隔热铝合金型材在建筑行业中的应用

    随着居住环境高档化，新型隔热保温铝合金型材由国外传到国内。各铝型材生产企业纷纷引进国外隔热断桥穿条设备，国内从事铝加工设备的企业也开发出隔热断桥穿条设备。都希望把新型隔热保温铝型材推人市场。隔热铝型材的生产成本比普通铝型材的高，增加了贯穿氧化、喷涂、穿条等工序。通过穿条断桥连接，可以将氧化银白色料与彩色喷涂料，砂面料与着色料相连接；增加型材的装饰感。具体情况浅释如下。 

    1 隔热铝型材保温原理 
    隔热穿条铝型材是由铝合金型材和热塑性混合材料隔热条组合而成。滚压式隔热铝合金型材是以隔热性能好的高密度聚酰胺PA66胶条，或聚氯乙烯硬质塑料胶条经穿条滚压加工，使铝、塑连成一体。发泡式隔热铝型材是利用隔热条把内、外层铝型材连接嵌装成一体，在形成的隔热腔内填充聚氨酯泡沫，成为隔热铝合金型材的“冷桥”，达到保温、节能的功效。 

    2 生产工艺流程 
    国内的隔热铝型材生产线，主要生产工艺技术是采用“辊压嵌入式”，无论是引进国外的或国产设备，均是采用“三步法”生产程序，即开齿、穿条、辊压。也有的企业在研究“两步法”生产程序，将开齿、穿条同步进行，但基本原理还是一样，只是缩短了工序时间。 

    工艺流程为：型材上操作平台→贴保护膜→开齿→穿条→辊压→隔热腔填充聚氨酯泡沫→包装。 

    (1)第一道工序主要是检验型材表面质量及尺寸规格。内、外层铝型材可以采用阳极氧化或静电粉末喷涂型材。也可以将内、外层铝型材采用不同颜色配料，通过穿条断桥连接，形成内、外双色铝合金门窗。 
    (2)第二道工序是贴保护膜，主要保护型材表面质量在加工、搬运过程中不被损坏。 
    (3)开齿是关键工序，主要是在隔热铝型材穿条滑道两内壁碾压形成如锯齿状齿道。通过辊压嵌入聚氯乙烯硬质塑料胶条，使其固定在一起。如图2所示。 
目前国内对齿道深度没有具体规定，但在行业标准JC/T建筑隔热铝合金型材标准中．规定了其抗拉强度和抗剪强度值(见表1)，从而要求齿道必须将聚氯乙烯硬质塑料隔热条与铝合金型材通过辊压紧连接在一起。 
    (4)穿条与辊压工序是重要工序，穿条是将聚氯乙烯硬质塑料隔热条，通过穿条设备穿入已开好齿的隔热铝型材齿道内，然后又通过辊压设备，将隔热铝型材与聚氯乙烯硬质塑料胶条辊压在一起

    (5)隔热腔填充聚氨酯泡沫工序是对发泡式隔热铝型材而言的，将型材放在双组分计量混配器中，通过混合喷头灌注到隔热腔内自然发泡，聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。高分子主链上含有许多重复的-NH-C-O-||O 基团的高分化合物，统称聚氨基甲酸酯。热导率特别低，有优越的声学性能、电学性能和耐化学作用性能。发泡式隔热铝型材具备双重保温效果，适用于寒冷地带。 
    (6)包装是最后工序，可用塑料薄膜套装，也可用包装纸缠绕包装，主要是保护型材在运输、加工中不被磕碰伤。 

    3 隔热型材常规检验和隔热效果的验证 
    (1)隔热铝合金型材除了要符合GB/T5237-2000标准要求外，还需做常规的抗剪强度和横向抗拉强度检测、组合弹性和组合惯性矩检测等。这里只介绍主要的、复杂检测项目，具体详细的检测项目可参阅行业的JG/T建筑隔热铝合金型材标准。 
    抗剪强度试验：取(100±1)mm长复合隔热铝合金型材，在(23±2)℃、湿度为45%～55%的环境中保存两天，通过抗剪强度检测仪将作用力均匀地推向型材切面，给进速度为1～5mm/min，记录所加荷载和相应的剪切变形数。抗剪强度计算式： 
                                      T=F1mix/L 
                                      式中：T——抗剪强度； 
                                      F1max——最大抗剪力； 
                                      L——试样长度。

  
    组合弹性值是在剪切失效单位长度的作用力与位移H的比值，按下公式计算：  
                                      K=F1/（H×L） 
                                      式中：K——组合弹性； 
                                      H——在剪切力F(N)作用下产生的位移，单位为mm； 
                                      L——试样长度； 
                                      F1一抗剪力。 

    横向抗拉强度检测：横向抗拉强度试验在剪切力失效后进行。内、外层铝合金型材之间出现2mm位移后为剪切力失效。通过横向抗拉强度检测仪，将作用均匀地施加在隔热铝型材的内、外层铝合金型材上，时向外拉伸。横向抗拉强度计算式： 
                                      Q=F2max/L 
                                      式中：Q——横向抗拉强度

                                      F2max——最大抗拉力； 
                                      L——试样长度。 

    (2)隔热效果的验证： 
    试验(1)。取隔热铝合金型材试样100mm长，用一支架夹住，将两个电偶式数字温度显示仪探头各贴近隔热铝型材的内，外层铝合金型表面。用酒精灯烘烤内层型材，观察温度显示情况并做记录。

    试验(2)。现场跟踪已安装好隔热铝型材的居室，通过冬、夏两季测试温度变化情况并做记录，观察隔热效果。
由表3可见，如果室内有空调、采暖设备的话，可持久地保持室内恒温，从而节省能源，使人感觉良好。 

建筑隔热铝合金型材传热系数检测：通过导热检测仪进行导热试验检测。传热系数计算式： 
                                      △T=（W/m2）K 
                                      式中：△T——传热系数； 
                                      W——热量/W； 
                                      K——计算温差系数； 
                                      m2——隔热铝合金型材面积。 

    4 隔热型材在建筑行业中的应用 
    经过各企业及工程技术人员的努力创新，隔热铝型材在建筑行业中得到了广泛应用。除门、窗、幕墙用隔热铝合金型材外，已发展到汽车用隔热铝合金型材门、窗和家具衣柜隔热推拉门，以及冰柜、冰箱隔热推拉盖的研发上。由此可见，隔热铝合金型材将是一种发展潜力很大的新型隔热材料。