隔热窗穿条与浇注.pdf

穿条式 穿条式 VS 浇注式 隔热铝型材的区别 浇注式 隔热铝型材的区别 穿条式 VS 浇注式 随着人们生活水平的不断提高 对住宅门窗的要求也越来越高 除了 安全舒适外 还要求门窗的品质和个性化 要求环保节能 这样给门 窗建材提出了更高的要求 第二代铝合金门窗建材 的出现使问题 得到了解决 根据 十五 规划和 2010 年的发展计划 有关部门预测 在本世纪的头 10 年 我国将建设村镇住宅 50 亿平方米 建设公共 建筑 10 亿平方米 而 10 年中的城市住宅建设量为 33 5 亿平方米 这样巨大的建筑市场 就需要大量的门窗 若按 15 的建筑面积来 计算窗面积 按 11 的建筑面积来计算门的面积 窗的年平均需求 量为 2 亿平方米 门为 1 47 亿平方米 随着建筑市场的发展 有关 部门提出了建筑节能 50 的目标 并且 2003 年 10 月 1 日起建设部 发布的行业标准 夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准 正式实施 该 标准 的出台 意味着今后的住宅从设计时就要考虑到节能问题 因此 国内门窗生产厂家把发展新型节能门窗作为实现节能的主要途 径 节能门窗主要是通过框体及玻璃这两部分 结构性能的改造 来 阻止热损失的三种形式的进行 其中 第二代铝合金建材 中的断热 冷桥型材是环保节能建材精品中的精品 其有两种形式 穿条工艺 和 浇注工艺 穿条工艺 是由两个隔热条将铝型材内外两部分连接起来 从而阻 止铝型材内外热量的传导 实现节能的目的 它是来源于欧洲的技 术 在市场上较为常见 据不完全统计数据表明国内采用进口穿条生 产设备和国内穿条生产设备的公司有近百家 正常生产的不到总数量 的一半 浇注工艺 隔热节能技术起源于美国 1937 年 10 月 第一个描 述铝合金材料如何被进行隔热处理的专利诞生了 它的主要思想是将 一种类似密封蜡的混合物浇注到门窗用铝材的中间 来进行隔热 与 此同时 有关聚氨酯的专利在德国出现了 1952 年 另一个专利被 公开发布 该专利的发明者的想法是用粘结或机械力压紧的方法将某 种未成型的高分子绝热聚合物固定在铝合金型材专用的断热槽中 然 后 就象今天大家看到的那样 将铝合金型材槽底连接部分切除 这 种方法就是今天 浇注工艺 技术的雏形 目前 国内有不少厂家引 进了浇注设备 其中包括进口和国产的 这些厂家大多是有进穿条式 设备的同时引进浇注式设备的 工艺对比 1 生产工序 穿条式隔热铝型材一般分开齿 穿条 滚压三道工 序 现在也有设备厂家把开齿和穿条放在一台设备上来完成 称为 二 步法 开齿 是用一台带有硬质滚齿轮的设备将铝型材上要穿隔热条的部分 滚出齿来 目的是通过滚齿使型材的粗糙度增加从而提高组合后型材 的剪切力 由于型材分为内外两个部分 根据生产的需要 开齿设备 一般是两台 穿条 是把隔热条穿到型材上 把内外两部分型材连起来 为下一步 滚压作好准备 一台设备即可 滚压 该工序又分为导向及预夹紧 主要夹紧 校直 水平方向 垂 直方向 三个工步 是确保成品型材的紧密度和垂直度的关键 2 生产工序 浇注工艺 是把表面处理好的铝型材通过行走系 统做直线运动 使铝型材的隔热槽经过浇注机的浇注头下方时 液体 隔热材料流到隔热槽内 经过一段时间的凝固后再进行切桥 隔热材料 1 穿条工艺 的隔热材料是隔热条 目前正规的隔热条是聚酰 胺 66 即 Polyamide66 俗称尼龙 66 它的生产方法有两种 硬顶 法和牵引法 硬顶法结构紧 外观好但比较 脆 牵引法生产的韧 性好但外观差 侧面有工艺凹陷 为了追求表面美观和精度 用 PA66 尼龙加超细玻璃纤维是国外隔热条的共同特点 极少用其它材料 由于用的是超细玻璃纤维 抗拉强度差只有 60N mm 而且价格昂贵 以泰诺风 保泰公司的 926900 I12 为例 一米大约 2 5 元左右 一吨大约是 24000 米 用在一根型材 6 米 上的隔热条成本在 30 元上下 因此 国内把 PA66 加普通玻璃纤维作为主攻方向 已经取 得一定的突破 但有人用 PA6 ABS 苯乙烯 丙烯腈 丁二烯三元 共聚物 PP 聚丙烯 甚至有人用 PVC 等国家有关部门已明确规 定不允许使用的只可用作非结构性材料的通用塑料来代替工程塑料 PA66 制造隔热条 有的用严重影响环保的矿物纤维和石粉 以次充 好 严重影响了市场 造成市场的恶性竞争 使得穿条技术在国内的 发展受到了影响 下表是几种不同材料隔热条的性能指标对比 序号 项目 PVC 隔热条 国产隔热条 Technoform 隔热条 1 主要材料 PVC 钛白粉 PA6 硬 PVC GF PA66 GF 2 密度 g cm sup3 1 1 1 4 1 3 1 3 3 抗拉强度 N mm sup2 20 35 23 50 110 4 弹性模量 N mm sup2 1 960 min2 900 5 导热系数 W m sup2 k 0 17 0 4 0 3 6 热变形温度 C 80 120 250 2 浇注工艺 的目前隔热材料以聚氨酯隔热胶为主 它的成分 一般来说 由树脂组分和异氰酸盐 酯 组分组成 它分国外和国内 两大类别 其中国外以美国亚松为代表 它从事这项工作已有很长的 一段时间 其性能较完善 但由于原料在美国本土或韩国生产 使其 成本增加 价格也偏高 一吨要在 4 万以上 国内生产这种隔热胶的 厂家较少 目前最好的是大连固得聚氨酯开发公司 其产品性能和进 口的相比没有什么区别 但价格比进口的要低得多 一吨在 2 4 万左 右 由于这种隔热材料生产的厂商比较少 市场竞争井然有序 不象 穿条工艺 隔热条那样混乱 下面是它的一些基本性能 序号 项目 进口隔热材料 国产隔热材料 1 密度 g cm 1 149 1 2 2 抗拉强度 N mm sup2 38 7 39 3 弹性模量 N mm sup2 1 650 1600 4 导热系数 W m sup2 k 0 158 0 12 0 16 5 热变形温度 C 90 70 三 设备 1 穿条设备分为进口设备和国产设备两种 进口设备一般来自德 国或是瑞士 其中以瑞士慕勒为例 一套设备包括开齿机 穿条机 滚压机和检测机 总体一套大约至少要 80 万左右 国产设备的厂家 有很多 而且价格不是很规范 大致在 20 50 万之间 2 浇注工艺 是一种设备和胶密不可分的技术 因而设备的厂 家和隔热胶的厂家基本上是一样的 进口以亚松为主 设备是在美国 生产运到国内成本比较高 类在 140 万左右 类在 70 万左右 其中关于两种原料混合的配比是固定的这样使得厂家就必须选用它 的原料 否则无法运作 通用性差 国产设备 大连炼石科技有限公 司所生产的设备在与其基本原理相同的基础上 做了较大改动 最关 键的一点是所有动作由电脑控制 配比 温度都可以根据需要调整 让用户有了主动性 可以选择更适合的原料供应商 价格一般在 30 40 万之间 四 断热型材 聚氨酯浇注式铝型材 穿条式铝型材 复合型材强度 铝型材一次性挤出 减少了工艺缺陷 聚氨酯一次性 浇注到铝型材隔热槽内 固化形成聚氨酯隔热桥 由于聚氨酯的高粘 合性 隔热桥与铝型材完全成为一体 所以铝材的强度高 铝型材通 过两次挤压成形后 把隔热条穿到两块铝型材的工艺槽内 经过辊压 工艺 此过程使得隔热材料强度不能很高 否则即会断裂 产生废品 强度不宜高 型材横截面积 结构紧凑 小巧美观 要经过开齿 滚压工艺 截面大 热膨胀系数 和铝型材较接近 和铝型材有一定的差距 可塑性 可以制成各种异型门窗 包括直径较小的 360 的圆弧形窗 由于隔热条与铝型材的机械性连接 铝型材变形大时 隔热条易从铝 型材的连接槽内脱出 这样它的窗形就受到限制 制作门窗的挡光面 小且清秀美观 憨大 五 铝型材成本 铝材按 20 000 元 吨计 PVC 隔热条按 8 000 元 吨 PA66 隔热条按 30 000 元 吨 聚氨酯浇注胶按 24 000 元 吨 铝的密度为 2 7g cm PVC 的密度为 1 4g cm PA66 密度为 1 3g cm 聚氨酯的密度 为 1 2 g cm 通常浇注腔的宽度比穿条腔的宽度小 0 8cm 一般内 外壁厚为 0 15cm 中间的厚度为 0 12cm 型材长度按 600cm 计 1 浇注式铝型材每根比穿条式节省铝材成本为 每根节省铝材重量 0 8cm 0 15 0 12 0 12 0 15 600cm 2 7g cm 699 9g 0 7kg 每根节省铝材成本 0 7kg 20 元 kg 14 元 根 2 穿条用量为 条厚为 0 2cm 条宽为 1 5cm 长为 600cm 每 根 铝 型 材PVC穿 条 用 量 0 2 1 5 2 600 1 4g cm 504g 0 5kg 每根铝型材 PVC 穿条成本 0 5kg 8 00 元 kg 4 00 元 根 每根铝型材 PA66 穿条用量 0 2 1 5 2 600 1 3g cm 468g 0 47kg 每根铝型材 PA66 穿条成本 0 47kg 30 元 kg 14 1 元 根 3 聚氨酯的用量为 每根铝型材聚氨酯用量 1 1cm 0 8cm 1 2g cm 600cm 根 633 6g 0 6336kg 根 每根铝型材聚氨酯成本 0 6336kg 根 24 元 kg 15 2064 元 根 4 浇注式铝型材比 PVC 穿条式每根节省 14 元 根 15 2064 元 根 4 00 元 根 2 7936 元 根 5 浇注式铝型材比尼龙 66 穿条式每根节省 14 元 根 15 2064 元 根 14 1 元 根 12 8936 元 根 总的来说 穿条工艺 和 浇注工艺 都有很好的隔热性能 都是 节能铝合金建材的发展方向 对此国家也明确指出发展断热冷桥的必 要性 国家的质检部门也对建材市场进行专向整治 严厉查处建材生 产 销售中的违法行为 包括生产 销售不符合国家 行业标准或明 令禁止淘汰的产品 并将在今年推出铝合金隔热建筑型材的国家标 准 到时隔热节能型材的市场就会变得更加明朗 欢迎大家讨论 董先生 0411 82474231 聚合物纳米材料在隔热条中的应用聚合物纳米材料在隔热条中的应用 一 隔热铝材 的隔热条概况 铝合金门窗具有重量轻 强度高 刚性好 耐腐无毒 防火性能优异 采光面积大 装饰效果好 使用寿命长等特点 但其导热系数比较大 保温隔热性能差 价格比较高 这些固有的缺陷限制了它在建筑领域 的应用 随着高档建筑的发展 节能技术的应用推广 国内外铝型材 厂家通过采用 断热铝材 弥补了铝合金的固有缺点 新型隔热铝合 金门窗逐渐被人们认可 用量有逐年上升的趋势 有专家预测铝合金 门窗极有可能赶上塑料门窗的用量 断热铝材 中关键部件是用滚压方式安装的 隔热条 从某种意 义上说隔热条的性能决定了新型隔热铝合金门窗的高效节能性能 近年来 由于越来越多的建筑商选用带隔热条的铝合金门窗 隔热条 市场发展前景很好 为打破国外隔热条产品的垄断 国内众多专家经 过多年努力 已开发出国产化隔热条 目前国内市场上流通的主要是 用 三种塑料基体制成的隔热条 它们各有 优缺点 见下表 一般来说 隔热条具有外观漂亮 价格低的优点 但是 由于 树脂本身强度较低 耐热性能差 故加工成的断 热铝材门窗的整体强度和安全性得不到保证 但因其成本低 仍拥有 一部分低端 市场 目前能达到节能门窗隔热条性能要求的只有 隔热条 但其价 格偏高 影响了市场占有量 因此 对于目前国内市场发展水平 需 要一种性能价格比较适宜的隔热条 纳米技术改性聚合物为此提供了 一条可行的道路 二 纳米材料改性塑料树脂 纳米复合材料是指两相显微结构中至少有一相的一维尺度达到纳米 量级 聚合物纳米改性技术 的核心问题之一是如何解决纳米粒子 团聚 使其均匀地分散到塑料基体中去 美国 大学 大学州立大学等 日本 丰田研发中心等 中国 中科院化学所工程塑料国家重点实验室等 研究结果给出 通过插 层化处理的 有机蒙脱土 利用插层聚合复合 熔融插 层复合等方法 可以解决无机纳米材料在塑料基体中分散不均匀的难 题 制成 纳米塑料 实现聚合物基体与无机物分散相在纳米尺度 上的复合 有效地提高了塑料的刚性 尺寸稳定性和热稳定性等性能 同时又保留了塑料本身的耐冲击性 并且提高塑料的熔体强度 具有 挤出加工性能优良等特点 三 纳米材料改性尼龙 隔热条 尼龙 较之尼龙 树脂在性能上有相当的差距 但 与 价格差距显著 若能用 生产出合格的隔热条 则其价格可下浮 以上 其性能价格比将有明显的提升 从而具 有较强的市场竞争力 会为用户节省很大一笔资金 北京思立得科技发展有限公司与台州京黄纳米材料应用技术开发有 限公司共同合作 应用纳米材料技术和玻纤混杂 改 性 由于 基体与无机纳米材料片层的良好结合及混杂效 应 纳米混杂复合材料表现出很好的刚性 尺寸稳定性和热稳 定性 并保持了优良的挤出加工性能 同时 纳米混杂复合材 料的阻隔性显著提高 特别是水蒸气透过率降低了三分之一以上 大 大改善了尼龙树脂固有的吸水性问题 目前纳米混杂复合 隔热 条产品基本达到了 隔热条的性能要求 其基本性能见下表 四 结束语 由上可见 纳米混杂复合 隔热条的全面性能显著超过 隔热条 其价格明显低于 隔热条 具有较强的市场竞 争力和适应性 但是其热变形温度与国外隔热条存在较大差距 还不 能满足铝型材厂家对隔热型材进行后喷涂处理的要求 另外 其隔热 条表面的光亮度也与国外隔热条存在差距 这些问题还需要继续努力 改进 尽快开发出具有国际竞争力的高档隔热条 复合铝型材复合铝型材 众所周知 我国各行各业都在不断地发展 都在与国际接轨 建筑行 业也不例外 正向着环保 节能的方向发展 这是当今世界的两大主 题 这样就给建筑材料供应商提出了更高的要求 其中首当其冲的就 是门窗材料的供应商 什么样的材料才符合要求呢 经过反复的比较 和借鉴国外的经验 最终确定复合铝型材是加工环保 节能门窗的最 佳材料 复合铝型材就是铝合金与高分子隔热材料相结合的新型门窗 和幕墙建材 通过这种结合使铝合金型材的中央形成一道隔热夹层 进而达到保温节能的目的 参见附图 I II 用复合铝型材制造的门窗 复合铝门窗 是传统铝合金门窗和塑钢窗的更新换代产品 这种门 窗在美国已有近四十年的历史 目前仍占据着市场 85 以上的份额 而我国在该领域尚处于萌芽期 市场潜力非常巨大 且急待开发 从 1930 年开始 在国际建筑领域系统中 铝合金材料就已经作为制作 门窗及幕墙系统的首选材料了 而且在市场占有率上占有绝对性优 势 之后 随着现代铝合金行业的不断发展 铝合金材料开始作为建 筑结构门窗及幕墙系统用材而被广泛应用 并且随着应用程度的深 入 人们了解了铝合金材料 并开始乐于接受 这样 80 年代初期 铝合金门窗在我国问世 由于其具有重量轻 美观 耐蚀 无低温脆 化 易加工成型等独特优点逐渐代替原有的钢窗受到消费者的青睐 但由于近几年塑钢型材以其独特的优点 隔热保温 迅速的发展起 来 使得传统铝型材失去了往日辉煌的霸主地位 但时至今日 塑钢 型材已不能满足人们的需求 而且 隔热铝型材的问世 将加速型材 市场的变革 铝合金的独特优点早已被世人公认 可用于制作各种复 杂断面的多功能门窗 使用年限可超过 50 年 甚至 100 年 是一般 材料很难替代的 塑钢门窗更是无法比拟 但是 普通铝型材一个最 大的缺陷就是节能效果差 为解决这一问题 不少生产厂家已在着手 隔热铝型材的研制和开发 并相继有十几个厂家生产出了隔热铝型 材 彻底解决了普通铝合金门窗不节能的缺点 给铝合金门窗重新赋 予了新的活力 隔热铝门窗正逐渐取代普通铝合金门窗产品 我国较 早研制浇注式隔热铝门窗的企业是北京东亚铝业有限公司 下表是东 亚公司近几年的两种门窗销售对比表 种种迹象表明在我国发展复 合铝势在必行 谁也不能改变 假如背其发展趋势而行 必然被发展 的大潮所淘汰 这完全符合事物的发展规律 在这样一个时期 作为 企业舵手的您一定要高瞻远瞩 把握时机 看准市场 及时引领企业 调整生产方向 尽早抢占广阔的复合铝型材市场 复合铝型材主要 有穿条式和聚氨酯浇注式两种 下面对两种产品的技术性能及市场 前景进行比较分析 一 基本性能对比 聚氨酯浇注式铝型材 穿条 式铝型材型材强度 高 低 因需压合 硬了容易断裂 制作门窗的挡 光面 小且清秀美观 憨大型材横截面积 小 大单位重量出材率 高 低热膨胀系数 较小 较大 指 PVC 可塑性 可以制成各种异型门窗 形状受限制隔热性能 二者相近 二者相近内外双色 二者相同 二者 相同 参见附图 III 二 成本对比 一 型材成本分析 一根 6m 长 1 5mm 壁厚的复合铝型材 浇注式的要比 PVC 穿条式的节省 3 8 元人民币 比尼龙 66 穿条式的节省 14 1 元人民币 这还不包括浇注 式型材切下来的剩余铝的价钱 二 设备成本分析 1 穿条式复合 铝型材生产线每套价格 人民币 20 万元 50 万元 2 浇注式复合铝 型材生产线每套价格 1 国产设备 大连炼石科技有限公司生产的 炼石牌复合铝型材聚氨酯浇注机每套价格 人民币25万元 32万元 2 进口设备 美国亚松公司生产的设备每套价格 人民币约壹佰 伍拾万元 三 工艺对比 一 浇注式复合铝型材分为浇注和切桥两 部分 二 穿条式复合铝型材分为压纹 穿条和复合三部分 四 成 品质量对比 一 浇注式复合铝型材在生产时没有受到挤压等力的作 用 所以表面质量及内在应力相比浇注前无太大变化 二 穿条式 复合铝型材它要受到压纹及复合时力的影响 容易产生表面划伤 变 形 尺寸难保证 裂纹 应力大