1 前言
鋁合金門窗型材具有強(qiáng)度高、水密性及氣密性高、外觀精美、易于加工等優(yōu)點(diǎn), 從20 世紀(jì)80 年代初開(kāi)始在我國(guó)建筑門窗行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。但是, 進(jìn)人90 年代末, 由于鋁合金的導(dǎo)熱性能好, 制作的門窗產(chǎn)品對(duì)于建筑物的保溫性能差這一重要因素逐漸被人們所重視。居室的節(jié)能保溫問(wèn)題關(guān)系到千家萬(wàn)戶, 與人民生活息息相關(guān)。
解決門窗的保溫問(wèn)題, 必須從鋁合金建筑型材產(chǎn)品人手。2 0 世紀(jì)7 0 年代, 德國(guó)人開(kāi)始采用在鋁型材中灌注PU 樹(shù)脂斷橋的方法進(jìn)行隔熱, 效果很好。PU樹(shù)脂在隔熱材料中被稱為隔熱王, 將其應(yīng)用于鋁合金建筑型材上進(jìn)行保溫隔熱是20 世紀(jì)末的創(chuàng)舉。90 年代初, 德國(guó)率先研制開(kāi)發(fā)了穿條輥壓法, 通過(guò)穿人的隔熱尼龍條把鋁合金型材的熱橋斷開(kāi), 從而實(shí)現(xiàn)了型材的隔熱。這兩種新型建材產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)很快傳人中國(guó)。1998 年北京東亞鋁業(yè)有限公司在國(guó)內(nèi)首先把灌注PU 樹(shù)脂的隔熱型材推向市場(chǎng), 受到了國(guó)家建設(shè)部節(jié)能辦的高度重視。上世紀(jì)末, 具有一定實(shí)力的鋁型材廠紛紛引進(jìn)穿條輥壓設(shè)備, 穿條隔熱型材的生產(chǎn)形勢(shì)一片大好。目前生產(chǎn)灌注PU 樹(shù)脂隔熱型材的廠家只有北京東亞鋁業(yè)有限公司, 而生產(chǎn)穿條隔熱型材的廠家國(guó)內(nèi)已有5 0 余家。當(dāng)前隔熱型材所占市場(chǎng)份額僅為10 % 左右, 隨著國(guó)家節(jié)能法規(guī)的不斷完善、市場(chǎng)發(fā)展的需要, 鋁合金隔熱型材在不久的將來(lái)將主宰鋁合金建筑型材的產(chǎn)品市場(chǎng), 前景可觀。現(xiàn)將鋁合金隔熱型材生產(chǎn)技術(shù)加以論述。
2灌注PU 樹(shù)脂隔熱鋁型材
灌注PU 樹(shù)脂隔熱鋁型材把鋁合金強(qiáng)度高與PU樹(shù)脂導(dǎo)熱系數(shù)低的特性進(jìn)行了巧妙的結(jié)合, 優(yōu)勢(shì)互補(bǔ), 形成了新型的隔熱鋁型材產(chǎn)品。灌注的隔熱材料PU 樹(shù)脂導(dǎo)熱系數(shù)為0. 05 W/ m·K ; 尺寸穩(wěn)定性: 高溫80 ℃ , 48 小時(shí)為-0. 37 % ; 常溫25 ℃ , 48 小時(shí)為-0. 09 % ;隔熱型材的抗拉強(qiáng)度為70 N/ 仙擴(kuò); 抗剪切強(qiáng)度為lo N / n 耐; 老化性能測(cè)試推算: 在45 ℃ 的溫度條件下,壽命可達(dá)到45 年; 在35 ℃ 的溫度條件下壽命可達(dá)到70. 8 年。制作的門窗產(chǎn)品抗風(fēng)壓、水密性、氣密性可達(dá)到1 級(jí); 導(dǎo)熱系數(shù)2. 9 —3. 2W / m·K; 隔聲性能so -40 d B。各項(xiàng)性能指標(biāo)完全能夠滿足隔熱鋁合金建筑型材的標(biāo)準(zhǔn)要求。灌裝PU 樹(shù)脂隔熱型材的加工工藝難度較高, 國(guó)內(nèi)許多廠家都曾經(jīng)作了大量的試驗(yàn)工作, 成功率幾乎為零, 只有北京東亞鋁業(yè)有限公司經(jīng)過(guò)了一年多的努力, 于19 98 年成功地完成了此項(xiàng)工作。其生產(chǎn)工藝為(主要工藝參數(shù)見(jiàn)表1 ) :
這一工藝的主要難點(diǎn): PU 樹(shù)脂白料的配制; 灌裝量和灌裝速度的控制; 灌裝后的排氣要充分, 以確保PU 樹(shù)脂充腔飽滿, 無(wú)氣泡。大部分廠家在試驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)6 米型材充腔不滿, 且PU 樹(shù)脂隔熱層氣泡產(chǎn)生嚴(yán)重缺陷, 直接影響到隔熱型材的物理性能和機(jī)械性能。只要解決好充腔和無(wú)氣泡問(wèn)題, 就可解決生產(chǎn)加工工藝的主要難點(diǎn)。
3 穿條隔熱鋁型材
穿條隔熱鋁型材是采用機(jī)械加工的方法把兩條鋁合金型材通過(guò)隔熱穿條進(jìn)行聯(lián)接, 聯(lián)接的隔熱條起到隔熱斷橋的作用。目前, 隔熱條的主要材料有尼龍 (PA6 6 + G F )和PV C 兩種。隔熱條性能比較見(jiàn)表2。
從表2 的性能比較可以看出, 尼龍條的物理機(jī)械性能遠(yuǎn)高于PV C 條, 制作高強(qiáng)度隔熱鋁門窗產(chǎn)品,不論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外, 基本上都是采用尼龍6 十G F隔熱條材料。在價(jià)格上, 尼龍隔熱條價(jià)格是PV C 隔熱條的巧倍。穿條隔熱型材的物理、機(jī)械性能指標(biāo): 抗拉強(qiáng)度〕12 N/ mi n 平; 剪切強(qiáng)度孫24 N/ n 朋2 ; 制作的門窗 產(chǎn)品抗風(fēng)壓強(qiáng)度可達(dá)到1 級(jí); 水密性、氣密性可達(dá)到2級(jí); 導(dǎo)熱系數(shù)3 —3. 5W / m · K ; 隔聲性能可達(dá)到30 -35 dB 。各項(xiàng)性能指標(biāo)完全達(dá)到隔熱保溫鋁型材的標(biāo)準(zhǔn)要求。這種產(chǎn)品的加工方法簡(jiǎn)單, 設(shè)備投人資金少, 一套簡(jiǎn)單設(shè)備只需20 余萬(wàn)元, 一般鋁型材廠家都可接受。雖然穿條隔熱型材加工工藝簡(jiǎn)單, 但對(duì)鋁型材產(chǎn)品的加工尺寸精度要求高, 復(fù)合處的型材斷面尺寸精度必須保證。穿條隔熱鋁型材生產(chǎn)工藝為: 型材開(kāi)齒一穿隔熱條~ 輥壓成形。主要工藝參數(shù)列人表3。
這一工藝的難點(diǎn)是開(kāi)齒深度和輥壓型材變形量。為確保穿條隔熱型材的物理、機(jī)械性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求, 開(kāi)齒深度和輥壓型材變形量必須達(dá)到工藝參數(shù)的要求, 復(fù)合處理鋁型材的幾何尺寸滿足尺寸精度要求, 否則型材的剪切強(qiáng)度不能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。如果輥壓變型量小, 型材與隔熱條輥壓處會(huì)出現(xiàn)漏雨水現(xiàn)象, 使門窗的水密性大大降低。
4 結(jié)束語(yǔ)
二十一世紀(jì)是人類科學(xué)技術(shù)日新月異的時(shí)代。展望鋁合金建筑型材的發(fā)展, 隨著新技術(shù)新材料的推出, 傳統(tǒng)的加工方法必將被新工藝取代。鋁合金建筑型材必將走向節(jié)能環(huán)保之路, 新型的隔熱保溫鉛型材產(chǎn)品市場(chǎng)前景非常廣闊。在不久的將來(lái)必將開(kāi)發(fā)出能夠?qū)崿F(xiàn)保溫隔熱的鋁幕墻型材。
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