）等。 　　“纳米技术”的核心内容是如何解决纳米粒子的团聚问题，由于纳米粒子本身极易团聚，要得到单个分散的纳米粒子非常困难，如何使纳米粒子均匀地分散到基体中去是“纳米技术”的关键。目前从“纳米技术”的应用研究报导中分析，能实现产业化的方法有二种：一是纳米插层化技术，即通过插层化处理的n-MMT制成有一定密实程度、尺寸均匀的母粒，再将这种母粒经过拌和共混和造粒，解决纳米材料在基体中分散不均匀的难题，制成纳米复合材料；二是利用振动磨分散法可使纳米粒子在基体中均匀分散，基本不产生团聚，真正做到了纳米级分散。 　　纳米PP内胆的加工工艺 　　通常内胆的加工方法为中空吹塑，这是一种发展迅速的塑料加工方法。热塑性树脂经挤出后或注射成型得到的管状塑料型坯，趁热或加热到软化状态，然后置于对开模中，闭模后立即在型坯内通入压缩空气，使塑料型坯吹胀而紧贴在模具内壁上，经冷却脱模，即得到各种中空制品。 　　纳米PP内胆是采用挤出吹塑法制造的，挤出吹塑是一种制造中空热塑性制件的方法。挤出工艺是强迫物料通过一个孔或模具来制造产品。挤出吹塑成型用挤出法先将塑料制成有底型坯，接着再将型坯移到吹塑模中吹制成中空制品。挤出吹塑工艺由5步组成： 　　1.制造型坯。主要是由挤融装置挤出半熔塑料型； 　　2.截取型坯。型坯到达一定长度时，吹塑合模，夹紧模具并切断型胚。 　　3.合模吹气。模具移到吹塑工位，当吹气杆进入模具吹气，使型坯紧贴模具内壁而冷却定型向模腔的冷壁吹胀型胚，调整模具开口并在冷却期间保持一定的压力。 　　4.打开模具，取出制品。 　　5.修整飞边得到成品。 　　挤出吹塑的影响因素 　　挤出吹塑制造工艺具有一定的复杂性，主要受以下几个因素的影响。 　　1.原材料的选择 在吹塑中原材料的选择很重要。**要求原材料的性能满足制品的应用要求，其次是原材料的加工性能必须符合吹塑工艺的要求。低熔体指数树脂吹塑时有利于防止型坯下垂，容易形成壁厚均匀的型坯。但是螺杆转速增高时，低熔体指数的树脂外观粗糙。因此对于上述熔体指数范围的选用，大中型吹塑制品以防止型坯下垂为主，宜偏低一些；小型吹塑制品选偏高一些。 　　2.温度的控制 在挤出型坯过程中温度控制的精确度对于型坯质量影响很大。例如温度过低时型坯表面粗糙，温度高时表面光泽好，但型坯下垂严重。 　　3.螺杆转速对挤出型坯的影响 螺杆转速是影响型坯质量的一个重要因素。挤出速度快能够提高产量，减少型坯下垂，但是型坯表面质量下降。尤其是剪切速率增大造成某些塑料，如高密度聚乙烯，可能出现熔体破裂现象。所以一股吹塑机都选用型号大的挤出装置，使螺杆转速在70转/分以下。 　　4.型坯的黏度对挤出型坯的影响 经验证明熔融塑料的剪切应力为零时的表观粘度。 　　ηa=158L2ρ/ν式中L——型坯长度（cm）；ρ——熔体密度（g/cm）；ν——挤出速度（cm/s）。在挤出吹塑时，可计算出型坯的表现黏度ηa，然后调节熔体温度使实际黏度大于计算值，即可保持型坯的形状。控制原则：在挤出机不超负荷前提下，控制稍低而稳定的温度，提高螺杆转速，可挤出表面光滑、均匀不下垂的型坯。 　　纳米PP内胆材料的推广优势 　　我公司自从2008年推广塑料内胆以来已经长达三年的时间，也是业内**一家生产加工太阳能塑料内胆的厂家。随着纳米PP内胆在市场上的大量应用和推广，纳米PP内胆的优势也是越来越显著，它主要具有以下几个优势： 　　1.抗酸碱，抗腐蚀。纳米PP内胆防腐蚀性能优于不锈钢和搪瓷内胆。纳米PP内胆有效阻止了水垢的形成。我国广大农村的水质环境与城市差距很大，由于农村用水多为打井取水，普通浅井一般只能取到浅层地下水，且未经过净化处理，含泥沙、腐蚀性氟氯离子较多。据国家环境监测总站发布的监测报告显示：目前全国有3.2亿人用水不安全，这其中有2.6亿人的用水属高氟氯水。 　　2.保温隔热性能优异。大幅度提高了保温效果，延长了热水的使用时间，保温性能更有效。 　　3.加工方便，操作简单，一次成型。采用中空吹塑的方法，一次成型，加工简单方便，无缝无焊点，防漏、密封性好，成型周期短，便于大规模的生产使用。 　　4.耐高温。经过对纳米材料的添加改性，增强了材料的耐高温性能。适用温度范围大，能有效防止因环境外力而造成的开裂，因而使用寿命更长。 　　5.低碳环保，对人体无伤害。纳米PP内胆为环保材料，无毒、无异味，不会与酸碱发生反应，因此不存在长期使用金属容器使人体摄入铝过量的问题，水质符合国家生活饮用水标准GB5749-2006，不会对人体产生任何副作用。 来源：www.jsxmy.cn