XPE foam insulation

一句話結論:XPE 泡棉隔熱不靠添加劑,靠閉孔裡被關住不動的氣體 —— 固體和氣體都導熱,但靜止氣體的導熱能力遠低於泡孔壁的聚合物。導熱係數因此不是一個固定值,它隨發泡倍數變化:3 倍時 ≤0.095 W/(m·K),40 倍時 ≤0.040 W/(m·K)(GB/T 10297)。

熱穿過一片泡棉,走三條路

熱從一面到另一面有三條路:沿固體骨架傳導、靠氣體流動對流傳、以及以輻射的形式穿過。泡棉能隔熱,是因為它把後兩條基本掐斷了。

泡棉的體積裡大部分是氣體。氣體本身的導熱能力就弱,但只要它能流動,就會把熱從熱面搬到冷面 —— 所以關鍵不是「有沒有氣」,而是「氣能不能動」。閉孔結構把氣體一格一格封死在泡孔裡,流動被切斷,對流傳熱隨之消失。

剩下那條固體傳導,則因為固體只佔體積的一小部分而走得很慢。這就是同一片材料既輕又隔熱的原因:真正在傳熱的那部分材料,體積佔比很小。

導熱係數按倍率分檔

發泡倍數越高,同樣體積裡的聚合物越少、氣體越多,導熱係數就越低。所以它是一個分檔值,不是材料的一個常數 —— 圖紙或報價上寫「XPE 導熱係數 0.04」,如果不連倍數一起寫,這個數就無從核對。

XPE 泡棉導熱係數與表觀密度對照(按不同發泡倍數)
發泡倍數表觀密度(kg/m³)導熱係數(W/(m·K))
3 倍300±40≤0.095
5 倍200±30≤0.095
8 倍125±15≤0.084
10 倍100±10≤0.073
15 倍66.7±8≤0.065
20 倍50±6≤0.055
25 倍40±4≤0.049
30 倍33.3±3≤0.045
35 倍28.6±2≤0.040
40 倍26.8±3≤0.040

導熱係數按 GB/T 10297 實測,表觀密度按 GB/T 6343 實測。讀數要連在一起看:倍數上去了,導熱係數下來了,但密度和硬度也一起下來了。又輕又硬做不到,這是取捨不是缺陷。

3~40 倍之間的中間檔位都可以供。如果圖紙給的是某一塊料的厚度與熱阻要求,把工況發過來,我們按倍數反推厚度。

閉孔順帶解決的另外兩件事

閉孔除了掐斷對流傳熱,還帶來兩條別的好處,它們不直接等於隔熱性能,但決定了隔熱性能能維持多久:

  • 壓過之後回得來。氣體被封在各自的泡孔裡,不會從這一格竄到那一格。反覆壓縮之後泡棉回到原來的厚度,而不是被壓扁。壓縮永久變形按 GB/T 6669 實測(23±2℃、22h):3 倍 ≤2%,40 倍 ≤11%。
  • 水進不去。閉孔不成毛細通路。吸水率按 GB/T 1034 method 4 實測:10 倍以內 ≤0.2%,15~20 倍 ≤0.3%,25~40 倍 ≤0.4%。

這兩條正是纖維類保溫材料的短板:玻璃棉、岩棉一旦受潮,隔熱能力會明顯下降,所以必須另做隔汽層。閉孔泡棉不需要這一層額外保護。

一片泡棉同時做隔熱層和阻汽層

因為閉孔,同一片材料兩件事一起做:擋住熱的流動,也擋住水氣的遷移。屋面和地暖構造裡因此常常不必再單獨鋪一層隔汽膜,構造層數少了,接縫也少了。

但有一句要說清:耐水不是防水層。吸水率低是說泡棉自己不會吸水變重、不會因為受潮而失去隔熱能力,不等於可以替代屋面防水捲材。防水層與保溫層是兩道,各管各的;把保溫層當防水層用,是構造上的錯。

用在哪些部位

  • 牆體與屋面。內保溫、外保溫與屋面構造,薄層可複合鋁箔增加一層熱反射。見牆體保溫泡棉與屋頂隔熱泡棉。
  • 地暖。墊在盤管下方,把熱往上引而不是往下傳給樓板。見地暖隔熱泡棉。
  • 風管與管道。閉孔抵抗結露,鋁箔面再加一道阻汽。見中央空調風管保溫泡棉與管道保溫泡棉怎麼選。
  • 設備與電器內部。機殼裡的間隙通常只有幾毫米,薄 IXPE 層正好填進去,且不佔額外空間。
  • 包裝與冷鏈。緩衝的同時減緩運輸途中的溫度變化,一件材料兩個作用。

邊界:溫度到哪裡為止

聚乙烯泡棉是塑膠,能用到多高由溫度定:耐高溫牌號可經受 110℃ 工作環境,收縮率 ≤8%;IXPP 泡棉把範圍推到 140℃。再往上,聚乙烯就不合適了,該換礦物棉或耐火纖維。

這一點我們直說,不繞過去推銷。聚乙烯泡棉的強項是柔、薄、能裁能複合,不是耐高溫;把材料用在它做不到的工況上,最後是客戶返工。

博豐泡棉供應什麼

博豐泡棉是交聯聚烯烴泡棉的生產廠家,在廣東珠海擁有 10,000 m² 廠房、5 條生產線,年產能 5,000 噸。我們供 XPE(化學交聯)與 IXPE(輻射交聯),發泡倍數 3~40 倍,單層最薄 IXPE 0.1 mm、XPE 3 mm,幅寬 500~2000 mm,多層熱合可到 200 mm,可複合鋁箔與阻汽膜。三種牌號各自的取值另見交聯聚乙烯泡棉材料總覽。

常見問題

XPE 泡棉的導熱係數是多少?

分檔給:3 倍 ≤0.095 W/(m·K),10 倍 ≤0.073,20 倍 ≤0.055,40 倍 ≤0.040(GB/T 10297)。所以「XPE 的導熱係數是多少」這句話必須連倍數一起說,否則沒有意義 —— 同一個牌號的不同倍數之間差了不止一倍。

為什麼倍數越高越隔熱?

因為熱的固體傳導路徑變細了。倍數上去,同樣體積裡的聚合物減少、泡孔壁更薄、氣體佔比更大,而靜止氣體的導熱能力遠低於聚合物。代價是密度與壓縮強度一起下降,所以選倍數是在「隔熱」和「承重」之間找平衡點,不是越高越好。

泡棉受潮之後還隔熱嗎?

隔熱能力不會明顯下降。閉孔把水擋在泡孔之外,吸水率按 GB/T 1034 method 4 實測 10 倍以內 ≤0.2%、25~40 倍 ≤0.4%,材料不會吸飽水變重。這正是它和纖維類保溫材料的區別:玻璃棉、岩棉受潮後隔熱能力顯著下降,所以必須另做隔汽層。

XPE 泡棉能用在多高的溫度?

耐高溫牌號可經受 110℃ 工作環境,收縮率 ≤8%;IXPP 泡棉可到 140℃。超過這個範圍聚乙烯就不適用了,應當改選礦物棉或耐火纖維。普通建築與設備工況通常落在 110℃ 以內,XPE 與 IXPE 的常規牌號足夠。

延伸閱讀

另見:高密度 XPE 泡棉 · XPE 泡棉是什麼材質 · 牆體保溫泡棉 · 屋頂隔熱泡棉 · 地板與建築泡棉 · 聯絡我們

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