冷熱水混合水栓的作用是調(diào)節(jié)冷熱水的比例，使得出水的溫度達(dá)到合適溫度。人們一定有過(guò)這樣的經(jīng)驗(yàn)，有時(shí)不注意將手接觸到水栓的熱水部位的外表時(shí)，會(huì)感覺(jué)很燙而立即將手縮回。然而在最近的水栓制品中，由于其主體內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用了寶理公司的Fortron PPS樹(shù)脂，使得主體外部不再那么燙了。這樣的水栓正在快速普及。

使用Fortron制造水栓本體

長(zhǎng)久以來(lái)，人們一直選用銅合金作為水栓的基本材料，重要部件的材料也都選擇金屬。但是有時(shí)候由于金屬的腐蝕會(huì)造成某種故障；另外，金屬和金屬之間的滑動(dòng)也不太平穩(wěn)；再有，就是其絕熱效果非常不好，混合栓里同時(shí)有熱水和冷水進(jìn)入，與熱水接觸部分會(huì)變得很熱，不僅會(huì)燙人手，而且浪費(fèi)能源?；谏鲜鲈颍藗兿氲搅耸褂盟芰先〈饘賮?lái)制造水栓的本體。這是因?yàn)樗芰显诮^熱、滑動(dòng)、防腐這三方面比有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。即塑料比金屬更耐腐蝕，金屬與塑料之間的滑動(dòng)要更為平穩(wěn)，塑料比金屬的絕熱性更好。

那么，該如何選用適合的樹(shù)脂呢？首先應(yīng)保證成型出的制品要結(jié)實(shí)耐用、具有可電鍍表面的外觀。于是，人們就從通用工程樹(shù)脂開(kāi)始選擇，首先是POM、改性PPE、PPS等工程塑料，最后是聚酰亞胺系列及PAR等超級(jí)工程塑料。也就是說(shuō)，只要是當(dāng)時(shí)日本市場(chǎng)上有的工程塑料基本上都試驗(yàn)過(guò)。在篩選過(guò)程中，除了材料要具有出色的成型性能以外，還必須具有浸泡在熱水和冷水中的尺寸穩(wěn)定性，最重要的是制成的部件的強(qiáng)度要高，以保證結(jié)實(shí)耐用。另外，水栓本體在冷熱水中會(huì)發(fā)生吸水、變形，由于水壓力等產(chǎn)生蠕變，由于水沖擊而產(chǎn)生疲勞等等，而且，它作為一種家庭用品，一般都要求有10~20年的使用壽命，這就要求所使用的塑料材料即使經(jīng)歷了20年也應(yīng)該能夠正常使用。  

經(jīng)過(guò)這樣一種要求嚴(yán)格的挑選后，最終被篩選出來(lái)的材料有PPS、聚砜、芳香族尼龍。其中，寶理公司的Fortron PPS樹(shù)脂以其所具有的優(yōu)良的耐熱性、阻燃性、耐化學(xué)藥品性、尺寸穩(wěn)定性等性能而最被看好。然而PPS樹(shù)脂在成型時(shí)會(huì)釋放出一些揮發(fā)性氣體，從而影響其性能。并且由于水栓本體部件的形狀復(fù)雜，只能采用一模一個(gè)的成型方式。當(dāng)大量成型時(shí)，放氣的問(wèn)題就變得更加突出了，同時(shí)制品還會(huì)產(chǎn)生飛邊。為了解決該問(wèn)題，水栓本體部件的模具設(shè)計(jì)人員對(duì)模具各部位的設(shè)計(jì)做出適當(dāng)?shù)男薷?，以利于更容易地排除氣體和減少飛邊。而且，隨著注塑商在成型加工現(xiàn)場(chǎng)和模具維護(hù)兩方面經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，今天的注塑商總能保證穩(wěn)定地成型出合格的水栓部件。

PPS樹(shù)脂的使用雖然使水栓的絕熱性得到明顯的改善，但是對(duì)傳統(tǒng)的混水栓結(jié)構(gòu)（熱水從一頭進(jìn)入，冷水從另一頭進(jìn)入）加以重新設(shè)計(jì)，就可以更大限度地提高絕熱性。如淋浴用混水龍頭“JOY”系列就采用了一種新型的雙層樹(shù)脂結(jié)構(gòu)。在這個(gè)樹(shù)脂部件中，一邊進(jìn)來(lái)熱水，另一邊進(jìn)來(lái)冷水并在里面實(shí)現(xiàn)混合。但在樹(shù)脂部件外部與外部金屬內(nèi)側(cè)之間仍保持有冷水流過(guò)。也就是說(shuō)，只有冷水才與金屬外殼的內(nèi)側(cè)相接觸，形成了一種冷水將主體包起來(lái)的結(jié)構(gòu)，從而從根本上解決了水栓金屬外殼燙手的問(wèn)題。

溫控單元的主要材料使用了Fortron

傳統(tǒng)溫控單元采用的是銅的粘流體。它是一種當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)就會(huì)產(chǎn)生膨脹或收縮的半流動(dòng)性物質(zhì)。由于是半流動(dòng)性物質(zhì)，其響應(yīng)速度自然就慢。在廚房使用熱水時(shí)我們都曾有過(guò)這樣的經(jīng)驗(yàn)，就是雖然我們將溫度設(shè)定為一定的值，但是水的溫度還是一時(shí)高一時(shí)低，這是由于水壓的變化，水栓里面的溫度感應(yīng)體的響應(yīng)速度太慢而造成的過(guò)加熱現(xiàn)象。

為了克服此缺點(diǎn)，技術(shù)人員開(kāi)發(fā)出了形狀記憶合金（SMA，敏感記憶合金），以用在新的混水栓上，并采用了開(kāi)關(guān)彈簧結(jié)構(gòu)。在熱水的一側(cè)安裝形狀記憶合金彈簧，在冷水的一側(cè)安裝普通彈簧，使兩邊的彈簧形成一種平衡狀態(tài)。其中，冷水側(cè)的彈簧受到的壓力是一定的，如果溫度發(fā)生波動(dòng)，SMA彈簧上的力就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，從而起到調(diào)節(jié)混水比例、控制溫度的作用。也就是說(shuō)，如果混合水過(guò)熱就產(chǎn)生關(guān)小熱水閥門(mén)的彈簧力。只要事先將溫度設(shè)定好，彈簧就會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)熱水閥門(mén)以保證溫度恒定。這種設(shè)計(jì)的基本思路與采用銅的半流動(dòng)性物質(zhì)是一樣的，但是由于形狀記憶合金的響應(yīng)速度更快，因此出水口的溫度不會(huì)發(fā)生大的波動(dòng)。為了使該SMA彈簧正常工作，必須保證容納該彈簧的周邊部件不受溫度變化的影響，也就是要保證只讓SMA感受到水溫的變化，最大限度地發(fā)揮SMA材料的優(yōu)越性和水栓本體樹(shù)脂的絕熱性，另外，熱感應(yīng)器內(nèi)部存在的相互滑動(dòng)越穩(wěn)定越好，因此，采用塑料成型這些周邊部件就成為了最佳的選擇。

溫控單元內(nèi)部的部件可以大致分為；主體、溫控單元、切換單元這三部分。在這些部件上都采用了Fortron樹(shù)脂。主旋鈕在內(nèi)部與圓柱形閥門(mén)塊相接觸，但是由于這部分并不直接接觸冷熱水，因此采用了“奪鋼”樹(shù)脂（寶理公司的POM樹(shù)脂）成型。在用Fortron成型的過(guò)水閥門(mén)上，熱水和冷水分別從其左右進(jìn)入。在用Fortron成型的主體上，設(shè)有熱水和冷水的出口，而且還有使水流通向切換單元設(shè)定的淋浴頭和普通出水口，其結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。

以前的水栓都是用銅合金鑄造而成的，鑄造時(shí)采用的是砂型模具或金屬模具，它可以通過(guò)中芯子鑄造法實(shí)現(xiàn)內(nèi)部流路非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的成型。在改為使用塑料后，由于塑料部件成型的基本前提是通過(guò)兩半模具的合并和分開(kāi)動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此，在模具的設(shè)計(jì)上花費(fèi)了相當(dāng)多的時(shí)間。

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標(biāo)簽：塑料、水栓

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文章名稱：《用Fortron PPS塑料制造混合水栓的概述》

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