一.前言
一般地，澆注式隔熱鋁型材的隔熱膠同表面處理的膜層之間存在兼容性問題，其中粉末噴涂的聚酯膜同隔熱膠的兼容性較好，而氟碳和電泳膜層同隔熱膠的兼容性較差{1}。涂層同隔熱膠的兼容性差，會導(dǎo)致澆注式隔熱鋁型材的剪切和熱循環(huán)性能下降，影響門窗幕墻使用的安全性、氣密性、防水性等，那么如何有效地解決此問題，是擺在鋁型材生產(chǎn)一線工作人員面前的難題。
由于粉末噴涂的聚酯膜同隔熱膠的兼容性較好，本文在這里不討論粉末噴涂的聚酯膜同隔熱膠的兼容性，主要是選取一些氟碳和電泳澆注式隔熱鋁型材試樣，通過對澆注槽口進行打齒或遮擋處理，測試澆注隔熱型材的剪切和熱循環(huán)性能，分析測試數(shù)據(jù)后，對如何提高氟碳噴涂和電泳澆注式隔熱鋁型材的剪切和熱循環(huán)性能，提出一些看法和建議。
二.試驗及數(shù)據(jù)
2.1 試驗方案
(1)生產(chǎn)同一種型號的澆注式隔熱型材基材，約50支;
(2)基材分別進行噴2種氟碳油漆及氧化電泳表面處理，在噴氟碳漆過程中對槽口采用遮擋槽口和不遮擋槽口處理，或者表面處理后對槽口進行打齒和不打齒處理，樣品分配方式如下：
1.氟碳1遮擋槽口 氟碳2遮擋槽口
氟碳1不遮擋槽口 氟碳2不遮擋槽口
2.氟碳1打齒(不擋槽口) 氟碳2打齒(不擋槽口)
3.電泳打齒 電泳不打齒
(3)以上隔熱型材經(jīng)表面處理后，采用兩個生產(chǎn)商的隔熱膠分別澆注;
(4)每種型材約2支(取頭部中部)分別作高低室溫剪切試驗和熱循環(huán)試驗(30個熱循環(huán));
2.2 試驗數(shù)據(jù)
從表1和表2的試驗數(shù)據(jù)可以看出，采用遮擋槽口和打齒處
理對剪切性能和熱循環(huán)性能的提高有利，但規(guī)律不明顯，經(jīng)過研究和觀察發(fā)現(xiàn)，試驗試樣的槽口內(nèi)，在生產(chǎn)過程中，進入槽口內(nèi)的油漆的量不同，有的粘到了槽口底部，而沒有粘到槽口的側(cè)面，而底部的基材在切橋過程中會被切除，對隔熱膠的粘結(jié)性無影響，下圖所示。
表1.采用廠家1隔熱膠的試驗數(shù)據(jù)表
|
試驗項目 |
GB/T5237.6
-2004標(biāo)準(zhǔn)要求 |
氟碳料（藍色） |
氟碳料（棕色） |
電泳料 |
|
擋槽口 |
打齒 |
沒擋槽口 |
擋槽口 |
打齒 |
沒擋
槽口 |
打齒 |
沒打齒 |
|
室溫縱向剪切N/mm |
特征值 |
≥24 |
91 |
84 |
79 |
80 |
84 |
84 |
95 |
95 |
|
平均值 |
|
98 |
89 |
88 |
89 |
92 |
97 |
103 |
102 |
|
低溫縱向剪切N/mm |
特征值 |
≥24 |
44 |
36 |
34 |
55 |
60 |
52 |
105 |
68 |
|
平均值 |
|
69 |
58 |
47 |
64 |
69 |
63 |
111 |
91 |
|
高溫縱向剪切N/mm |
特征值 |
≥24 |
21 |
24 |
28 |
26 |
27 |
41 |
27 |
21 |
|
平均值 |
|
28 |
28 |
31 |
35 |
33 |
45 |
33 |
30 |
|
熱循環(huán)試驗隔熱型材變形量平均值/mm |
|
≤0.6 |
≤0.6 |
≤0.6 |
≤0.6 |
≤0.6 |
≤0.6 |
≤0.6 |
≤0.6 |
≤0.6 |
表2.采用廠家2隔熱膠的試驗數(shù)據(jù)表
|
試驗項目 |
GB/T5237.6
-2004標(biāo)準(zhǔn)要求 |
氟碳料（藍色） |
氟碳料（棕色） |
電泳料 |
|
擋槽口 |
打齒 |
沒擋槽口 |
擋槽口 |
打齒 |
沒擋槽口 |
打齒 |
沒打齒 |
|
室溫縱向剪切 N/mm |
特征值 |
≥24 |
107 |
119 |
82 |
107 |
88 |
87 |
100 |
106 |
|
平均值 |
-- |
111 |
123 |
97 |
111 |
100 |
97 |
108 |
110 |
|
低溫縱向剪切 N/mm |
特征值 |
≥24 |
31 |
51 |
32 |
25 |
50 |
24 |
69 |
64 |
|
平均值 |
---- |
41 |
66 |
40 |
34 |
62 |
35 |
83 |
82 |
|
高溫縱向剪切 N/mm |
特征值 |
≥24 |
31 |
37 |
30 |
30 |
22 |
28 |
25 |
26 |
|
平均值 |
-- |
33 |
40 |
32 |
33 |
27 |
31 |
26 |
28 |
|
熱循環(huán)試驗隔熱型材變形量平均值/mm |
≤0.6 |
≤0.6 |
≤0.6 |
≤0.6 |
≤0.6 |
≤0.6 |
≤0.6 |
5 |
≤0.6 |
≤0.6 |
注：高溫剪切測試時，隔熱膠斷裂，隔熱膠和型材無滑動。
圖1.第二批試樣熱循環(huán)試驗后不合格的樣品圖示
根據(jù)上述兩批試驗結(jié)果，槽口經(jīng)過處理后剪切和熱循環(huán)性能變化的規(guī)律不明顯，考慮到實際生產(chǎn)油漆進入注膠槽中，沾染部位的隨機性，重新設(shè)計試驗驗證，試驗方案是：澆注隔熱型材經(jīng)過鉻化處理后，采用手工的方法朝隔熱槽口內(nèi)噴氟碳油漆，油漆沾染槽口的側(cè)面部位較多，然后再注膠(廠家2隔熱膠)切橋處理，選用黑色和灰色兩種氟碳漆，分別進行室溫、低溫和高溫剪切及熱循環(huán)實驗。試驗結(jié)果如下：
表3.槽口噴漆的澆注隔熱型材的性能測試數(shù)據(jù)
|
|
試驗
項目 |
室溫縱向剪切
N/mm |
低溫縱向剪切
N/mm |
高溫縱向剪切
N/mm |
熱循環(huán)試驗隔熱型材變形量平均值/mm |
|
特征值 |
平均值 |
特征值 |
平均值 |
特征值 |
平均值 |
|
槽口噴油漆 |
顏色 |
GB5237.6
-2004
標(biāo)準(zhǔn)
要求 |
≥24 |
--- |
≥24 |
--- |
≥24 |
--- |
≤0.6 |
|
黑色 |
-- |
7 |
39 |
1.3 |
2 |
26 |
35 |
>15 |
|
灰色 |
-- |
34 |
43 |
2 |
3.5 |
26 |
35 |
>15 |
從表中可以看出采用朝槽口噴油漆的方法，使隔熱槽口側(cè)面沾染大量的氟碳油漆對型材的低溫抗剪切性能和熱循環(huán)性能影響很大。
圖2 槽口噴黑色油漆經(jīng)過30個熱循環(huán)實驗后的隔熱膠收縮情況
圖2 槽口噴灰色油漆經(jīng)過30個熱循環(huán)實驗后的隔熱膠收縮情況
三.結(jié)論和探討
從以上實驗數(shù)據(jù)，可以得出以下初步結(jié)論：
1. 影響注膠隔熱型材的縱向抗剪切性能的因素主要有：涂層與基材的縱向結(jié)合力、涂層與隔熱膠的縱向結(jié)合力(兼容性)、基材與隔熱膠的縱向結(jié)合力、隔熱膠本身的縱向抗脆斷能力(高溫抗剪時出現(xiàn))。
2. 從高溫剪切后的樣品隔熱膠斷裂，隔熱膠和型材無滑動可以說明高溫時隔熱膠本身的縱向抗剪切性能很大程度上決定了其整體的抗剪切性能，即其他方式的縱向結(jié)合力要比隔熱膠本身的縱向抗剪切能力大。
3. 選用試樣的電泳膜層同兩種隔熱膠具有良好的兼容性，僅有一組試樣特征值稍差，電泳鋁型材槽口的打齒處理對提高其低溫抗剪切性能的有一定的作用，對室溫、高溫抗剪切性能的作用有限;
4. 正常生產(chǎn)如果槽口內(nèi)側(cè)面沾染油漆對澆注式隔熱鋁型材的抗剪切性能和熱循環(huán)性能影響很大，因此，氟碳噴漆澆注式隔熱鋁型材的抗剪切性能和熱循環(huán)性能，不僅同隔熱膠與氟碳膜層的兼容性有關(guān)，而且同氟碳漆沾染隔熱型材的澆注槽口側(cè)面的程度有關(guān)，其對隔熱型材的剪切性能和熱循環(huán)性能的影響具有隨機性;
5. 低溫抗剪切試驗和熱循環(huán)試驗有一定的相關(guān)性，低溫抗剪切性能很差時，熱循環(huán)性能很差。
探討：
1. 下一步可以探討更多的電泳膜層同隔熱膠的相關(guān)性;
2. 進一步研究和探討低溫抗剪切試驗和熱循環(huán)試驗的相關(guān)性，這樣可以快速檢測隔熱型材的性能，避免長時間的熱循環(huán)試驗，給鋁型材廠的質(zhì)量控制帶來不便，有利于保證澆注隔熱鋁型材產(chǎn)品的質(zhì)量。
3. 對澆注式隔熱型材打齒速度慢效率低，而遮擋槽口也存在效率低費人工的問題，采用何種有效且效率高的方法解決氟碳及電泳澆注式隔熱鋁型材的抗剪切和熱循環(huán)性能差的難題，是下一步行業(yè)需要解決的共性問題。
參考文獻：
1.《澆注式鋁合金隔熱型材不同表面處理方式對抗剪性的影響》
盧繼延 戴悅星-- 2010年廣東鋁加工技術(shù)國際研討會論文集
2. GB5237.6-2004《鋁合金建筑型材 第6部分隔熱型材》
注1：熱循環(huán)的試驗樣品和力學(xué)性能測試的樣品是同根型材上的不同部位，表2也是如此。
注2：高溫剪切測試時，隔熱膠斷裂，隔熱膠和型材無滑動
