1引言
1.1國產隔熱條的市場現狀
1.1.1國產隔熱條的發展歷程
20 世紀70年代初世界石油危機的發生,引起了世界各國對節約能源的重視。隔熱條在上世紀六十年代初誕生于德國,經過十多年的研究探索,PA66GF25 被公認為最佳的隔熱條產品基質,綜合性能遠優于其他材料基質,且近幾十來年均無變化。在歐洲,隔熱條產品的生產已有四十多年的歷史,技術工藝成熟,在歐洲市場的隔熱條均為優質產品。鋁合金型材的隔熱技術應勢而生,并在歐美等發達國家得到了廣泛的應用。
用玻璃纖維增強的尼龍66隔熱條近幾年從國外引進到我國的新產品,而隔熱鋁合金型材又分為兩大類:一類是穿條式,一類是澆鑄式。目前市場上的玻璃纖維增強的尼龍66隔熱條在隔熱鋁門窗超過80%是采用穿條式隔熱鋁合金型材,因此,這一類隔熱鋁合金門窗是市場上的主導產品,玻璃纖維增強的尼龍66隔熱條在隔熱型材應用中正以驚人的速度發展,2012年玻璃纖維增強的尼龍66隔熱條市場用量可達二十億米以上。
隨著人們對環保節能要求的增強,許多先進的節能產品及節能工藝已經逐漸運用于我國的建筑業,節能保溫問題對建筑物而言十分重要,因其關系到千家萬戶,與人民生活息息相關,門窗在房子的節能系統中占有至關重要的位置。目前,我國建筑能耗占全社會總能耗27%以上,而玻璃門窗造成的能耗占到了建筑能耗的40%左右,因此隔熱鋁型材保溫節能窗是最佳的選擇。
1.1.2國產隔熱條市場狀況
目前我國隔熱條產品質量的市場分為三個層次:一是進口聚酰胺隔熱條;二是國產聚酰胺隔熱條;三是國產PVC 或其它隔熱條。據不完全統計,現有幾百家國產隔熱條生產商大都為缺乏實力的小廠,在激烈的價格戰中根本無暇顧及設備的更新換代,無人才的培養與引進計劃。加上國內建筑行業面大,層次不一,操作極不規范,隔熱條質量并非獲得訂單的關鍵,建筑行業的灰色地帶為劣質隔熱條創造了巨大的生存空間。另外由于隔熱條生產門檻極低,投資十多萬元即可以小作坊的方式開始生產,因此市場狀態極為混亂。
有些生產幫家即便具有資金實力,國產隔熱條生產商對投入巨資升級設備也會心存猶豫。設備升級不僅意味著十倍、甚至十幾倍的硬件投入,更意味著巨大的風險。倘若不能通過系統化品牌運作,打破外資對中高端市場的壟斷格局,實現價格與銷量的雙增長,巨額投入便可能血本無歸。除設備投資外,組建從生產管理、質量控制、品牌營銷、售后服務的整個運營系統,既需要資金更需要相關專業人才。
鑒于目前隔熱條產品市場的混亂狀況,因此讓建筑設計、施工、開發等專業人員深入了解隔熱條現狀,知曉隔熱條產品的生產過程,讓建筑商主動摒棄劣質隔熱條,提升建筑節能鋁合金門窗的整體質量,無論對建筑業本身,還是對社會均有重要意義。
2國內市場上聚酰胺隔熱條比較
隔熱條作為隔熱鋁合金門窗幕墻的結構部分,其受力條件下的強度、耐高溫、抗老化及穩定性就顯得非常關鍵,所以,隔熱條的材質決定了隔熱鋁合金門窗幕墻的命運。根據隔熱條市場的性能數據進行分析對比見表1。
2.1隔熱條性能數據分析
2.2隔熱條外觀對比分析
國產優質尼龍隔熱條呈黑啞光色,通常條體上每間隔60~80cm就標注有生產廠家商標及產品規格、生產批號等內容的激光噴碼,且整體光滑平整,無縮孔,無疏松,無劃痕及模具擠壓痕跡,對光細看可見礦物質特有光澤(玻璃纖維分布),隔熱條頭部端面無分模線痕;其它進口或國產尼龍隔熱條呈灰黑色或暗黑色,無任何商標標識,條體相對粗糙,模具擠壓痕跡及頭部端面分模線痕跡明顯可見,有縮孔疏松;而PVC隔熱條呈亮黑色,無任何商標標識,條體粗糙,模具擠壓痕跡明顯可見,有大量縮孔疏松,頭部尺寸不對稱,不規則。
用游標卡尺(千分尺更精確)對隔熱條的外形精度進行尺寸精度檢測可以發現:國產優質隔熱條無論不同批次或同一支隔熱條的不同部位尺寸偏差均小于0.1mm,且平行度標準;其他劣質國產尼龍隔熱條或PVC隔熱條的不同批次或同一支隔熱條的不同部位尺寸偏差則至少在0.1mm以上,而且其隔熱條上下兩端頭部的平行度較差,無法保證穿條復合后的穩定性,易造成內部的扭曲應力,從而形成由此類隔熱型材加工而成的隔熱門窗易變形的質量隱患。
2.3隔熱條關鍵性能指標試驗分析
在國產優質尼龍隔熱條取I型規格25cm試樣進行人力掰斷實驗,隔熱條彎曲時能感覺到良好的韌性和強度,彎折至兩端并攏也不會折斷,即使斷裂呈緩慢裂斷現象;其它劣質國產尼龍隔熱條要么脆性明顯,彎折至兩端尚有一定距離時即產生多段迸裂現象,可能與玻璃纖維顆粒不均勻所致,要么韌性明顯,反復彎折多次不斷,可能與玻璃纖維含量不足所致或用其它填充料;PVC隔熱條非常柔軟,基本無強度,反復彎折不會折斷。
還有尼龍隔熱條不易點燃,燃燒時呈淡黃色火焰,PVC隔熱條易燃,燃燒時呈藍色火焰,并釋放大量刺鼻的黑色煙霧。國產優質尼龍隔熱條在高溫徹底燃燒后可見均勻黑色纖維物沉積;其它劣質國產尼龍隔熱條在高溫徹底燃燒后要么有不均勻纖維物沉積,要么完全燃燒,基本無纖維物沉積;PVC或其它類似隔熱條高溫下徹底燃燒后無任何沉積,見表2。
作為隔熱鋁合金門窗及幕墻的關鍵組件——隔熱條,也隨著隔熱鋁合金門窗及幕墻的應用而開創出一個全新的產品領域。簡而言之,隔熱鋁合金就是在傳統的鋁合金基礎上把原來的一體性型材一分為二,然后由兩支隔熱條通過機械復合的手段再將分開的兩部分連接在一起。隔熱條的這種使用性質決定了其必須同時具備很高的強度及低傳導性能,否則因強度不足要么造成隔熱鋁合金門窗、幕墻存在重大質量隱患,要么失去隔熱意義,所以隔熱條的材質選擇及材料改性水平就顯得非常的重要。
3制造優質隔熱條的必要條件
3.1原材料選用和改性配比
3.1.1尼龍66隔熱條的基體樹脂是尼龍66,即聚酰胺66,它是工程塑料的重要品種之一,具有較高的機械強度和優良的耐磨性、自潤滑性及耐熱性。其低溫性能優良,能自熄,耐酸堿和大多數無機鹽水溶液,耐油和有機溶劑。用玻璃纖維增強后,其機械性能、耐熱性能、尺寸穩定性及耐化學腐蝕性等都有顯著提高,作為隔熱條應用到節能門窗上不會因為熱脹冷縮現象與金屬發生松脫,可以很好地抵抗風壓和抗鹽霧腐蝕等。其它劣質隔熱條等通用塑料強度低,耐熱性及抗老化性能差,且線性膨脹系數大,與鋁合金型材不匹配,歐洲已經將其淘汰。在國內,有些不法廠家用尼龍66的回收廢料替代專用擠出料,由于尼龍66高溫時發生降解,分子量降低,其回收廢料的機械性能下降明顯,已無法滿足隔熱條的性能使用要求。
3.1.2由于玻纖增強尼龍66存在一個表面粗糙的問題,如何得到表面光滑平整的產品是一個到目前為止還困擾塑料加工界的難題。有些商家為了得到表面光滑平整的產品,同時為了降低成本,采用一般的礦物質代替玻璃纖維來填充尼龍66以生產隔熱條。用礦物如滑石粉、云母、碳酸鈣等主要目的是降低成本。玻璃纖維是增強塑料中最具代表性的一種,纖維增強塑料的機械強度、耐熱性能、耐有機溶劑性能、硬度、抗蠕變性能等大大優于普通填料增強的塑料,同時玻纖增強尼龍66的線膨脹系數與鋁合金型材相近,如果線膨脹系數相差大、抗蠕變性能差或是尺寸穩定性不高會導致隔熱條與鋁合金型材之間的變形脫落、降低節能門窗的氣密性、隔音效果和保溫性等等。總之,玻璃纖維增強尼龍66是經實踐證明最佳的匹配改性材料。見圖1
3.2提高隔熱條產品的制造能力
首先要有穩定的雙螺桿要生產出合格的PA66GF25原材料,原材料的配方和進料系統是相當關鍵的技術。同時為了準確的配比25%玻璃纖維的含量,應選用精確控制的電子稱組成的自動化供料系統,確保原材料性能的穩定和與國際上的一致性。
其次通過技術創新,從生產設備上實現了用單螺桿牽引工藝取代了國外雙螺桿硬頂工藝,完善的隔熱條檢測實驗的檢測儀器,加強培養和引進檢測人才。企業應建立完整的實驗室管理制度,實驗室的各項檢測必須要有詳細的原始檢測紀錄,為有效控制生產品質提供了強大的數字保證;并突破了國外的技術封鎖。
最后企業主要技術人員和質量管理人員的配置應滿足企業實施管理的需求,節能隔熱熱作為我國一個新興行業,采用復合材料生產,就需要有既懂金屬又要懂高分子材料、噴涂、電化學等復合型人才。要對隔熱條的生產全過程進行有效的質量監控,搞好售后服務,配合工程做好試驗等服務工作,確保產品質量符合現行標準,同時有完善的質量保障體系。
4 結束語
本文主要概述了目前國產聚酰胺隔熱條在市場反饋的各類質量信息中,劣質鋁門窗型材聚酰胺隔熱條產品的質量問題最為突出,這不但造成市場價格混亂、而且經常引起經濟糾紛;更使鋁門窗型材工程質量得不到保證,除了損害消費者利益,還存在重大的質量安全隱患。盡管國產聚酰胺隔熱條已有十幾年的發展歷史,但產品質量仍參差不齊,除原料配方、模具工藝、擠出技術等基礎技術的差距外,與國產隔熱條生產廠家在生產和檢測設備的投入資金不足有很大關系。鑒于目前隔熱條市場的混亂狀況,因此隔熱條生產廠家應突破產品技術壁壘,加大資金投入,加強人才引進,主動摒棄劣質隔熱條產品,提升建筑門窗的整體質量,無論對建筑業本身,還是對社會均有重要意義。本文通過當前國產66隔熱條市場現狀的分析,發現國產隔熱條的產品質量在應用方面存在著許多問題,這阻礙了尼龍66隔熱條的順利發展。尼龍66隔熱條是一種新型的建筑材料,也得到中國建筑金屬結構協會鋁門窗幕墻委員會的推薦產品。這項技術充分利用了塑料低導熱的特點阻斷熱量傳導,從而達到了節能目的,成為目前全球最理想的隔熱門窗幕墻行業節能改性材料。
正確而深刻地認識國產尼龍66隔熱條材料的選用、材料配比、生產設備工藝、產品外觀以及性能數據分析。對推動國產高性能隔熱條的普及和發展無疑是有利的,少些使用那些假冒、劣質產品,為隔熱鋁門窗行業健康、持續地發展創造一個良好的氛圍,為推動優質國產隔熱條發展作出一定的成績。