隔熱條是穿條隔熱型材的核心構(gòu)件,它即是鋁型材中熱量傳遞路徑上的“斷橋”,減少熱量在鋁型材部位的傳遞;又是隔熱型材中兩側(cè)鋁型材的結(jié)構(gòu)連接件,通過它的連接使得隔熱型材的三個(gè)部分成為一個(gè)整體,共同承受荷載。它與膠條不同,是通過機(jī)械滾壓制成新的復(fù)合材料,不能單獨(dú)更換,更換只能整根型材一起更換。
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隔熱條內(nèi)在結(jié)構(gòu)質(zhì)量是型材強(qiáng)度及穩(wěn)定性的原則性保障。
選用玻璃纖維增強(qiáng)的理由:由于尼龍66具有蠕變特性。即在一定的外應(yīng)力作用下,其形變隨時(shí)間增加而增加的現(xiàn)象。為了抑制尼龍66的蠕變性,實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明,經(jīng)玻纖增強(qiáng)后的尼龍66在強(qiáng)度、剛性和熱變形溫度方面與鋁合金相當(dāng)。避免了由于熱脹冷縮作用導(dǎo)致隔熱條從型材間脫落的危險(xiǎn)。
玻璃纖維排列:玻纖在隔熱條里橫向+縱向排列,即可提高縱向抗拉強(qiáng)度,也可提高橫向抗拉強(qiáng)度。但要讓玻纖達(dá)到橫縱排列就必須有適合的模具、推進(jìn)螺桿及專用的六角夾具,而這些技術(shù)現(xiàn)只有德國掌握。
一、原材料
優(yōu)質(zhì)隔熱條產(chǎn)品是由65%以上的聚酰胺PA66(俗稱尼龍66)和25% 的玻璃纖維以及10% 的添加劑構(gòu)成的。原材料決定了聚酰胺玻纖隔熱條的諸多特性,例如線膨脹系數(shù)、抗拉強(qiáng)度等。25% 玻璃纖維增強(qiáng)的聚酰胺隔熱條(PA66GF25)材料的線膨脹系數(shù)與鋁合金型材最為匹配,從而確保隔熱條與鋁型材緊密結(jié)合,即便是極端的冷熱天氣也不會(huì)脫落。有些材料雖然可以達(dá)到PA66GF25 的強(qiáng)度、耐溫性等要求,但線膨脹系數(shù)卻無法匹配。
目前國內(nèi)隔熱條行業(yè)內(nèi)良莠不齊,價(jià)格戰(zhàn)也極為激烈,許多國內(nèi)廠家為保證低價(jià)競爭勢與利潤,不僅使用PA66 廢料,采用大部分礦物質(zhì)與少量玻纖(低于10%)混合填充的辦法進(jìn)行增強(qiáng),或采用廉價(jià)的礦物(如碳酸鈣、滑石粉等)進(jìn)行填充,有的甚至完全使用PVC 生產(chǎn)隔熱條。
劣質(zhì)隔熱條不僅抗拉強(qiáng)度差,其線膨脹系數(shù)與鋁材相差甚遠(yuǎn),熱脹冷縮比率與鋁材不匹配,極易造成隔熱條從型材里脫落出來,造成掉窗的惡劣事故。所以不使用PA66GF25 的隔熱條均為不合格產(chǎn)品,隔熱條國家標(biāo)準(zhǔn)也嚴(yán)格規(guī)定了聚酰胺與玻纖的最低使用比例。即便是同樣使用65% 以上的尼龍66 和25%的玻纖增強(qiáng)生產(chǎn)的隔熱條,國產(chǎn)隔熱條與進(jìn)口隔熱條也存在著一定的差距。
泰諾風(fēng)保泰、W-PLAST(威帕斯特)等進(jìn)口隔熱條均使用進(jìn)口尼龍66 與玻纖做為原料,由于國外材料工業(yè)較國內(nèi)發(fā)達(dá),目前國產(chǎn)尼龍仍處于化工提煉的初級(jí)階段,而國外已步入針對(duì)用途的改性尼龍階段,兩者無論性能還是價(jià)格均有較大的差距,國產(chǎn)尼龍價(jià)格僅為進(jìn)口優(yōu)質(zhì)尼龍的一半左右。
以德國W-PLAST(威帕斯特)為例,采用德國朗盛、巴斯夫等全球知名廠家產(chǎn)品做原料,其原料在使用過程中表現(xiàn)穩(wěn)定,生產(chǎn)的產(chǎn)品強(qiáng)度高、耐溫性好。W-PLAST 在原料檢測和使用過程中發(fā)現(xiàn),優(yōu)質(zhì)原料的分解溫度高達(dá)340 度以上,耐老化性和耐熱性優(yōu)異,在生產(chǎn)過程不易氧化,抗氧化性能優(yōu)秀。這些性能保障了原料在擠出隔熱條的過程中的穩(wěn)定性,同時(shí),完整的大分子鏈結(jié)構(gòu)和超出常規(guī)尼龍66 的分子量都能保障材料的高強(qiáng)度及高剛性,對(duì)材料的使用持久性具有非凡的意義。
而隔熱條的另一種主要原料——玻璃纖維,對(duì)隔熱條的強(qiáng)度影響非常大。由于玻纖本身強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于尼龍,復(fù)合材料的強(qiáng)度就是玻璃纖維本身性能的一種變相體現(xiàn)。玻璃纖維的對(duì)材料強(qiáng)度的影響表現(xiàn)有以下幾點(diǎn):首先是細(xì)度,單絲直徑細(xì)的玻璃纖維更利于與尼龍材料相容緊密,才能將玻璃纖維的高強(qiáng)度才能體現(xiàn)出來。其次是玻璃纖維本身的強(qiáng)度。用于增強(qiáng)材料的無堿玻璃纖維自身強(qiáng)度很高,而普通的含堿玻璃纖維強(qiáng)度低,脆性大。這種普通玻璃纖維價(jià)格只有極細(xì)的玻璃纖維(直徑7 微米)的一半,對(duì)材料幾乎無增強(qiáng)效果。
除尼龍66 和玻璃纖維兩種主要原料以外,剩下10% 的添加劑是生產(chǎn)商材料工程師們發(fā)揮的空間,材料的許多綜合性能將從中得到發(fā)揮,諸如抗紫外老化性能、尺寸穩(wěn)定性、抗吸水性等性能。
二、隔熱條生產(chǎn)制造工藝
除優(yōu)質(zhì)原料外,生產(chǎn)制造工藝對(duì)隔熱條質(zhì)量影響極大,同時(shí)生產(chǎn)制造工藝的自動(dòng)化水平對(duì)隔熱條品質(zhì)穩(wěn)定性有著關(guān)鍵作用。隔熱條的生產(chǎn)制造工藝可簡單地可分為原料供應(yīng)系統(tǒng)、流道成型系統(tǒng)與精確成型三大系統(tǒng)。
1、原料供應(yīng)系統(tǒng);
進(jìn)口隔熱條生產(chǎn)一般采用自動(dòng)供料系統(tǒng),將原料配比、烘干等制造前工序一次性完成,即按照生產(chǎn)工藝驗(yàn)證的原料及添加劑按比例進(jìn)行配比,然后攪拌均勻輸送到自動(dòng)烘干機(jī),將原料中的少量水分完全烘干,避免水份對(duì)生產(chǎn)過程的影響。同時(shí),自動(dòng)供料系統(tǒng)可根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備腔體中的原料量進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)充,以確保隔熱條生產(chǎn)的穩(wěn)定持續(xù)性。
大多數(shù)國產(chǎn)隔熱條受限于資金和規(guī)模,大多采用低成本的人工填加原料方式,而非昂貴的自動(dòng)化系統(tǒng)。但人工加料的均勻性不及自動(dòng)化系統(tǒng),除去水份更是無從談起。
2、流道擠出成型系統(tǒng)
原料經(jīng)過供料系統(tǒng)輸送到高溫熔化箱體進(jìn)行高溫熔化,原料由固態(tài)變成液態(tài)流體。玻纖顆料熔化后呈絲狀,由高壓力向低壓力的模具口呈直線流動(dòng)。玻璃纖維單向直線流動(dòng)生產(chǎn)出的隔熱條,有縱向抗拉強(qiáng)度卻缺乏橫向抗拉強(qiáng)度,而隔熱條做為鋁門窗幕墻的結(jié)構(gòu)件,既需要承受橫向抗拉,還要承受橫縱交錯(cuò)的剪切應(yīng)力。
因此,通過流道工藝設(shè)計(jì)將玻纖的單向流動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘞蛄鲃?dòng)極為重要,讓玻纖成網(wǎng)狀均勻分布并與尼龍66 緊密結(jié)合,形成鋼筋與混凝土類似的結(jié)合,才能提高隔熱條的綜合性能。
與歐洲相比,我國在流道工藝上的研究相對(duì)比較落后,國產(chǎn)隔熱條生產(chǎn)設(shè)備無論價(jià)格還是性能上,跟進(jìn)口隔熱條生產(chǎn)商之間均存在一定差距。
3、精確成型系統(tǒng)
聚酰胺PA66 和玻纖經(jīng)過高溫熔化,然后由流道調(diào)整結(jié)構(gòu)分布,透過模具擠出成型,再經(jīng)過冷卻定型便成為隔熱條半成品。精確成型系統(tǒng)對(duì)隔熱條的內(nèi)在性能影響不大,對(duì)隔熱條外觀尺寸精度卻有一定的影響,而尺寸精度卻影響隔熱條與鋁合金型材的裝配。
目前隔熱條精確成型生產(chǎn)主要分為水成型與油成型,水成型的效果優(yōu)于油成型。以W-PLAST(威帕斯特)為例,隔熱條通過模具擠出后,水處理后成型輔以機(jī)械推壓力,不僅生產(chǎn)效率高,亦可保證隔熱條端頭的尺寸穩(wěn)定。而大多數(shù)國產(chǎn)隔熱條生產(chǎn)設(shè)備要簡單很多,推壓力完全達(dá)不到隔熱條成型的要求。
生產(chǎn)制造工藝水平的高低不僅決定隔熱條的內(nèi)部結(jié)構(gòu),對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的持久穩(wěn)定有著重要的影響。隔熱條做為普遍使用的鋁門窗結(jié)構(gòu)件,批量生產(chǎn)的質(zhì)量穩(wěn)定性至為關(guān)鍵。低水平的生產(chǎn)制造工藝在某個(gè)時(shí)間段或許能造出合格的隔熱條,卻無法保證全部產(chǎn)品的品質(zhì)穩(wěn)定,就必然埋下門窗安全隱患。
以W-PLAST(威帕斯特)的自動(dòng)化生產(chǎn)線為參考,優(yōu)質(zhì)隔熱條應(yīng)當(dāng)完全采用自動(dòng)化生產(chǎn),不僅使用自動(dòng)供料系統(tǒng),擠出成型也應(yīng)當(dāng)采用微電腦控制技術(shù),即將工藝研發(fā)階段確定的最佳參數(shù)輸入電腦進(jìn)行設(shè)定,并設(shè)定偏離值預(yù)警。一旦生產(chǎn)狀態(tài)達(dá)到偏離值,機(jī)器就會(huì)自動(dòng)報(bào)警甚至停機(jī),以電腦自動(dòng)監(jiān)控確保每批隔熱條品質(zhì)恒定如一。而大部分國產(chǎn)隔熱條的生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度嚴(yán)重不足,更多地依靠人為調(diào)控設(shè)備,質(zhì)量穩(wěn)定性便無法保證。
三、質(zhì)量控制體系
供料、自動(dòng)化生產(chǎn)、精確成型等三大系統(tǒng)均為硬件實(shí)力,諸如豐田、通用電氣等知名制造商的實(shí)例證明,單一的“唯技術(shù)論”并不能保證產(chǎn)品優(yōu)質(zhì),必須以工廠管理、質(zhì)量控制等軟實(shí)力配合,最終才能確保產(chǎn)品質(zhì)量。
目前國內(nèi)市場的進(jìn)口隔熱條均采用德國工廠管理體系,對(duì)生產(chǎn)全過程信息進(jìn)行記錄,以強(qiáng)化整個(gè)系統(tǒng)的質(zhì)量監(jiān)控。筆者在W-PLAST(威帕斯特)的生產(chǎn)基地看到,除工廠生產(chǎn)現(xiàn)場的嚴(yán)格管理外,特別建立了以工廠檢測中心為中心監(jiān)控整體生產(chǎn)過程的編碼追溯體系,從原料檢測備案開始,將原料到生產(chǎn)包裝后的整個(gè)過程以編碼進(jìn)行記錄,然后以激光打碼方式將相關(guān)信息記錄于隔熱條之上。
激光編碼不僅可防止假冒偽劣(型材廠商可根據(jù)編碼,向工廠的檢測中心查詢備案記錄),亦可隨時(shí)追溯到原材料、生產(chǎn)班組、生產(chǎn)線號(hào)等相關(guān)信息,確保隔熱條從原料采購開始的每一個(gè)環(huán)節(jié)都處于嚴(yán)格有效的質(zhì)量監(jiān)控之中。
能否建立適合自己工廠的質(zhì)量控制管理體系,或許是很多國產(chǎn)隔熱條生產(chǎn)商面臨的難題。原料、生產(chǎn)設(shè)備等硬件可以花錢買,而生產(chǎn)管理、質(zhì)量控制等軟實(shí)力卻是花錢也很難買到的。
建立完善的質(zhì)量控制管理體系,首先取決于管理者的自我意識(shí)與企業(yè)理念,在此基礎(chǔ)上建立完善的制度和管理流程,再通過內(nèi)部培訓(xùn)與激勵(lì)機(jī)制,促使工廠管理進(jìn)入良性循環(huán),最終才能實(shí)現(xiàn)硬實(shí)力和軟實(shí)力的融合,讓企業(yè)步入良性循環(huán)的螺旋式上升通道。
那么我們?nèi)绾蝸韰^(qū)分市場隔熱條的好壞呢?
1)眼看,仔細(xì)觀察,從不同角度來觀看隔熱條,PVC隔熱條是特別光亮的,而且有的PVC隔熱條有凹凸感,PA66尼龍隔熱條是先進(jìn)的冷擠技術(shù),表面平整光滑,且顏色為黑色,兩端有同步齒輪壓出來的輪??;PVC條看起來表面不平整,光溜溜的,顏色為灰黑色
2)火燒,PA66尼龍條是可燃的,用打火機(jī)可以點(diǎn)著,火焰有點(diǎn)淡藍(lán)色,不吹滅的話會(huì)一直燃燒下去;而PVC隔熱條用打火機(jī)也可以點(diǎn)燃,但是離開火源后會(huì)自己熄滅。
PA66尼龍隔熱條會(huì)散發(fā)一種燒羽毛的味道,而PVC條則會(huì)散發(fā)嗆鼻子的氣味,并伴隨著黑煙。
3)用手折斷隔熱條,PA66尼龍條是用手一下就能折斷的,而PVC隔熱條特別柔軟,需要反復(fù)十余次才能折斷,不輕易斷,在折斷時(shí)PA66尼龍隔熱條聲音很清脆,而PVC條折斷幾次就會(huì)發(fā)白,且沒有聲響,已變形。
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