近年來，隨著太陽能熱水器的普及，太陽能熱水器的保溫問題日益得到人們的重視。
保溫層不保溫是目前太陽能熱水器產(chǎn)品上存在的常見的問題。太陽能熱水器保溫水箱的保溫層大都采用聚氨酯保溫材料，由異氰酸酯和組合聚醚兩種原料在一定條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成，聚氨酯的密度在40kg/m3時保溫效果佳。這種密度的聚氨酯，生產(chǎn)過程中對壓強(qiáng)和溫度的要求較高，工藝較難控制，如果生產(chǎn)設(shè)備簡陋，工藝控制不嚴(yán)格，就會生產(chǎn)出劣質(zhì)的聚氨酯保溫層。一些中小品牌的太陽能熱水器生產(chǎn)企業(yè)雖然采用同樣的原料，但由于技術(shù)、資金實(shí)力有限，設(shè)備簡陋，導(dǎo)致發(fā)泡料不均勻，閉孔率極低，有的地方泡孔過大，熱量易散失，一夜之間溫度能降10℃～20℃。這樣的劣質(zhì)聚氨酯保溫層對太陽能熱水器而言就像“黑心棉”，起不到保溫作用。
其次，現(xiàn)有的一些太陽能熱水器產(chǎn)品發(fā)泡過程中沒有經(jīng)過高溫熟化處理。太陽能熱水器放在樓頂，長期高溫暴曬，發(fā)泡材料如果不熟化處理，反應(yīng)就不充分，高溫下很有可能進(jìn)行二次發(fā)泡，向內(nèi)擠壓內(nèi)膽，向外膨脹，脹破外桶皮。這樣，在使用3～5年后，太陽能熱水器保溫效果會迅速下降。據(jù)筆者了解，因高溫熟化工藝會大大增加成本，目前很多太陽能熱水器生產(chǎn)企業(yè)都省略了這道工序。
再者，發(fā)展迅速的平板太陽能集熱器目前也存在保溫性能不過關(guān)的問題。平板太陽能集熱器的保溫材料一般選擇聚氨酯發(fā)泡或者巖棉。巖棉雖然耐熱溫度較高，但保溫性有限，其實(shí)并不是好的保溫材料。而如果采用聚氨酯發(fā)泡，還會出現(xiàn)由于聚氨酯經(jīng)受集熱器長期高溫后會收縮的狀況，嚴(yán)重地影響保溫性能。
環(huán)保問題也不容忽視。現(xiàn)階段廠家采用的聚氨酯、巖棉從環(huán)保性能來講，都存在一些問題，聚氨酯的無氟發(fā)泡技術(shù)還沒有大量應(yīng)用，巖棉的纖維對身體及空氣都會造成影響。
酚醛泡沫是否適合用于太陽能發(fā)泡？
那么，在太陽能保溫材料的應(yīng)用上，有沒有一種耐熱性能優(yōu)秀，保溫性能好，同時又環(huán)保的保溫材料呢？筆者認(rèn)為，酚醛泡沫就是一個很好的選擇。
酚醛泡沫被譽(yù)為“保溫之王”，是酚醛樹脂、乳化劑、發(fā)泡劑、及其它助劑等多種物質(zhì)經(jīng)科學(xué)配方制成的閉孔型硬質(zhì)泡沫塑料，具有質(zhì)量輕、絕熱性高、剛性大、尺寸穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，屬于難燃物質(zhì)，燃燒時僅產(chǎn)生少量一氧化碳有毒氣體，且發(fā)煙量低、不會熔融、無滴落物。
20世紀(jì)80年代，國外科學(xué)家開始對酚醛樹脂及其制品進(jìn)行研究，20世紀(jì)90年代以后，包括酚醛泡沫在內(nèi)的酚醛復(fù)合材料得到很大發(fā)展。近些年來，由于高層建筑、交通運(yùn)輸、艦船、航空、空間技術(shù)等方面對合成泡沫塑料的熱穩(wěn)定性和耐燃性提出了嚴(yán)格要求，使得酚醛泡沫的應(yīng)用得到了廣泛關(guān)注和迅速發(fā)展。
酚醛泡沫的特性總結(jié)如下：
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（1）保溫性能好：酚醛泡沫和聚氨酯泡沫材料一樣，都是閉孔率很高的材料。酚醛泡沫的導(dǎo)熱系數(shù)一般為0.02~0.04w/m.k，與聚氨酯的導(dǎo)熱系數(shù)相當(dāng)。
（2）使用溫度范圍寬、耐熱性好：酚醛泡沫在-196℃到180℃（允許瞬時溫度250℃）范圍內(nèi)均可使用。
（3）環(huán)保：酚醛泡沫采用的是無氟發(fā)泡技術(shù)，生產(chǎn)及使用時均無毒無味。
（4）使用壽命長且抗腐蝕抗老化：酚醛泡沫材料已固化成型，長期暴露在陽光下，無明顯老化現(xiàn)象。使用壽命明顯長于其它保溫材料。除能被強(qiáng)堿腐蝕外，幾乎能耐所有的無機(jī)酸、有機(jī)酸及鹽類的腐蝕。
（5）工藝性容易控制：可以通過流水線生產(chǎn)出表面復(fù)合鋁箔、鍍鋅鋼板等各種材料的板材，也可以在模具中填充發(fā)泡。
酚醛泡沫的應(yīng)用狀況及前景
由于酚醛泡沫是近年來發(fā)展起來的新型保溫材料，還不為太陽能行業(yè)所熟知，酚醛泡沫在太陽能行業(yè)的應(yīng)用還不多見。
筆者調(diào)查得知，酚醛泡沫在江蘇太陽雨太陽能有限公司已經(jīng)開始應(yīng)用。該公司的平板太陽能集熱器的發(fā)泡底部采用玻纖棉，四周邊框采用酚醛泡沫。該公司技術(shù)部有關(guān)人員表示，由于已經(jīng)認(rèn)識到酚醛泡沫的優(yōu)勢，正在考慮采用酚醛泡沫作為太陽能熱水器水箱的保溫材料。目前廈門高特高新材料有限公司也正在加緊研發(fā)適用于保溫水箱的酚醛泡沫澆注設(shè)備以及澆注發(fā)泡料，預(yù)計(jì)很快就可以給在太陽能熱水器企業(yè)提供相關(guān)設(shè)備、原料及技術(shù)。
而對于平板太陽能集熱器，廈門高特高新材料有限公司生產(chǎn)的酚醛泡沫復(fù)合板（中間酚醛泡沫保溫層，上表面復(fù)合鋁箔，下表面復(fù)合鍍鋅鋼板或鋁板）可以直接應(yīng)用。由于該板材已經(jīng)與集熱器的背框材料及鋁箔材料復(fù)合在一起，簡化了集熱器的生產(chǎn)工藝。而且酚醛泡沫保溫層是由專業(yè)的保溫材料生產(chǎn)廠家預(yù)制成型，質(zhì)量能得到保證。
值得一提的是，酚醛泡沫的價(jià)格基本與聚氨酯持平，也就是說，在提高性能的同時，采用酚醛泡沫做發(fā)泡材料不會給企業(yè)增加成本。
（作者：廈門高特高新材料有限公司 戢超 丘煊元 詹仕凱 ）
