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分析氟碳喷涂、电泳隔热铝型材的剪切和热循环性能

日期：2016-03-17 来源：广亚铝业作者：潘学著谢国安袁玉宝廖柱洪高泉彬聂锐涛梁裕铿浏览：1335 评论：0

一.前言

一般地，浇注式隔热铝型材的隔热胶同表面处理的膜层之间存在兼容性问题，其中粉末喷涂的聚酯膜同隔热胶的兼容性较好，而氟碳和电泳膜层同隔热胶的兼容性较差。涂层同隔热胶的兼容性差，会导致浇注式隔热铝型材的剪切和热循环性能下降，影响门窗幕墙使用的安全性、气密性、防水性等，那么如何有效地解决此问题，是摆在铝型材生产一线工作人员面前的难题。

由于粉末喷涂的聚酯膜同隔热胶的兼容性较好，本文在这里不讨论粉末喷涂的聚酯膜同隔热胶的兼容性，主要是选取一些氟碳和电泳浇注式隔热铝型材试样，通过对浇注槽口进行打齿或遮挡处理，测试浇注隔热铝型材的剪切和热循环性能，分析测试数据后，对如何提高氟碳喷涂和电泳浇注式隔热铝型材的剪切和热循环性能，提出一些看法和建议。

二.试验及数据

2.1 试验方案

（1）生产同一种型号的浇注式隔热型材基材，约50支；

（2）基材分别进行喷2种氟碳油漆及氧化电泳表面处理，在喷氟碳漆过程中对槽口采用遮挡槽口和不遮挡槽口处理，或者表面处理后对槽口进行打齿和不打齿处理，样品分配方式如下：

1.氟碳1遮挡槽口氟碳2遮挡槽口

氟碳1不遮挡槽口氟碳2不遮挡槽口

2.氟碳1打齿（不挡槽口）氟碳2打齿（不挡槽口）

3.电泳打齿电泳不打齿

（3）以上隔热型材经表面处理后，采用两个生产商的隔热胶分别浇注；

（4）每种型材约2支（取头部中部）分别作高低室温剪切试验和热循环试验（30个热循环）；

2.2 试验数据

从表1和表2的试验数据可以看出，采用遮挡槽口和打齿处

理对剪切性能和热循环性能的提高有利，但规律不明显，经过研究和观察发现，试验试样的槽口内，在生产过程中，进入槽口内的油漆的量不同，有的粘到了槽口底部，而没有粘到槽口的侧面，而底部的基材在切桥过程中会被切除，对隔热胶的粘结性无影响，下图所示。

隔热铝型材遮挡槽口和打齿处示意图

表1.采用厂家1隔热胶的试验数据表

试验项目	GB/T5237.6 -2004标准要求	氟碳料（蓝色）	氟碳料（棕色）	电泳料
挡槽口	打齿	没挡槽口	挡槽口	打齿	没挡槽口	打齿	没打齿
室温纵向剪切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
低温纵向剪切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
高温纵向剪切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
热循环试验隔热型材变形量平均值/mm	≤0.6	≤0.6	≤0.6	≤0.6	≤0.6	≤0.6	≤0.6	≤0.6	≤0.6

注1：热循环的试验样品和力学性能测试的样品是同根型材上的不同部位，表2也是如此。

注2：高温剪切测试时，隔热胶断裂，隔热胶和型材无滑动

表2.采用厂家2隔热胶的试验数据表

试验项目	GB/T5237.6 -2004标准要求	氟碳料（蓝色）	氟碳料（棕色）	电泳料
挡槽口	打齿	没挡槽口	挡槽口	打齿	没挡槽口	打齿	没打齿
室温纵向剪切 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
低温纵向剪切 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
高温纵向剪切 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
热循环试验隔热型材变形量平均值/mm	≤0.6	≤0.6	≤0.6	≤0.6	≤0.6	≤0.6	≤0.6	5	≤0.6	≤0.6

注：高温剪切测试时，隔热胶断裂，隔热胶和型材无滑动。

第二批试样热循环试验后不合格的隔热铝型材样品图示

图1.第二批试样热循环试验后不合格的样品图示

根据上述两批试验结果，槽口经过处理后剪切和热循环性能变化的规律不明显，考虑到实际生产油漆进入注胶槽中，沾染部位的随机性，重新设计试验验证，试验方案是：浇注隔热型材经过铬化处理后，采用手工的方法朝隔热槽口内喷氟碳油漆，油漆沾染槽口的侧面部位较多，然后再注胶（厂家2隔热胶）切桥处理，选用黑色和灰色两种氟碳漆，分别进行室温、低温和高温剪切及热循环实验。试验结果如下：

表3.槽口喷漆的浇注隔热型材的性能测试数据

试验项目	室温纵向剪切 N/mm	低温纵向剪切 N/mm	高温纵向剪切 N/mm	热循环试验隔热型材变形量平均值/mm
特征值	平均值	特征值	平均值	特征值	平均值
槽口喷油漆	颜色	GB5237.6 -2004 标准要求	≥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

从表中可以看出采用朝槽口喷油漆的方法，使隔热槽口侧面沾染大量的氟碳油漆对型材的低温抗剪切性能和热循环性能影响很大。

槽口喷黑色油漆经过30个热循环实验后的隔热胶收缩情况

图2 槽口喷黑色油漆经过30个热循环实验后的隔热胶收缩情况

槽口喷灰色油漆经过30个热循环实验后的隔热胶收缩情况

图2 槽口喷灰色油漆经过30个热循环实验后的隔热胶收缩情况

三.结论和探讨

从以上实验数据，可以得出以下初步结论：

1. 影响注胶隔热型材的纵向抗剪切性能的因素主要有：涂层与基材的纵向结合力、涂层与隔热胶的纵向结合力（兼容性）、基材与隔热胶的纵向结合力、隔热胶本身的纵向抗脆断能力（高温抗剪时出现）。

2. 从高温剪切后的样品隔热胶断裂，隔热胶和型材无滑动可以说明高温时隔热胶本身的纵向抗剪切性能很大程度上决定了其整体的抗剪切性能，即其他方式的纵向结合力要比隔热胶本身的纵向抗剪切能力大。

3. 选用试样的电泳膜层同两种隔热胶具有良好的兼容性，仅有一组试样特征值稍差，电泳铝型材槽口的打齿处理对提高其低温抗剪切性能的有一定的作用，对室温、高温抗剪切性能的作用有限；

4. 正常生产如果槽口内侧面沾染油漆对浇注式隔热铝型材的抗剪切性能和热循环性能影响很大，因此，氟碳喷漆浇注式隔热铝型材的抗剪切性能和热循环性能，不仅同隔热胶与氟碳膜层的兼容性有关，而且同氟碳漆沾染隔热型材的浇注槽口侧面的程度有关，其对隔热型材的剪切性能和热循环性能的影响具有随机性；

5. 低温抗剪切试验和热循环试验有一定的相关性，低温抗剪切性能很差时，热循环性能很差。

探讨：

本文初步探讨了通过对浇注槽口进行打齿或遮挡处理，对采用不同隔热胶的电泳和氟碳喷涂浇注隔热型材剪切和热循环性能的影响。
1. 下一步可以探讨更多的电泳膜层同隔热胶的相关性；

2. 进一步研究和探讨低温抗剪切试验和热循环试验的相关性，这样可以快速检测隔热型材的性能，避免长时间的热循环试验，给铝型材厂的质量控制带来不便，有利于保证浇注隔热铝型材产品的质量。

3. 对浇注式隔热型材打齿速度慢效率低，而遮挡槽口也存在效率低费人工的问题，采用何种有效且效率高的方法解决氟碳及电泳浇注式隔热铝型材的抗剪切和热循环性能差的难题，是下一步行业需要解决的共性问题。

标签： 氟碳漆电泳浇注式隔热型材抗剪性热循环试验隔热铝型材

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