冷藏車保溫材料性能比較分析

胡漢全(安徽江淮專用汽車有限公司, 安徽 合肥 230051)

隨著冷鏈物流的飛速發展，冷藏車的市場前景極為良好，各快遞公司的物流配送車陸續使用冷藏車，年均增長率不會低于10%，市場前景很好。那么如何能在保證冷藏車保溫性能的情況下，用更低的成本、更優異的質量來實現呢？XPS材料將是一個非常好的選擇。

1 冷藏車結構與保溫材料性能分析

(1)冷藏車廂體可以分解為六大塊：前板、左右側板、后門、底板與頂板，然而六塊板安裝時通常都存在間隙，并且螺栓等金屬件的使用也會形成“冷橋”效應，所以安裝工序并不會提高保溫性能，整個廂體的保溫性還是取決與每一塊板本身的保溫性能。

以側板為例，側板通常是3層結構——內層玻璃鋼+保溫材料+外層玻璃鋼，玻璃鋼(FRP)本身的導熱系數雖然比較低，室溫下0.52W/m·K(瓦/米·度)，但只有導熱系數在0.2 W/m·K以下的才能稱為保溫材料，所以廂板內部的這一層保溫材料才是整個冷藏車最重要的組成部分，它的性能優劣直接決定著整車的保溫性。

(2)在國內及國際上，在冷藏車上常用的保溫材料主要就是兩種——PUF硬質聚氨酯泡沫(簡稱“聚氨酯”)和XPS擠塑聚苯乙烯保溫板(簡稱“擠塑板”)。

表1 性能對比表

(3)在以上8個性能參數中，有4個性能參數是重要的，分別為保溫性能、吸水率、粘接強度和防火性能。

①保溫性能。保溫性決定了保溫時間，根據《保溫車、冷藏車性能試驗方法 QC/T 449-2000》中“4.17隔熱性能試驗”，為了達到溫差≤3K的要求，保溫材料的導熱系數越差，相應的厚度就需要增加，從上表中可以看出聚氨酯材料的導熱性比XPS要低。

但是有一點要予以說明，那就是XPS材料在低溫情況下，導熱性會降低，也就是保溫性能會得到提升。根據試驗，在-25℃時XPS的導熱性僅為0.023W/m·K(下降)，而聚氨酯的導熱系數則為0.026W/m·K(上升)，即在低溫情況下，XPS的保溫性能要優于聚氨酯。考慮到冷藏車在運輸冰凍物品時，經常將溫度調至-18℃，在這種低溫狀況下，XPS的表現要優于聚氨酯。

②吸水率。吸水率是影響保溫效果的重要因素。吸水率越高的材料，在使用時就會比較容易吸附水蒸氣，水汽凝結成后水又因為水的導熱系數很高(0.54W/m·K)，會使保溫材料的導熱系數增大，故隨著使用時間的凍融循環(在低溫時水分凝結成冰，常溫時冰又融化成水)的作用使得吸水率高的材料產生結構破壞，保溫性能也大大降低。

而冷藏車的使用環境通常為低溫，低溫容易造成水蒸氣凝結，保溫材料在長期受到潮濕環境及水蒸氣滲透的影響下，導熱系數將會有所提高，這取決于保溫材料本身的材質、閉孔率、顯微結構和吸水率等因素。基于XPS的吸水率低于聚氨酯，閉孔率也比聚氨酯高，水汽難以進入，所以在這個性能上，XPS明顯優于聚氨酯。

③粘接強度。從參數表中很容易看出，XPS的抗壓強度遠高于聚氨酯，同時又擁有吸水率低的特點，所以在一些工程項目中，XPS廣泛適用于各種建筑物的底層防潮，也可鋪設在高寒地區公路、鐵路、機場跑道的路基下，能控制地磚熱脹冷縮狀態，并具有絕佳的結構承重效果。在這一點上，聚氨酯的強度完全無法與XPS相比，很容易被捏扁或折斷，所以使用XPS材料的冷藏車廂體，結構強度很高，耐沖擊撞擊，不容易被破壞。

④防火性能。聚氨酯與XPS都屬于高分子材料，都是易燃性質，而根據冷藏車的使用情況，要求保溫材料的阻燃性必須達到B2級以上，所以這兩種材料都需要添加阻燃劑。故在這一性能上，XPS與聚氨酯的性能相同，都能實現離火自熄。

圖1 點燃后的XPS材料

根據對以上4個重要性能參數的分析，相信大家都能很容易地判斷出XPS的大部分指標都是明顯優于聚氨酯。但由于聚氨酯在國內應用較早，被眾人熟知又對XPS了解太少，其實并不真正了解XPS的性能因此會習慣性地認為聚氨酯性能好，導致在選擇保溫材料時首選聚氨酯——實際上XPS的性能要優于聚氨酯。

2 使用性分析

在前面我們分析了聚氨酯和XPS的本身性能，下面我們分析兩種材料在冷藏車廂板制作加工和使用過程中的難易性和適應性。

(1)切割難易性 兩種材料在切割難度上區別不大，都是比較容易切斷的。不過根據實際使用情況，切割時聚氨酯的粉塵要更大一些，粉塵的粘度大，難以清理干凈；而XPS材料切割時則要干凈許多，板料表面光滑，無粉塵，并且切割產生的粉塵不粘手，清理和收集都較為容易。

(2)膠水涂布性 聚氨酯都是整塊一次性發泡形成的，然后再根據需要的厚度進行切割，所以切割后的板面孔洞很多，在涂布膠水時，膠水能滲入孔洞中，形成一層連接層，這就可以提高粘接性能；XPS通過擠塑壓出成型制作的，閉孔率很高，但表面也很光滑，使用膠水粘接時，膠水只有薄薄的一層，不能深入材料內部，所以粘接性能不如聚氨酯。考慮到這一點，在粘接施工時，應選用毛面的XPS板料，或自行將XPS板料表面打磨毛糙，以提高膠水的粘接性能。

圖2 毛面帶溝槽的XPS材料

圖3 撕裂后的聚氨酯復合板

3 經濟性分析

冷藏車使用的保溫材料對密度有要求，通常要求在36～40kg/m3。以38kg/m3保溫材料為例，該密度的聚氨酯市場價約為1300元/m3，XPS市場價則為800元/m3左右。1臺廂長4m冷藏車用料約為2m3，使用XPS材料的廂體成本比聚氨酯材料要低1000元。

4 結語

XPS是一種新型高級的保溫材料，在建筑外墻保溫上使用普及率很高，而聚氨酯材料屬于老舊的保溫材料，已經逐步被淘汰。由于XPS出色的各種性能，在國外已經被廣泛使用在冷藏車上——在目前國內生產的冷藏車，保溫材料主要為聚氨脂復合板、膠合板等，而國外則選用蜂窩夾層板、XPS聚丙烯板、高強度PVC板等，這些材料比聚氨酯性能好、重量輕，代表了世界冷藏廂式貨車的發展方向。

XPS材料具有良好性能，價格也便宜，國內對XPS材料的認知不足，導致XPS在國內冷藏車行業遭到冷落，XPS出色的性能必定能贏得人們的認可，成為冷藏車行業保溫材料的主流。

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[2]于政道.冷藏車新技術的發展與應用分析[J].專用汽車,2003(02).

[3]張哲,田津津.冷藏汽車的現狀及其在我國的發展趨勢[D].第六屆全國食品冷藏鏈大會論文集，2008.