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    淺談神秘的隔熱條生產制造工藝

    發布時間:2017/06/09 11:23來源:

    隔熱條質量主要受三方面影響:原材料、生產制造工藝和質量管理系統。




      一、原材料

      優質隔熱條產品是由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、抗拉強度等。25% 玻璃纖維增強的聚酰胺隔熱條(PA66GF25)材料的線膨脹系數鋁合金型材最為匹配,從而確保隔熱條與鋁型材緊密結合,即便是極端的冷熱天氣也不會脫落。有些材料雖然可以達到PA66GF25 的強度、耐溫性等要求,但線膨脹系數卻無法匹配。

      目前國內隔熱條行業內良莠不齊,價格戰也極為激烈,許多國內廠家為保證低價競爭勢與利潤,不僅使用PA66 廢料,采用大部分礦物質與少量玻纖(低于10%)混合填充的辦法進行增強,或采用廉價的礦物(如碳酸鈣、滑石粉等)進行填充,有的甚至完全使用PVC 生產隔熱條。

      劣質隔熱條不僅抗拉強度差,其線膨脹系數與鋁材相差甚遠,熱脹冷縮比率與材不匹配,極易造成隔熱條從型材里脫落出來,造成掉的惡劣事故。所以不使用PA66GF25 的隔熱條均為不合格產品,隔熱條國家標準也嚴格規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%的玻纖增強生產的隔熱條,國產隔熱條與進口隔熱條也存在著一定的差距。

      泰諾風保泰、W-PLAST(威帕斯特)等進口隔熱條均使用進口尼龍66 與玻纖做為原料,由于國外材料工業較國內發達,目前國產尼龍仍處于化工提煉的初級階段,而國外已步入針對用途的改性尼龍階段,兩者無論性能還是價格均有較大的差距,國產尼龍價格僅為進口優質尼龍的一半左右。

      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品做原料,其原料在使用過程中表現穩定,生產的產品強度高、耐溫性好。W-PLAST 在原料檢測和使用過程中發現,優質原料的分解溫度高達340 度以上,耐老化性耐熱性優異,在生產過程不易氧化,抗氧化性能優秀。這些性能保障了原料在擠出隔熱條的過程中的穩定性,同時,完整的大分子鏈結構和超出常規尼龍66 的分子量都能保障材料的高強度及高剛性,對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,對隔熱條的強度影響非常大。由于玻纖本身強度要遠遠高于尼龍,復合材料的強度就是玻璃纖維本身性能的一種變相體現。玻璃纖維的對材料強度的影響表現有以下幾點:首先是細度,單絲直徑細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度才能體現出來。其次是玻璃纖維本身的強度。用于增強材料無堿玻璃纖維自身強度很高,而普通的含堿玻璃纖維強度低,脆性大。這種普通玻璃纖維價格只有極細的玻璃纖維(直徑7 微米)的一半,對材料幾乎無增強效果。

      除尼龍66 和玻璃纖維兩種主要原料以外,剩下10% 的添加劑是生產商材料工程師們發揮的空間,材料的許多綜合性能將從中得到發揮,諸如抗紫外老化性能、尺寸穩定性、抗吸水性等性能。

      二、隔熱條生產制造工藝

      除優質原料外,生產制造工藝對隔熱條質量影響極大,同時生產制造工藝的自動化水平對隔熱條品質穩定性有著關鍵作用。隔熱條的生產制造工藝可簡單地可分為原料供應系統、流道成型系統與精確成型三大系統。

      1、 原料供應系統;

      進口隔熱條生產一般采用自動供料系統,將原料配比、烘干等制造前工序一次性完成,即按照生產工藝驗證的原料及添加劑按比例進行配比,然后攪拌均勻輸送到自動烘干機,將原料中的少量水分完全烘干,避免水份對生產過程的影響。同時,自動供料系統可根據生產設備腔體中的原料量進行自動補充,以確保隔熱條生產的穩定持續性。

      大多數國產隔熱條受限于資金和規模,大多采用低成本的人工填加原料方式,而非昂貴的自動化系統。但人工加料的均勻性不及自動化系統,除去水份更是無從談起。

      2、 流道擠出成型系統

      原料經過供料系統輸送到高溫熔化箱體進行高溫熔化,原料由固態變成液態流體。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。玻璃纖維單向直線流動生產出的隔熱條,有縱向抗拉強度卻缺乏橫向抗拉強度,而隔熱條做為鋁門窗幕墻結構件,既需要承受橫向抗拉,還要承受橫縱交錯的剪切應力。

    因此,通過流道工藝設計將玻纖的單向流動轉變為多向流動極為重要,讓玻纖成網狀均勻分布并與尼龍66 緊密結合,形成鋼筋混凝土類似的結合,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比較落后,國產隔熱條生產設備無論價格還是性能上,跟進口隔熱條生產商之間均存在一定差距。

      3、 精確成型系統

      聚酰胺PA66 和玻纖經過高溫熔化,然后由流道調整結構分布,透過模具擠出成型,再經過冷卻定型便成為隔熱條半成品。精確成型系統對隔熱條的內在性能影響不大,對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主要分為水成型與油成型,水成型的效果優于油成型。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械推壓力,不僅生產效率高,亦可保證隔熱條端頭的尺寸穩定。而大多數國產隔熱條生產設備要簡單很多,推壓力完全達不到隔熱條成型的要求。

      生產制造工藝水平的高低不僅決定隔熱條的內部結構,對產品質量的持久穩定有著重要的影響。隔熱條做為普遍使用的鋁窗結構件,批量生產的質量穩定性至為關鍵。低水平的生產制造工藝在某個時間段或許能造出合格的隔熱條,卻無法保證全部產品的品質穩定,就必然埋下門窗安全隱患。

      以W-PLAST(威帕斯特)的自動化生產線為參考,優質隔熱條應當完全采用自動化生產,不僅使用自動供料系統,擠出成型也應當采用微電腦控制技術,即將工藝研發階段確定的最佳參數輸入電腦進行設定,并設定偏離值預警。一旦生產狀態達到偏離值,機器就會自動報警甚至停機,以電腦自動監控確保每批隔熱條品質恒定如一。而大部分國產隔熱條的生產設備自動化程度嚴重不足,更多地依靠人為調控設備,質量穩定性便無法保證。

      三、質量控制體系

      供料、自動化生產、精確成型等三大系統均為硬件實力,諸如豐田、通用電氣等知名制造商的實例證明,單一的“唯技術論”并不能保證產品優質,必須以工廠管理、質量控制等軟實力配合,最終才能確保產品質量。

      目前國內市場的進口隔熱條均采用德國工廠管理體系,對生產全過程信息進行記錄,以強化整個系統的質量監控。筆者在W-PLAST(威帕斯特)的生產基地看到,除工廠生產現場的嚴格管理外,特別建立了以工廠檢測中心為中心監控整體生產過程的編碼追溯體系,從原料檢測備案開始,將原料到生產包裝后的整個過程以編碼進行記錄,然后以激光打碼方式將相關信息記錄于隔熱條之上。

      激光編碼不僅可防止假冒偽劣(型材廠商可根據編碼,向工廠的檢測中心查詢備案記錄),亦可隨時追溯到原材料、生產班組、生產線號等相關信息,確保隔熱條從原料采購開始的每一個環節都處于嚴格有效的質量監控之中。

      能否建立適合自己工廠的質量控制管理體系,或許是很多國產隔熱條生產商面臨的難題。原料、生產設備等硬件可以花錢買,而生產管理、質量控制等軟實力卻是花錢也很難買到的。

      建立完善的質量控制管理體系,首先取決于管理者的自我意識與企業理念,在此基礎上建立完善的制度和管理流程,再通過內部培訓與激勵機制,促使工廠管理進入良性循環,最終才能實現硬實力和軟實力的融合,讓企業步入良性循環的螺旋式上升通道。


      【結語】

      隨著社會對節能建筑的重視,鋁合金節能門窗的應用將會更加廣泛,也將使用更多的隔熱條。歷經十年發展,雖然國家已出臺嚴格的隔熱條技術標準,但隔熱條市場仍然良莠不齊,存在大量的魚目混珠,那種亂象實在讓人堪憂。

      除建筑業本身的不規范給了劣質隔熱條的生存空間之外,眾多隔熱條生產企業習慣技術保密,不僅在一定程度上將隔熱條生產“神秘化”,讓建筑相關人士無從了解隔熱條生產過程,也變相地為劣質隔熱條創造了生存空間。試想,無論建筑設計師、工程顧問公司、門窗系統公司、房產開發商,還是行業協會、媒體均無法親眼目睹隔熱條的生產過程,產品評判僅僅依靠企業的自我宣傳及隔熱條樣品檢驗數據,評判的準確性是值得商榷的。因為對任何隔熱條生產商來說,生產幾米、幾百米的合格隔熱條并不難,可以通過設備短期調試、劣中選優來實現,甚至可以用“李代桃僵”等手法蒙混過關。

      所以,解除隔熱條生產的神秘性,增加相關信息的透明度,讓隔熱條的生產接受外部監督,讓更多的建筑專業人士通過實地考察隔熱條生產現場,而非單一依靠生產商的宣傳和檢測報告來評判產品,才能加快隔熱條市場優勝劣汰的速度,才能為大眾提供更安全環保的節能門窗和幕墻。那既是市場發展的要求,也是行業協會和專業媒體的責任。

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