太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能熱水器，作為近幾年發展(zhan)起來的(de)新興(xing)產業，順應了(le)國家可持續發展(zhan)政策，得(de)到了(le)迅速的(de)發展(zhan)。而作為太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能熱水器的(de)核心部(bu)件(jian)之一的(de)蓄水罐內膽(dan)，其(qi)材質也從(cong)不銹鋼(gang)到搪瓷再到塑(su)料(liao)，不斷地向前發展(zhan)著。而塑(su)料(liao)蓄水內膽(dan)因其(qi)成型(xing)簡單，無需(xu)焊接以及密封性(xing)好、熱傳導(dao)低、耐高溫性(xing)強、耐腐蝕、環(huan)保清潔、抗老(lao)化、造價(jia)低等(deng)特點(dian)，越來越受太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能熱水器行(xing)業的(de)重視。下(xia)面就(jiu)塑(su)料(liao)內膽(dan)的(de)成型(xing)技術，從(cong)材質、設備、工(gong)藝等(deng)方面做以簡單介(jie)紹(shao)。首先要(yao)說明以下(xia)所(suo)提太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能也即太(tai)(tai)陽(yang)(yang)能熱水器。

1　材質

在市場(chang)上，現在所已(yi)經生產的塑料(liao)內膽在材(cai)質上主要以改性聚丙烯為(wei)主。

因為聚丙烯（PP）為結晶型高聚物，通用塑料中(zhong)(zhong)，PP 的(de)(de)耐(nai)熱性(xing)最好，其熱變形溫(wen)度為 80~100 ℃，能(neng)在沸水(shui)中(zhong)(zhong)煮。PP 有良好的(de)(de)耐(nai)應力開(kai)裂性(xing)，有很高的(de)(de)彎曲疲(pi)勞(lao)壽命。PP 產品(pin)質(zhi)輕、韌性(xing)好、耐(nai)化學(xue)性(xing)好等特點。所以優先(xian)選擇 PP 作(zuo)為改性(xing)的(de)(de)基料。

但聚(ju)丙烯(xi)（PP）也(ye)有(you)它的(de)(de)缺(que)(que)點(dian) ：尺寸精度(du)(du)(du)低(di)、剛性不足、耐候性差(cha)、它具有(you)后收縮現象，脫模后，易老化(hua)、變脆、易變形。這就要考慮(lv)其使用環境(jing)及使用要求(qiu)，通(tong)過(guo)增加(jia)(jia)填充劑(ji)(ji)及其他助劑(ji)(ji)對其進(jin)行改性，保持其優點(dian)，改善(shan)其缺(que)(que)點(dian)。添加(jia)(jia)CaCO3  主要是(shi)起到提(ti)(ti)高沖擊強(qiang)度(du)(du)(du)，增強(qiang)尺寸穩定性，另外也(ye)是(shi)降(jiang)低(di)成本的(de)(de)一種措(cuo)施。且有(you)資料表明，含 70% 鈦酸酯(zhi)處理的(de)(de)碳酸鈣（CaCO3）填充聚(ju)丙烯(xi)的(de)(de)熔體黏度(du)(du)(du)與純聚(ju)丙烯(xi)類似或更低(di)，但填充聚(ju)丙烯(xi)的(de)(de)沖擊強(qiang)度(du)(du)(du)卻比純聚(ju)丙烯(xi)的(de)(de)高得多。添加(jia)(jia)玻璃纖維，以(yi)提(ti)(ti)高拉伸強(qiang)度(du)(du)(du)和低(di)溫沖擊強(qiang)度(du)(du)(du)，同(tong)時(shi)耐熱性、抗蠕變性也(ye)均有(you)提(ti)(ti)高。另外，添加(jia)(jia)抗氧化(hua)劑(ji)(ji)，光穩定劑(ji)(ji)，以(yi)改進(jin)其熱、光老化(hua)性能(neng)。以(yi)上只是(shi)說明其中可(ke)以(yi)作為(wei)添加(jia)(jia)的(de)(de)填充劑(ji)(ji)及助劑(ji)(ji)。但具體配方，各個生產廠家可(ke)能(neng)會(hui)根據情況(kuang)作出不同(tong)的(de)(de)配比。有(you)的(de)(de)廠家添加(jia)(jia)玻璃纖維的(de)(de)比例達到15%。 

2　擠出吹塑成型設備(bei)

在設(she)(she)備方面，由于(yu)(yu)塑料(liao)(liao)內(nei)膽的(de)(de)結構特點，普通(tong)的(de)(de)設(she)(she)備只(zhi)要(yao)稍加改(gai)造就(jiu)(jiu)可(ke)(ke)以(yi)用(yong)于(yu)(yu)制(zhi)造出(chu)(chu)合格(ge)制(zhi)品。其不同(tong)主要(yao)在于(yu)(yu)成(cheng)(cheng)(cheng)型機(ji)，由于(yu)(yu)塑料(liao)(liao)內(nei)膽為細長形制(zhi)品，一(yi)般 16 管的(de)(de)制(zhi)品長度(du)就(jiu)(jiu)達 1 500 mm，而(er)這(zhe)只(zhi)是最小(xiao)的(de)(de)規格(ge)。所以(yi)一(yi)定要(yao)充(chong)分考慮安裝(zhuang)模具的(de)(de)空間問(wen)題，以(yi)便安裝(zhuang)更多規格(ge)的(de)(de)模具。對(dui)于(yu)(yu)整機(ji)的(de)(de)結構及(ji)控(kong)制(zhi)系統，也(ye)可(ke)(ke)以(yi)適當簡化(hua)一(yi)些結構與(yu)動作(zuo)(zuo)，比如：預夾、擴張、側吹(chui)、頂(ding)吹(chui)等功能。這(zhe)樣(yang)(yang)可(ke)(ke)使(shi)設(she)(she)備動作(zuo)(zuo)更敏捷，控(kong)制(zhi)更優化(hua)，減少(shao)了故障點，也(ye)讓設(she)(she)備的(de)(de)可(ke)(ke)靠性(xing)(xing)提高(gao)(gao)。由于(yu)(yu)塑料(liao)(liao)內(nei)膽的(de)(de)材質組分復雜，為多種不同(tong)類型的(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)分配(pei)比組成(cheng)(cheng)(cheng)。對(dui)于(yu)(yu)如此特殊性(xing)(xing)，最好采用(yong)先造粒，再擠(ji)出(chu)(chu)吹(chui)塑成(cheng)(cheng)(cheng)型。但(dan)(dan)大多數廠家，為降低(di)(di)成(cheng)(cheng)(cheng)本，大多會選擇采用(yong)按配(pei)方將各種組分拌(ban)勻，即可(ke)(ke)用(yong)于(yu)(yu)產(chan)品生產(chan)。這(zhe)樣(yang)(yang)，雖然(ran)一(yi)般普通(tong)擠(ji) PE 擠(ji)出(chu)(chu)機(ji)也(ye)可(ke)(ke)用(yong)于(yu)(yu)其塑化(hua)擠(ji)出(chu)(chu)，但(dan)(dan)其擠(ji)出(chu)(chu)產(chan)量(liang)(liang)會降低(di)(di)大約 30%~40%。另(ling)外由于(yu)(yu)填充(chong)料(liao)(liao)為 CaCO3和玻璃纖維等，這(zhe)將會使(shi)螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)的(de)(de)壽命大大縮短。因此為了提高(gao)(gao)產(chan)量(liang)(liang)并得到良好的(de)(de)塑化(hua)效果，有必要(yao)配(pei)備專(zhuan)用(yong)擠(ji)出(chu)(chu)機(ji)。特別是針對(dui)此 PP 改(gai)性(xing)(xing)料(liao)(liao)加工的(de)(de)螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)，則需要(yao)專(zhuan)業的(de)(de)設(she)(she)計。現在比較流行的(de)(de)是采用(yong)雙金屬合金結構，這(zhe)樣(yang)(yang)可(ke)(ke)以(yi)增強(qiang)螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)的(de)(de)耐磨性(xing)(xing)，明顯提高(gao)(gao)螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)的(de)(de)壽命，但(dan)(dan)價格(ge)也(ye)就(jiu)(jiu)比較昂貴。當然(ran)，傳統螺(luo)(luo)(luo)(luo)桿(gan)(gan)工藝，38CrMoAlA 經(jing)氮化(hua)處理，也(ye)是比較經(jing)濟實(shi)用(yong)的(de)(de)處理。

3　成型工藝

太陽能塑料內膽的結構決定了其吹塑成型(xing)工(gong)藝(yi)過程和(he)其它吹塑制品(pin)的(de)成型(xing)工(gong)藝(yi)基本相似。但(dan)由于其原料(liao)的(de)特(te)殊性，以(yi)及制品(pin)的(de)特(te)殊要求也就決定了(le)其成型(xing)工(gong)藝(yi)的(de)特(te)點。

一般單純聚丙烯（PP）在熔融溫度下有較好的流動性，成型性能好。而且 PP 在加工上有兩個特點 ：其一 ：PP 熔體的黏度隨剪切速度的提高而有明顯的下降（受溫度影響較小）；其二：分子取向程度高而呈現較大的收縮率。這些特點對注塑成型來說是優勢，可以很好地成型。但對于擠出吹塑來說，卻成為了劣勢，大大增加了成型的困難。主要是造成型坯的下垂嚴重，進而增加制品壁厚控制的難度，增加了制品重量的不穩定性。但在塑料內膽的生產中，由于已是使用改性過 PP，能夠采用擠出吹塑成型(xing)工(gong)藝，型(xing)坯的下(xia)垂明顯比純(chun) PP 要減少好多，可以更(geng)好地進行吹(chui)塑成型(xing)。單(dan)純(chun)聚丙(bing)烯(xi)（PP）的加(jia)工(gong)溫度在 200~300℃左(zuo)右較好。但(dan)對于塑料內膽的生產時，由于原(yuan)料的復雜性，一(yi)般溫度設(she)定在180℃，在正常生產之后，還(huan)需要適(shi)當調整(zheng)，再降低 5~10℃。

對于(yu)吹氣(qi)壓(ya)力的(de)控制(zhi)基本上沒有多大變(bian)化，低壓(ya)吹氣(qi)大概在 0.1~0.3 MPa，高壓(ya)吹氣(qi)大概在 0.4~0.6 MPa之間(jian)。

4　制品質量控制

一般太陽能熱水器內膽規格 ：真空管開孔 63 mm ；孔中心距 80 mm；內膽分 16 孔、18 孔、20 孔、22 孔、24 孔和 28 孔等規格。圖 2 為吹塑成型的太陽能熱水器塑料內膽。如前所述，16 管的制品約 1 500 mm，24管的制品更達 2 000 mm。如此細長制品，又須相對于其他吹塑制品更嚴格(ge)地要求尺(chi)寸精(jing)確，以(yi)便(bian)于后(hou)續(xu)安裝玻璃集熱(re)管，這也是制(zhi)品(pin)(pin)(pin)質量(liang)控(kong)制(zhi)的(de)(de)難點所在。根據(ju)在整(zheng)個太(tai)陽(yang)能(neng)熱(re)水器(qi)中(zhong)塑料內膽(dan)的(de)(de)使用情況，可(ke)分(fen)析(xi)制(zhi)品(pin)(pin)(pin)主(zhu)要是控(kong)制(zhi)總長和孔中(zhong)心距的(de)(de)尺(chi)寸穩(wen)定。對于制(zhi)品(pin)(pin)(pin)壁厚的(de)(de)均勻性則(ze)是通過控(kong)制(zhi)軸向(xiang)壁厚控(kong)制(zhi)系統以(yi)及制(zhi)品(pin)(pin)(pin)重量(liang)來控(kong)制(zhi)的(de)(de)，但(dan)一般(ban)要求最小(xiao)壁厚≥ 2 mm。為達到制(zhi)品(pin)(pin)(pin)尺(chi)寸穩(wen)定，可(ke)從(cong)以(yi)下兩(liang)點考慮(lv) ：

（1）原料(liao)的改性以實(shi)現型坯(pi)穩(wen)定，壁厚均勻，不易下垂。當然(ran)如(ru)前面所述，在原料(liao)中加入(ru)填充物(wu)，也是為了更(geng)好地保證尺(chi)寸穩(wen)定性。

（2）冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)時(shi)(shi)間長些，且冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)均勻。由(you)于 PP 在(zai)熔(rong)化(hua)過(guo)程(cheng)中，要(yao)(yao)吸收(shou)大(da)量的(de)熔(rong)解(jie)熱（比熱較(jiao)大(da)），產(chan)(chan)品(pin)出(chu)模(mo)(mo)后(hou)比較(jiao)燙(tang)，所(suo)以(yi)(yi)在(zai)生產(chan)(chan)中要(yao)(yao)通過(guo)增加高壓(ya)吹(chui)氣(qi)及氣(qi)循環時(shi)(shi)間，在(zai)模(mo)(mo)具中強(qiang)制(zhi)(zhi)(zhi)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)，以(yi)(yi)減少出(chu)模(mo)(mo)后(hou)的(de)收(shou)縮變形(xing)。佳(jia)昊所(suo)使用的(de)吹(chui)塑機采(cai)用了雙工位(wei)，就很好地解(jie)決(jue)了冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)時(shi)(shi)間問題，通過(guo)兩個(ge)工位(wei)的(de)間歇(xie)工作，來延長制(zhi)(zhi)(zhi)品(pin)能(neng)在(zai)模(mo)(mo)具中的(de)冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)時(shi)(shi)間。通過(guo)以(yi)(yi)上措施目的(de)主要(yao)(yao)還是(shi)降低其收(shou)縮率，保(bao)證尺寸的(de)穩(wen)定性。但在(zai)生產(chan)(chan)效率提高時(shi)(shi)，制(zhi)(zhi)(zhi)品(pin)不能(neng)在(zai)模(mo)(mo)具中充(chong)分冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)，還是(shi)有必(bi)要(yao)(yao)在(zai)出(chu)模(mo)(mo)后(hou)進行二次(ci)定型冷(leng)(leng)卻(que)(que)(que)，以(yi)(yi)防(fang)止制(zhi)(zhi)(zhi)品(pin)在(zai)空氣(qi)中再次(ci)收(shou)縮變形(xing)。

5　模具及其他

至于目前市場(chang)上(shang)的(de)塑料內膽樣式，主(zhu)要以圓筒形(xing)為主(zhu)，這也(ye)是(shi)客觀(guan)結構(gou)所(suo)決定(ding)的(de)。所(suo)以各(ge)個生產(chan)廠家雖說(shuo)各(ge)有(you)各(ge)的(de)特(te)點(dian)，但(dan)也(ye)只是(shi)細節上(shang)的(de)不同，設計外(wai)觀(guan)上(shang)的(de)稍有(you)差異而已，目的(de)也(ye)只是(shi)避(bi)免專利糾紛(fen)。而且這種模具可設計成(cheng)可增(zeng)加(jia)管數的(de)結構(gou)，以便于客戶根據市場(chang)情況(kuang)來調(diao)整模具，安(an)排生產(chan)。比如(ru)說(shuo)在成(cheng)型機模板(ban)尺寸允許的(de)情況(kuang)下，16 管模具，就可以增(zeng)加(jia)到 18 管。

但(dan)(dan)對于太(tai)(tai)(tai)陽(yang)能(neng)熱水(shui)(shui)器吹塑(su)成(cheng)型完(wan)，還(huan)是半成(cheng)品(pin)。還(huan)需要再加工，即開出安(an)裝玻(bo)璃集熱管的(de)(de)Ф63 孔(kong)(kong)。只有(you)開孔(kong)(kong)后，才能(neng)應(ying)用太(tai)(tai)(tai)陽(yang)能(neng)熱水(shui)(shui)器，也才由(you)制(zhi)品(pin)真正變成(cheng)了產(chan)(chan)品(pin)。但(dan)(dan)目(mu)前，市(shi)場上(shang)還(huan)沒有(you)開孔(kong)(kong)方面的(de)(de)專業設備，而需要生(sheng)產(chan)(chan)廠家人工開孔(kong)(kong)，由(you)此在這個環節就增(zeng)加了產(chan)(chan)品(pin)的(de)(de)廢(fei)品(pin)率，這是太(tai)(tai)(tai)陽(yang)塑(su)料(liao)內膽制(zhi)造行(xing)業需要解決的(de)(de)問(wen)題(ti)。

總(zong)之，隨著(zhu)太陽能市(shi)(shi)(shi)場的(de)拓展以及向(xiang)不同市(shi)(shi)(shi)場的(de)方向(xiang)發展，內膽(dan)(dan)的(de)差(cha)異化將會(hui)逐(zhu)步凸現(xian)，但(dan)無論面對廣闊(kuo)的(de)農村(cun)市(shi)(shi)(shi)場，還是(shi)(shi)工程市(shi)(shi)(shi)場和(he)城市(shi)(shi)(shi)市(shi)(shi)(shi)場；無論是(shi)(shi)從成本控(kong)制還是(shi)(shi)從制作工藝或者從水(shui)質健康考慮 ；太陽能塑(su)料內膽(dan)(dan)的(de)優勢十分明顯(xian)，而這也將預(yu)示著(zhu)一個美好前景。