摘要：本文分析了隔熱鋁合金型材關鍵配件隔熱條的材料吸水特性及其性能等方面的變化，從幾個方面論述了隔熱條的吸水性對隔熱鋁合金型材加工過程的影響。
由于PVC 材質的隔熱條與鋁合金的線膨脹系數(shù)存在巨大差異，以及其強度不足，抗老化性差等原因，使用安全性無法保證，早已被歐洲門窗幕墻行業(yè)淘汰，也被我國明令禁止。但因我國建筑行業(yè)規(guī)范性差，加上PVC 隔熱條成本低，很多不良廠商以各種手段滲透門窗幕墻市場，目前已成為我國門窗幕墻行業(yè)的重大安全隱患。劣質隔熱條導致的門窗變形仍至脫落事件，已經(jīng)時有耳聞，預計未來十年，劣質隔熱條導致的門窗事件將會逐漸上升。
關鍵詞：隔熱鋁門窗；尼龍66；吸水性；隔熱條
1 隔熱條材料簡介
尼龍66（PA66）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(yōu)良的耐磨性、耐老化性、自潤滑性及耐熱性。其低溫性能優(yōu)良，能自熄，耐酸堿和大多數(shù)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(wěn)定性及耐化學腐蝕性等都會得到極大的提高，作為隔熱條應用到節(jié)能門窗上可以很好地抵抗風壓和抗鹽霧腐蝕等，更重要的是玻纖增強尼龍66隔熱條的線膨脹系數(shù)與鋁合金極為接近，與型材復合后的整體性能好。實踐證明，這是迄今開發(fā)成功的最理想的隔熱型材，現(xiàn)已在歐洲使用多年。
尼龍66的強度來源于主鏈化學鍵和分子間的相互作用力，尼龍66樹脂分子結構中的特征官能團——碳酰胺基團總是相對排列，這樣每個官能團都能在沒有分子變形的情況下形成氫鍵，而碳酰胺基-NHCO-有極性，所以吸水是尼龍66的特性，吸收的水分能夠減弱分子鏈間的作用力，對材料具有塑化效應，降低玻璃化溫度，產品尺寸增加等現(xiàn)象。但是，吸水是一個雙向的過程，通過一些控制手段來干預吸水率對產品的影響，從而不影響我們隔熱條產品的使用。
2 隔熱條吸水后的變化及對穿條的影響
2.1 隔熱條放置時間與強度和吸水量的對應關系
由于尼龍66自身材料的吸水特性，導致尼龍66隔熱條吸水后會出現(xiàn)力學性能降低的現(xiàn)象，下圖1是隔熱條強度、吸水量隨放置時間變化的曲線圖。
圖1 I-14.8隔熱條放置時間與強度、吸水量變化曲線圖
由上圖1可以看出，I-14.8隔熱條在標準溫濕度（23±2）℃，（50±5）%的環(huán)境下放置約900天時強度降低了44%，最大吸水量4.14%，在GB/T 23615.1-2009國標中規(guī)定I型隔熱條烘干后強度≥70MPa，常溫1000h水浸泡后強度≥35MPa，由于隔熱條的吸水特性，在長年使用過程中會不斷從空氣中吸收水分強度隨之降低，直至吸水飽和后強度才能穩(wěn)定，加上紫外、熱老化等因素也會降低隔熱條的力學性能，所以考驗隔熱條的最終性能其實是飽和吸水和老化的最終性能。因此現(xiàn)階段來說檢驗隔熱條的耐水性能是非常重要的檢測項目，應引起各型材廠家和相關部門的注意。
2.2 隔熱條放置時間與尺寸變化的關系
吸水率對尼龍66隔熱條產品尺寸的影響還是比較顯著的，雖然對于開齒穿條、滾壓的隔熱型材來說，隔熱條的尺寸變化影響不大（僅需要調整穿條。滾壓工藝參數(shù)），但對于某些不需要開齒和滾壓的幕墻型材來說，隔熱條尺寸變化的影響會比較大。取干燥后I-14.8隔熱條，其寬度14.802mm，厚度1.781mm，端高4.161mm，長度為1000mm在實驗室標準環(huán)境下放置不同時間得出其尺寸變化（如下表1）
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放置時間/天
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寬度mm
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厚度mm
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端高mm
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長度mm
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90
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14.839
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1.792
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4.176
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1002
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180
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14.871
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1.808
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4.189
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1004
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270
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14.902
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1.823
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4.201
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1005
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360
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14.930
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1.836
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4.210
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1006
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450
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14.955
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1.847
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4.218
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1007
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540
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14.981
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1.852
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4.224
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1007
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630
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14.987
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1.859
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4.227
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1008
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720
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14.991
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1.865
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4.229
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1009
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810
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15.001
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1.868
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4.231
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1009
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900
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15.002
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1.868
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4.231
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1009
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由上表1可看出當I-14.8隔熱條在標準溫濕度的環(huán)境下放置約900天即達到吸水飽和，同時尺寸寬度增加1.35%，厚度增加4.88%，端高增加1.68%，長度增加0.9%。
2.3 隔熱條吸水對穿條工藝的影響
隔熱條飽和吸水后會對型材的返噴造成較明顯的影響，由于型材返噴溫度達到約200℃，隔熱條內部的水分瞬間難以揮發(fā)，所以當隔熱條飽和吸水后返噴時會起氣泡，造成型材不合格。目前歐洲的隔熱鋁合金型材復合加工方式是先穿條后做表面噴涂，而在中國是先做噴涂再做型材復合，導致在隔熱區(qū)域內，隔熱條兩側鋁型材表面輻射率從0.2上升為0.9，隔熱條兩側鋁型材表面輻射傳熱增強，降低了型材的保溫隔熱性能，因此為了提高隔熱鋁合金門窗的保溫性能，改變隔熱型材的復合加工方式，將先噴涂后復合的加工方式改變?yōu)橄葟秃虾髧娡康募庸し绞剑蔀橹袊磥砀魺徜X合金型材主導的加工方式。因此隔熱條的吸水量對返噴工序來說是要嚴格控制的。
3 隔熱條使用注意事項
3.1 鋁型材廠家建立合理庫存
吸水性是尼龍66隔熱條固有的特性，所以鋁型材廠家在入庫后應盡快穿條，過高的含水率會影響穿條效率或者鋁型材在返噴時引起起泡現(xiàn)象，建議隔熱條保存最佳溫度為20℃~30℃，濕度≤55%。由于尼龍66在天氣寒冷、干燥時脆性較大，建議在穿條前3天適當打開產品外包裝，產品可以吸收一定的水分，降低脆性，提高韌性。
3.2 選擇合理、有效的檢測項目
由于國標和行標的檢測項目多達十幾項，且有些項目需要1000小時或者比較專業(yè)的檢測設備才能測試，所以對于型材廠家來說在不明顯增加成本的情況下，有選擇性地測試重要項目是必要的。以下簡單介紹了幾點個人認為比較重要的測試項目。
?、俑魺釛l的產品尺寸精度——該項目可在一定程度上反映出隔熱條擠出生產過程工藝和材料的穩(wěn)定性，尺寸精度高可提高穿條效率，提高型材成品率。
?、诟魺釛l吸水率及橫向抗拉強度——在一定程度上可以反映隔熱條所用復合材料配方的優(yōu)劣，如果隔熱條生產所用的復合材料經(jīng)過特殊配方、工藝改性，那么就可以降低隔熱條的吸水率，吸水后的力學性能保持相對較高。（耐水測試可用沸水煮4h代替水浸泡1000h）。
?、鄹魺釛l干燥后的橫向抗拉強度——可總體上反映隔熱條材料優(yōu)劣和生產工藝的穩(wěn)定性。
?、芨魺釛l高溫橫向抗拉強度——可反映隔熱條的材料耐溫性及惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定性，同時可以間接反映原材料的優(yōu)劣。劣質原材料由于雜質較多（如含有PE、PP、PVC、ABS等耐熱差、強度低的高分子材料），其高溫性能較差。
4 結語
隔熱條屬于高分子復合材料，鋁型材屬于無機金屬材料，兩者通過機械滾壓咬合復合，如果復合過程中稍不注意就可能會產生問題，因此隔熱條生產廠家和型材廠家、門窗廠應該互相了解和溝通，及時解決出現(xiàn)的技術問題，攜手做好我們共同的節(jié)能事業(yè)。
由于PVC 材質的隔熱條與鋁合金的線膨脹系數(shù)存在巨大差異，以及其強度不足，抗老化性差等原因，使用安全性無法保證，早已被歐洲門窗幕墻行業(yè)淘汰，也被我國明令禁止。但因我國建筑行業(yè)規(guī)范性差，加上PVC 隔熱條成本低，很多不良廠商以各種手段滲透門窗幕墻市場，目前已成為我國門窗幕墻行業(yè)的重大安全隱患。劣質隔熱條導致的門窗變形仍至脫落事件，已經(jīng)時有耳聞，預計未來十年，劣質隔熱條導致的門窗事件將會逐漸上升。