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为什么隔热条的材质是聚酰胺66加25%玻璃纤维(PA66GF25)?
2015-08-16 来源: 互联网 有1867人参与 分享到
隔热条国家标准GB/T 23615.1-2009《铝合金建筑型材用辅助材料 第1部分:聚酰胺隔热条》在2009年4月发布,在2010年2月开始正式实施。虽然隔热条国家标准已经执行了两年多了,但是目前市场上依然充斥着以ABS或PVC为材质的隔热条。为什么隔

隔热条国家标准GB/T 23615.1-2009《铝合金建筑型材用辅助材料 第1部分:聚酰胺隔热条》在2009年4月发布,在2010年2月开始正式实施。虽然隔热条国家标准已经执行了两年多了,但是目前市场上依然充斥着以ABS或PVC为材质的隔热条。为什么隔热条国家标准中规定隔热条的材质是:不小于65%的聚酰胺66和25%±2.5%的玻璃纤维(PA66GF25),余量为添加剂,而不是PVC或ABS等材料?

下面我们从材料的各项性能来进行分析。

一、材料的线膨胀系数

固体物质的温度每改变1摄氏度时,其长度的变化和它在O℃时长度之比,称为该材料的线膨胀系数。隔热型材是由铝型材和隔热材料制成的复合型材,如果这两种材料的线膨胀系数不一致的话,必然会造成在遇热或受冷时,其伸长量或收缩量不一样,从而影响其使用。如果差异过大,必然会导致这种复合结构破坏。

这是因为对于穿条式隔热型材,在开齿过程中,在铝型材槽口上开出的齿纹的间距大概是0.78mm~1.1mm(齿谷到齿谷之间的距离)左右(如图一所示),如果隔热材料与铝型材的线膨胀系数相差过大,势必会导致在温度变化时,隔热材料的伸缩量超过铝型材槽口上的齿纹间距,从而出现“跳齿”的状况。这种“跳齿”的情况出现两个来回,必然会导致整个隔热型材的剪切力大大的降低或隔热条出现损坏,这样就影响了隔热型材的使用。

我们以一1.5米的中挺为例,表一是各种材料的线膨胀系数,表二是广州、上海、北京、长春等典型城市的各月份平均气温(注意不是取到极端气温)。

从表二可以看出,在广州各月平均气温中,最大的温差是15.1℃,在上海是24.3℃,在北京是31.4℃,在长春是40℃。在这种温差下面,铝型材、PA66GF25、PVC、ABS等材料的伸长量见表三。

从表三我们可以看出,PA66GF25与铝合金材料之间的伸长量差是在0.1~0.27mm之间,没有超出上面提到的铝型材槽口齿纹间距0.78~1.1mm的,不会出现“跳齿”的状况出现的;PVC与铝合金材料之间的伸长量差是在1.35~3.57mm,最大的已经超出了3个齿纹间距了,也就是跳了三个齿谷了;ABS与铝合金材料的伸长量差是在0.92~2.43mm,最大的也跳了两个齿谷。类似于这样,隔热材料在铝型材齿纹间,因为温度波动的原因来回摩擦,必然会使得隔热型材的剪切强度降低,并破坏隔热型材的结构。

所以从材料的线膨胀系数方面,我们选择的应该是PA66GF25。

二、材料的耐酸碱性能

隔热型材的生产方式有两种,一种是对铝型材先做表面处理,然后再进行复合工艺,这种方式目前在国内非常普遍,基本上都是采用这种方式。这种方式隔热条是不会与酸、碱溶液接触的。另一种是先进行复合工艺,然后再进行型材的表面处理,这种复合工艺在欧洲比较常见,在这种生产方式下,隔热条是要与酸、碱溶液接触的。隔热条耐酸、碱性能是确定以先穿条后表面处理生产的隔热型材中的隔热条在经过酸、碱性溶液后的横向拉伸特征值和表面质量。

根据表面处理工艺的要求,PA66GF25隔热条在初期试验中,确定的浸泡时间是1小时,浸泡完后按照横向拉伸的试验方法进行拉伸试验。试验结果见表四。


从上表中可以看到,在表面处理工艺要求的时间内,浸泡完后其性能基本上是没有影响。

另经浸泡一个月后,观察其表面质量,基本上是没有变化(如下图);

 

而PVC和ABS的耐酸碱性能都是比较差的。

三、材料的机械性能

隔热材料的机械性能需要满足门窗、幕墙所需要的机械性能的要求。

从上表来看,在常温下PA66GF25的机械性能是比较靠近铝合金的。

而在高温下也是如此。在隔热型材国家标准GB 5237.6中有一高温持久负荷试验,试验的目的是检测隔热型材在80℃的环境,10N/mm的荷载作用下,持续1000小时,然后来检测隔热型材的变形量。如图五所示,材质为PA66GF25的隔热条是没有反应的,而PVC的隔热条在高温中持续6个小时就已经从铝合金型材的槽口中脱落出来了。

从这里也可以看到,在高温环境下PA66GF25的机械性能是比较靠近铝合金的。

综上所述,从材料的线膨胀系数、耐酸碱性能、机械性能等方面,选择PA66GF25作为隔热条的材质是比较合适的。而选用PVC或ABS等都会对隔热型材的使用性能产生非常大的隐患。


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