“穿条式”VS“浇注式”隔热铝型材的区别

    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。
一、“穿条式”VS“浇注式”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。
二、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。
　　（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。
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，Ⅰ类在140万左右，Ⅱ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。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。
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/cm³PVC的密度为1.4g/cm³PA66密度为1.3g/cm³聚氨酯的密度为1.2 g/cm³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/cm³=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/cm³=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/cm³=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/cm³×600cm/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
六、总结：
　　“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。