1 前言     

      铝合金门窗型材具有强度高、水密性及气密性高、外观精美、易于加工等优点, 从20 世纪80 年代初开始在我国建筑门窗行业得到广泛应用。但是, 进人90 年代末, 由于铝合金的导热性能好, 制作的门窗产品对于建筑物的保温性能差这一重要因素逐渐被人们所重视。居室的节能保温问题关系到千家万户, 与人民生活息息相关。

      解决门窗的保温问题, 必须从铝合金建筑型材产品人手。2 0 世纪7 0 年代, 德国人开始采用在铝型材中灌注PU 树脂断桥的方法进行隔热, 效果很好。PU树脂在隔热材料中被称为隔热王, 将其应用于铝合金建筑型材上进行保温隔热是20 世纪末的创举。90 年代初, 德国率先研制开发了穿条辊压法, 通过穿人的隔热尼龙条把铝合金型材的热桥断开, 从而实现了型材的隔热。这两种新型建材产品的生产技术很快传人中国。1998 年北京东亚铝业有限公司在国内首先把灌注PU 树脂的隔热型材推向市场, 受到了国家建设部节能办的高度重视。上世纪末, 具有一定实力的铝型材厂纷纷引进穿条辊压设备, 穿条隔热型材的生产形势一片大好。目前生产灌注PU 树脂隔热型材的厂家只有北京东亚铝业有限公司, 而生产穿条隔热型材的厂家国内已有5 0 余家。当前隔热型材所占市场份额仅为10 % 左右, 随着国家节能法规的不断完善、市场发展的需要, 铝合金隔热型材在不久的将来将主宰铝合金建筑型材的产品市场, 前景可观。现将铝合金隔热型材生产技术加以论述。

      2灌注PU 树脂隔热铝型材

      灌注PU 树脂隔热铝型材把铝合金强度高与PU树脂导热系数低的特性进行了巧妙的结合, 优势互补, 形成了新型的隔热铝型材产品。灌注的隔热材料PU 树脂导热系数为0. 05 W/ m·K ; 尺寸稳定性: 高温80 ℃ , 48 小时为-0. 37 % ; 常温25 ℃ , 48 小时为-0. 09 % ;隔热型材的抗拉强度为70 N/ 仙扩; 抗剪切强度为lo N / n 耐; 老化性能测试推算: 在45 ℃ 的温度条件下,寿命可达到45 年; 在35 ℃ 的温度条件下寿命可达到70. 8 年。制作的门窗产品抗风压、水密性、气密性可达到1 级; 导热系数2. 9 —3. 2W / m·K; 隔声性能so -40 d B。各项性能指标完全能够满足隔热铝合金建筑型材的标准要求。灌装PU 树脂隔热型材的加工工艺难度较高, 国内许多厂家都曾经作了大量的试验工作, 成功率几乎为零, 只有北京东亚铝业有限公司经过了一年多的努力, 于19 98 年成功地完成了此项工作。其生产工艺为(主要工艺参数见表1 ) :

      这一工艺的主要难点: PU 树脂白料的配制; 灌装量和灌装速度的控制; 灌装后的排气要充分, 以确保PU 树脂充腔饱满, 无气泡。大部分厂家在试验过程中出现6 米型材充腔不满, 且PU 树脂隔热层气泡产生严重缺陷, 直接影响到隔热型材的物理性能和机械性能。只要解决好充腔和无气泡问题, 就可解决生产加工工艺的主要难点。

      3 穿条隔热铝型材

      穿条隔热铝型材是采用机械加工的方法把两条铝合金型材通过隔热穿条进行联接, 联接的隔热条起到隔热断桥的作用。目前, 隔热条的主要材料有尼龙 (PA6 6 + G F )和PV C 两种。隔热条性能比较见表2。

      从表2 的性能比较可以看出, 尼龙条的物理机械性能远高于PV C 条, 制作高强度隔热铝门窗产品,不论是国内还是国外, 基本上都是采用尼龙6 十G F隔热条材料。在价格上, 尼龙隔热条价格是PV C 隔热条的巧倍。穿条隔热型材的物理、机械性能指标: 抗拉强度〕12 N/ mi n 平; 剪切强度孙24 N/ n 朋2 ; 制作的门窗 产品抗风压强度可达到1 级; 水密性、气密性可达到2级; 导热系数3 —3. 5W / m · K ; 隔声性能可达到30 -35 dB 。各项性能指标完全达到隔热保温铝型材的标准要求。这种产品的加工方法简单, 设备投人资金少, 一套简单设备只需20 余万元, 一般铝型材厂家都可接受。虽然穿条隔热型材加工工艺简单, 但对铝型材产品的加工尺寸精度要求高, 复合处的型材断面尺寸精度必须保证。穿条隔热铝型材生产工艺为: 型材开齿一穿隔热条~ 辊压成形。主要工艺参数列人表3。

      这一工艺的难点是开齿深度和辊压型材变形量。为确保穿条隔热型材的物理、机械性能达到标准要求, 开齿深度和辊压型材变形量必须达到工艺参数的要求, 复合处理铝型材的几何尺寸满足尺寸精度要求, 否则型材的剪切强度不能满足标准要求。如果辊压变型量小, 型材与隔热条辊压处会出现漏雨水现象, 使门窗的水密性大大降低。

      4 结束语

      二十一世纪是人类科学技术日新月异的时代。展望铝合金建筑型材的发展, 随着新技术新材料的推出, 传统的加工方法必将被新工艺取代。铝合金建筑型材必将走向节能环保之路, 新型的隔热保温铅型材产品市场前景非常广阔。在不久的将来必将开发出能够实现保温隔热的铝幕墙型材。