博丰泡棉研发实验室

同一款材料,两家供应商各给一张参数表,数字对不上。一家写导热系数 0.040 W/(m·K),另一家写 0.065;一家写压缩永久变形 8% 以下,另一家写 3% 以下;一家的吸水率报到小数点后两位,另一家干脆没写这一行。这两张表都不一定错。真正缺的,是让一个数字成为一句话的那几样东西:测的是哪个倍率、用的哪个方法、在什么条件下测的、以及进机器的是什么试样。

下面挑出几乎每张 PE 发泡材料参数表上都会有的三行 —— 导热系数、压缩永久变形、吸水率 —— 逐行说明它回答什么问题、不回答什么问题,以及面对两份不同人写出来的表,该怎么比。这份内容写给要签字放行采购单的人看,不写给实验室看。

同一款材料,两张表为什么对不上

两个数字要能比,下面四样东西必须先一致。不一致的时候,差多少并不说明材料差多少。

  • 倍率。一个随发泡倍数变化的性能,对「XPE 发泡材料」这个名称来说根本没有唯一值。导热系数从 3 倍的 0.095 W/(m·K) 一路到 35 倍以上的 0.040 W/(m·K)。一个报 0.040、一个报 0.065,不是互相矛盾,是同一根曲线上的两个位置。
  • 方法。GB/T、ASTM、ISO 三套试验标准不能互换,哪怕测的是同一个性能。GB/T 1034 的 4 号方法和某个 ASTM 浸泡法都叫吸水率,同一张板子测出来不必须相等。不写标准的数字,是别人没法核的数字。
  • 条件。时间和温度是结果的一部分。23 °C 下 22 小时的压缩永久变形,和 70 °C 下 24 小时的结果,回答的是两个不同的问题,后者大得多。参数表省掉了测试条件,也就省掉了这个结果本身。
  • 试样。厚度会改变试验看到的东西。闭孔 PE 发泡材料在 2 mm 片材上和 20 mm 多层块上测出来不一样;裁成零件之后,电阻和压缩的表现又和整张片材不一样。

所以面对两个对不上的数字,第一个问题不是「哪个对」,而是「这两个是不是同一个试验」。多数时候不是。

第一行:导热系数

导热系数写作 λ(lambda)或 k,衡量热量以传导方式穿过材料的速度。国际单位是 W/(m·K):厚度一米、面积一平方米、温差一开尔文时穿过的瓦数。数值越低,隔热越好。

本厂 XPE 与 IXPE 系列的数值按 GB/T 10297 测定,从 3 倍的 0.095 W/(m·K) 到 35 倍以上的 0.040 W/(m·K)。原因不神秘:发泡倍数越高,同样体积里气体越多、泡壁材料越少,而气体的导热比泡壁低。所以看到导热系数,第一件事是找它旁边的倍率;报价单上最常见的缺陷,就是这个数孤零零地站着。

另外三个界限值得分清。导热系数不等于传热系数 U 值:U 值描述的是整个构造,包括表面换热、连接件和热桥,只有构造的设计者能给出。导热系数也不等于热阻 R 值:R 是厚度除以导热系数,同一种材料两个厚度就是两个 R 值。还有,导热系数是在泡沫体上、稳态下、在标明的平均温度下测出来的 —— 它不承诺一个被通风、被压紧或者已经受潮的空腔。

第二行:压缩永久变形

压缩永久变形只回答一个问题:泡沫被压了一段时间之后,这份压缩量有多少回不来。结果按原始压缩量的百分比报。数值低,说明它弹得回来;数值高,说明它比原来薄了。

这里的测试条件是 GB/T 6669,23 °C、22 小时。数值随倍率走:5 倍约 2% 以下,10 倍 5% 以下,15 倍 7% 以下,20 倍 8% 以下;到轻的一端,35 倍和 40 倍是 11% 以下。倍数越高,泡壁越薄,越容易吃进永久变形。

凡是零件要长期把东西顶住的地方,都要读这一行 —— 面盖下的密封垫、板与板之间的隔条、电池模组下的缓冲垫。一条已经吃掉 8% 压缩量的密封垫,等于丢掉了 8% 本来用来密封的过盈量;失效不会以「零件坏了」的形式出现,而是几个月后开始异响或者渗漏。

这个数不告诉你的是:放在几年这个尺度上会怎样。压缩永久变形是个加速指标,不是寿命预测;室温 22 小时的结果,对一个长期处在 60 °C 的零件什么也说明不了。使用温度高于常温,就要问该温度下的数值 —— 那会是另一个、更大的数字。

第三行:吸水率

吸水率报的是试样在规定时间里泡水之后吸收了多少水。这里是 GB/T 1034 的 4 号方法,23 °C、22 小时,按干重的百分比表示。

XPE 在致密的一端(3 倍到 10 倍)是 0.2% 以下,15 倍到 20 倍 0.3% 以下,25 倍往上 0.4% 以下。IXPE 到 15 倍是 0.2% 以下,30 倍以上 0.4% 以下。这些数字很小,也正是闭孔片材在一个潮湿季节之后还能守住标称导热系数、而开孔材料从那时起就只能当成受潮保温层来算的原因。

这一行也是最容易被读过头的一行。闭孔意味着吸水少,不意味着这片材就是隔汽层,更不意味着整个构造防水。设计上需要隔汽层或者密封节点的时候,那是设计的一部分,泡沫替代不了。吸水率低描述的是材料,不是材料周围的那个构造。

十分钟比完两张表

  1. 把倍率摆到每个性能旁边。只给性能不给倍率的表,就去要倍率;拿到之前,这个数字按未核实处理。
  2. 给每个数字配上它的标准。按不同标准测出来的两个数,是两个试验的两条事实,不是同一件事的两次测量。
  3. 确认单位没有被换算过。W/(m·K) 和 W/m·K 是一回事,kcal/(m·h·°C) 不是。kg/m³、g/L、lb/ft³ 是同一个量的三种写法 —— 换算关系见密度与硬度那篇。
  4. 问清这个数是限值还是实测值。「8% 以下」是材料要守住的规格;「6.4%」是某一个试样的一次结果。两个都有用,但不是同一个说法。
  5. 要表背后的那份报告。能拿出试验报告的供应商,也就能说清是哪家实验室、哪天、测的哪一批。

参数表给不了你的东西

  • 它不是批次证明。参数表描述的是一个牌号;检验报告描述的是某一批到货的材料。这是两份文件,把它们连起来的是来料检验。
  • 它不是零件保证。表上每个数字都是在片材上测的。带背胶的模切件、多层复合块、在厚料上铣出来的腔体,都是另一个对象,有些性能会和它出身的片材不同。
  • 它不会包含没测过的东西。本厂不提供 XPE 的压缩强度数据,因为手上没有这项测量。空着的一行是诚实的一行;背后没有方法的一行填了,不是。
  • 它不能跨方法比较。GB/T 测的和 ASTM 测的,不能一行一行对齐;硬凑出来的对比会得出一个看起来定量、其实不成立的结论。
  • 它不是设计值。设计还要安全系数、使用温度和载荷工况。参数表给的是这个计算的输入,不是答案。

采购单上该怎么写

每个性能写一句话,大部分歧义就没了,而且不费什么成本:

  • 材料与倍率:写「XPE,15 倍,黑色,5 mm 片材」,不要只写「XPE 发泡材料」。
  • 性能、数值、标准:写「压缩永久变形 7% 以下,GB/T 6669,23 °C / 22 h」。
  • 测量对象:复合件就补一句「以成品片材为准,不以复合料为准」。
  • 不合格怎么办:抽检方案,以及由谁来做这个试验。
  • 要哪些文件:报价时给参数表,到货时随货给检验报告。

这些都不需要实验室,只需要双方在发货之前把「测的是同一个试验」说定。这也是一批货被判不合格时,唯一可以不吵方法就谈下去的路径。

常见问题

同一款材料,为什么一家的导热系数比另一家低?

多数情况是两张表的倍率不同,或者一张是多层复合、另一张是单层。把倍率和标准问清楚之前,别把任何一个数当成对比结果。一行没有倍率的导热系数,和任何东西都没法比。

压缩永久变形是不是越低越好?

单看不是。致密、交联程度高的倍率吃进的永久变形小,但回弹力也大,可能会顶变形轻的零件。对的数值是装配能接受的那个,按泡沫要填的间隙来定。

吸水率 0.2% 是不是就说明泡沫防水?

不是。它只说明在规定时间里泡水,材料吸水极少。整个构造能不能挡住水,取决于接缝、紧固、贴面和排水,那些是设计决定,不是材料属性。

能按别的标准出参数表吗?

我们标的是本厂材料实际测过的标准,并且逐行写明。如果你的市场要求另一种方法,请在下询价时提出,答复会是「按那个方法的报告有没有」,而不是把一个数换算过去。

这三行里哪一行最重要?

看零件在干什么。隔热是导热系数的问题,长期受压的定位件是压缩永久变形的问题,潮湿环境是吸水率的问题。一个零件通常只有一项主需求,另外两项是对它的约束。

博丰泡棉供什么

博丰泡棉(珠海博丰泡棉)自 2011 年起生产交联 PE 发泡材料,持有 ISO 9001 与 ISO 14001。XPE 与 IXPE 系列覆盖 3 倍到 40 倍发泡,单层 XPE 厚 3–15 mm、IXPE 厚 0.1–15 mm,热复合多层可做到 15 mm 至 200 mm。本页引用的每一项性能,都按它旁边写明的标准测定,参数表挂在 XPE 与 IXPE 材料页上,成品片材规格见 XPE 发泡片材 与 IXPE 发泡片材。如果用途是导电而不是隔热,表面电阻那几行及其测量依据见导电泡棉与 ESD 指南;如果问题是闭孔还是开孔,闭孔与开孔对比从结构讲起,不从表格讲起。把你要的性能、数值和标准发过来,回复会写清对应的倍率、方法和支持它的那份报告 —— 或者直接说明这项测量并不存在。