由于塑鋼門窗的保溫、隔熱、密封性好,且耐腐蝕、阻燃、裝飾性好,因此其綜合使用性能相對較高,從而越來越受到人們的青睞,不僅在國外,而且在國內(nèi)也已開始大面積使用,在建筑業(yè)內(nèi)的市場占有率穩(wěn)步提高,已經(jīng)成為眾多房地產(chǎn)開發(fā)商的新賣點。在塑鋼門窗生產(chǎn)和使用量突飛猛進的同時,人們也發(fā)現(xiàn),在加工過程中,塑鋼門窗比鋁合金、木窗之類的加工難度要大,加工工藝要求也比較嚴格。因此,許多小型廠家根本無法達到生產(chǎn)工藝所要求的條件,造成塑鋼門窗在安裝使用過程中出現(xiàn)很多的問題,特別是在塑鋼門窗安裝的過程中易發(fā)生門窗的焊角開裂現(xiàn)象。有從焊縫開裂的,有從焊縫沿型材開裂的,有在焊角旁邊的型材面上直接斷裂的,這些都將造成門窗在驗收過程中和用戶的使用過程中產(chǎn)生不必要的困難,損害了塑鋼門窗的使用形象,對產(chǎn)品的形象也造成了很壞的影響。而這些發(fā)生門窗焊角開裂的型材大部分都是在理化指標(biāo)檢測方面滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的,這樣,大多數(shù)人只考慮加工因素,即只靠門窗加工廠商提高自身的加工能力和加工條件來提高加工質(zhì)量,就難以避免或者減少型材在冬季焊角開裂的發(fā)生幾率。門窗加工廠商的加工能力應(yīng)屬于粗放型的加工行業(yè),很難達到一些苛刻的技術(shù)加工條件。根據(jù)安徽省科苑(集團)股份有限公司產(chǎn)品的生產(chǎn)情況和客戶在實際應(yīng)用中反映的情況及實際應(yīng)用情況,決定從型材配方入手,以期徹底解決此問題。

　　一、原因分析

　　根據(jù)物料由型材到門窗經(jīng)過混料、擠出、搬運、切割、焊接、清角、組裝、放置、搬運、安裝等一系列過程中所發(fā)生的各種問題,仔細研究了型材配方中各種原材料的作用及在加工使用過程中容易出現(xiàn)的問題,計劃從兩方面來解決此問題:①進一步提供型材自身的內(nèi)在理化指標(biāo);②提高型材制作成門窗后的使用性能和外界環(huán)境發(fā)生突變時的自身調(diào)節(jié)性能。前者可以考慮改變型材配方中的加工助劑ACR ,后者可以考慮改變型材配方中的原料鈦＊＊。下面討這兩種原材料在型材擠出加工過程中和在使用中所起的作用。

　　1.加工助劑ACR加工助劑ACR在型材加工中主要起3個作用:

　　(1)促進塑化。加入ACR后,物料的塑化速度加快,塑化時間縮短,塑化效果增強,且隨著ACR量的增大(在0～2份) ,塑化速度也加快。這種現(xiàn)象在雙輥煉膠機上試驗時比較明顯。

　　(2)減少熔體破裂。在低溫或者快速擠出時,常常出現(xiàn)熔體破裂的現(xiàn)象,加入ACR后,能促進熔體均勻塑化,減少熔體破裂的現(xiàn)象,從而改進表面的質(zhì)量。這種現(xiàn)象在轉(zhuǎn)矩流變儀試驗擠出料條時易出現(xiàn)。

　　(3)增強熔體強度。在PVC硬制品擠出中加入ACR可以增加PVC的熔體強度。在ACR的添加量為0～2份時,隨加入量的增加,熔體的拉伸強度也隨著增加。

　　提高加工助劑ACR的量能增強熔體的黏度,促進熔體的塑化,但并沒有看到提高加工助劑ACR的黏度會對型材加工和自身物理指標(biāo)所起的作用;但是從加工助劑ACR的發(fā)展趨勢和沖擊ACR的自身性能來看,其在提高黏度對增強物料自身的加工性能、提高其在擠出過程中的塑化能力、提高型材內(nèi)在的理化性能起到很大的作用。為此,在實際生產(chǎn)中采用了比原加工助劑ACR的黏度更高的產(chǎn)品。

　　2.鈦＊＊

　　鈦＊＊的主要作用是吸收陽光中的高殺傷性能量———紫外光短波,保護其周圍的連續(xù)相(基料)免受或少受紫外光的侵害,延長型材的使用壽命。鈦＊＊吸收紫外光能力的大小決定了其耐候性的高低。采用鈦＊＊作為添加劑有3個原因:①光學(xué)原因,提供顏色和最佳遮蓋;②物理原因,吸收紫外線保護樹脂;③經(jīng)濟原因,最佳非遷移性無毒紫外光吸收劑。優(yōu)質(zhì)鈦＊＊的制造工藝和表面處理都比較好,因此它可以進一步提高型材的耐候性和抗裂口性能,有利于提高型材在氣候變化較大情況下的自我調(diào)節(jié)能力,增強型材受到外界猛力沖撞后所能調(diào)節(jié)的能力,從而降低型材門窗在實際使用過程中的焊角開裂幾率。而且,由于其表面處理得較好,也利于與樹脂的復(fù)配,提高型材的力學(xué)性能。

　　二、試驗結(jié)果

　　1.型材的理化指標(biāo)比較試驗配方為在原來配方比例不變的基礎(chǔ)上更換鈦＊＊和使用較高黏度的加工助劑ACR ,生產(chǎn)配方為原先的配方。以前使用的ACR特性黏數(shù)為253 ml/g ,現(xiàn)在使用的高黏度ACR特性黏數(shù)為359 ml/ g。兩個配方所擠出型材的理化指標(biāo)比較如表1、表2所示。

　　從表1、表2中數(shù)據(jù)的對比分析可知,型材的理化指標(biāo)在加熱后的尺寸變化率和焊角強度都有一定的提高,對型材理化指標(biāo)的提高起到了一定的作用;在型材焊接成門窗后的使用過程中,大大降低了焊角開裂的概率。2.型材的流變性能兩配方在轉(zhuǎn)矩流變儀上所做曲線如圖1所示。

　　曲線2為試驗配方曲線,曲線3為生產(chǎn)配方曲線。從兩者的走勢來看,試驗配方的塑化峰比生產(chǎn)配方的塑化峰走勢要明顯,而且變化比較平穩(wěn);在其后續(xù)階段,試驗配方曲線也相對比生產(chǎn)配方曲線走勢平穩(wěn),試驗配方的流變性能相對比生產(chǎn)配方的加工性能要好。其次,試驗曲線比生產(chǎn)曲線更容易塑化,且其塑化點的扭矩值比生產(chǎn)曲線的高;另外,平衡后的扭矩比生產(chǎn)曲線的高,也更利于物料在擠出過程中的壓實。這主要是因為加工助劑的黏度提高后,物料的黏度提高所致。

　　經(jīng)過改進后的配方在實際生產(chǎn)和使用過程中幾乎沒有焊角開裂現(xiàn)象。整個2003年冬季,根據(jù)安徽省科苑(集團)股份有限公司所供應(yīng)的塑鋼門窗使用廠家和該公司自己的使用情況,總共不超過10樘門窗焊角開裂,并且都是輕微開裂或者是因為外力的猛烈碰撞等原因所致,達到了試驗初期所預(yù)想的效果,節(jié)約了成本,并大大提高了該公司的產(chǎn)品聲譽。