日期：2021-12-02 來源：上海威固化工制品有限公司 瀏覽次數(shù)：次
鋁型材注膠技術(shù)（下文簡稱注膠技術(shù)）是通過在鋁型材隔熱槽中注入聚氨酯材料，在聚氨酯材料固化后斷橋來生產(chǎn)聚氨酯注膠隔熱鋁型材（下文簡稱注膠鋁型材）的技術(shù)，其流程簡圖如下（對(duì)于相容性好的鋁型材可以省去開齒步驟）：
注膠技術(shù)于上個(gè)世紀(jì)七八十年代源于美國，已在北美市場獲得廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)引入中國已有近十年的歷史，最近幾年隨著注膠設(shè)備及聚氨酯隔熱膠供應(yīng)渠道的增加而得到快速的發(fā)展。
該技術(shù)具有產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定及生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，以該技術(shù)生產(chǎn)的隔熱鋁型材具有水密性好、斷面設(shè)計(jì)靈活多變，節(jié)約鋁型材用量等特點(diǎn)，因此該技術(shù)在國內(nèi)市場上受到越來越多鋁型材生產(chǎn)廠家的青睞。大量的注膠生產(chǎn)線被投入使用，注膠鋁型材市場呈現(xiàn)快速成長的勢頭。
在其市場蓬勃發(fā)展的同時(shí)，也存在不少的問題。大多數(shù)新投資注膠鋁型材生產(chǎn)線的廠家沒有任何的相關(guān)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，通過短時(shí)間的培訓(xùn)僅僅達(dá)到“可以生產(chǎn)”的狀態(tài)，而在尚未對(duì)該技術(shù)有充分認(rèn)識(shí)的前提下就匆忙進(jìn)入批量生產(chǎn)。這種認(rèn)識(shí)上的不足導(dǎo)致生產(chǎn)過程中出現(xiàn)較多的質(zhì)量問題，這些問題的存在不僅影響到注膠生產(chǎn)廠家的發(fā)展，而且影響到注膠生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展。
根據(jù)我們對(duì)注膠技術(shù)的認(rèn)識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，在此把注膠鋁型材生產(chǎn)過程中的一些要點(diǎn)羅列出來，希望對(duì)注膠鋁型材企業(yè)有所幫助，進(jìn)而對(duì)行業(yè)的發(fā)展起到一些推動(dòng)作用。限于作者知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)的不足，本文可能存在一些謬誤，還望見諒。
聚氨酯是聚氨基甲酸酯的簡稱，其英文名稱為Polyurethane，簡稱為PU（或PUR）。聚氨酯是由多元醇和多異氰酸酯發(fā)生加聚反應(yīng)產(chǎn)生的，其化學(xué)反應(yīng)可用以下反應(yīng)式表示：
上述雙組分的聚氨酯原材料稱為聚氨酯組合料或聚氨酯原膠（下文稱聚氨酯原膠）。
為了確保聚氨酯注膠材料性能，注膠鋁型材生產(chǎn)廠家可以從不同層面來監(jiān)測聚氨酯注膠材料的性能，包括：聚氨酯原膠參數(shù)、聚氨酯材料性能、及注膠鋁型材性能。
表征聚氨酯原膠的性能參數(shù)很多，其中比較重要的性能參數(shù)按原膠組分不同分別列出如下。
多元醇組分：粘度、水含量、反應(yīng)速度等。
異氰酸酯組分：粘度、異氰酸根含量（NCO%）等。
一般來說，聚氨酯隔熱膠生產(chǎn)廠家一般都會(huì)在出貨時(shí)提供每批產(chǎn)品的檢驗(yàn)證明（COA），隔熱膠使用廠家可以根據(jù)隔熱膠生產(chǎn)廠家的標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)收，有條件的使用廠家可以抽樣自行檢測，前提條件是監(jiān)測方法應(yīng)該盡可能與隔熱膠生產(chǎn)廠家一致。
在聚氨酯隔熱膠新制訂的國家標(biāo)準(zhǔn)中（《鋁合金建筑鋁型材用輔助材料第2部分：聚氨酯隔熱膠》）列出一系列的測試項(xiàng)目，其中比較重要的有：邵氏硬度、抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長率、熱變形溫度、沖擊強(qiáng)度等。
聚氨酯隔熱膠生產(chǎn)廠家一般可以提供由權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)出具的檢驗(yàn)報(bào)告。這種報(bào)告結(jié)果表明隔熱膠生產(chǎn)廠家有能力生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，并不能作為特定批次產(chǎn)品性能評(píng)判的依據(jù)。
有條件的隔熱膠使用廠家可以對(duì)每個(gè)批次的隔熱膠進(jìn)行檢驗(yàn)，沒有條件的使用廠家也應(yīng)該對(duì)每批隔熱膠制備試片留存作為有疑問時(shí)追溯的憑證，并定期委外檢測以做到心中有數(shù)。
需要注意的是，隔熱膠試片的制作應(yīng)該有明確的規(guī)范，確保試片是在正確的混合比例、良好的混合效果及適當(dāng)?shù)臏囟葪l件下制備出來的，同時(shí)應(yīng)該確保試片沒有混入氣泡。
除了對(duì)聚氨酯原膠及隔熱膠物理性能的直接監(jiān)控外，還可以把注膠鋁型材生產(chǎn)過程中鋁型材樣品的測試作為判別聚氨酯性能的輔助手段。
在注膠鋁型材生產(chǎn)過程中應(yīng)該經(jīng)常性按GB5237.4的要求來檢測注膠鋁型材的性能，在數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)可對(duì)隔熱膠性能、注膠工藝、表面相容性及鋁型材設(shè)計(jì)等各方面進(jìn)行分析判定。
聚氨酯隔熱膠作為一種雙組分原膠加聚反應(yīng)的產(chǎn)物，其混合比例、反應(yīng)溫度等工藝參數(shù)對(duì)注膠鋁型材性能起到?jīng)Q定性的影響，在注膠鋁型材生產(chǎn)中遇到的質(zhì)量問題中超過辦數(shù)屬于工藝問題。
混合比例偏離會(huì)直接導(dǎo)致聚氨酯材料性能的偏離，一般而言，混合比例（多元醇/異氰酸酯，下同）偏低，則硬度下降，拉伸強(qiáng)度偏低；混合比例偏高則斷裂延伸率下降，材料變脆。
混合比例取決于聚氨酯設(shè)備的狀況，一方面與聚氨酯設(shè)備的性能有關(guān)，另一方面與設(shè)備保養(yǎng)狀況有關(guān)。一般來說，異氰酸酯組分遇水會(huì)發(fā)生固化反應(yīng)，因此在設(shè)備使用率較低的情況下容易堵塞管道造成比例的變化，異氰酸酯計(jì)量泵與管道的狀況是設(shè)備保養(yǎng)關(guān)注的重點(diǎn)。
在注膠鋁型材生產(chǎn)中，每天生產(chǎn)前應(yīng)該測量混合比例，如果混合比例超出允許范圍，應(yīng)立即對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修至混合比例恢復(fù)正常才能進(jìn)行生產(chǎn)。
一般而言，混合效果與混合頭轉(zhuǎn)速直接相關(guān)，適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速才能保證良好的混合效果。對(duì)于早期的氣動(dòng)混合頭來說比較容易出現(xiàn)由于氣壓降低而導(dǎo)致混合效果下降的問題，應(yīng)該特別關(guān)注。近幾年的新設(shè)備全部采用液壓或電動(dòng)混合頭，一般都可以保證良好的混合效果。
由雙組分原膠加聚反應(yīng)生成聚氨酯的過程對(duì)溫度的影響比較敏感，溫度偏高導(dǎo)致反應(yīng)速度偏快，氣泡無法順利排出會(huì)導(dǎo)致隔熱膠表面出現(xiàn)氣泡現(xiàn)象，但對(duì)其它物性影響不大；溫度偏低則會(huì)導(dǎo)致聚氨酯的高分子結(jié)構(gòu)熟化不完全，當(dāng)溫度低于20℃時(shí)（配方不同，溫度低限可能不同，但相差幅度應(yīng)該不大），出現(xiàn)明顯的“發(fā)脆”現(xiàn)象。
反應(yīng)溫度的影響體現(xiàn)為原料料溫、鋁型材溫度及環(huán)境溫度（室溫）的共同作用，其中原料料溫可以通過聚氨酯設(shè)備控制；鋁型材溫度過低時(shí)可以通過加熱來保證；環(huán)境溫度的控制則相對(duì)困難，但同時(shí)又是最重要的，只有保證較好的環(huán)境溫度，才有可能保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。
對(duì)于環(huán)境溫度的控制，華南客戶之前重視程度明顯不足，去年冬天的低溫使不少客戶出現(xiàn)較大質(zhì)量問題，今年以來越來越多的客戶開始認(rèn)識(shí)到環(huán)境溫度的重要性，陸續(xù)增加空調(diào)房，以確保冬天產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。相對(duì)而言華南以外的客戶對(duì)環(huán)境溫度的重視程度要高的多，大部分客戶都對(duì)注膠生產(chǎn)線作了保溫處理。
聚氨酯的分子結(jié)構(gòu)中含有大量的氨基甲酸酯鍵、醚鍵等極性基團(tuán)，是一種典型的極性材料，其與極性表面體現(xiàn)出良好的相容性，可以產(chǎn)生很強(qiáng)的附著力；但與低極性的表面則表現(xiàn)出很差的相容性。一般而言：
聚氨酯隔熱膠與大部分的粉末處理的鋁型材具有良好的相容性，但對(duì)于低光表面（可能含蠟），特定顏色的表面（特定色料或其分散劑可能有影響）可能存在不相容的現(xiàn)象。
對(duì)于不相容的情況，可以與粉末涂料供應(yīng)商溝通以選用相容性更好的粉末；如果粉末供應(yīng)商無法更改，可以通過遮擋槽口的方法盡量減少甚至避免粉末出現(xiàn)在槽口內(nèi)，同時(shí)開齒來克服不相容的問題。
如需要開齒時(shí)，要保證適當(dāng)?shù)拈_齒深度及密度才能達(dá)到效果，否則會(huì)出現(xiàn)開齒后剪切強(qiáng)度仍然不能達(dá)標(biāo)的情況。
有約半數(shù)的電泳處理鋁型材存在與聚氨酯隔熱膠不相容的問題。
出現(xiàn)不相容時(shí)，如果電泳漆供應(yīng)廠家無法調(diào)整配方時(shí)只能通過開齒來克服。
大多數(shù)的氟碳鋁型材表面存在與聚氨酯隔熱膠不相容的問題。
可以通過遮擋槽口的方法減少甚至避免氟碳材料在槽口內(nèi)的出現(xiàn)，同時(shí)開齒以克服不相容的問題。
大多數(shù)的氧化處理鋁型材與聚氨酯隔熱膠有良好的相容性，對(duì)于相容性不好的情況可以通過開齒來克服。
總的來說，相容性的問題在注膠鋁型材的生產(chǎn)中會(huì)經(jīng)常性的存在，只有同過試驗(yàn)來確定特定表面（需確定涂料生產(chǎn)廠家、型號(hào)、批次）處理鋁型材的相容性。如果出現(xiàn)不相容時(shí)，可通過更改涂料（涂料生產(chǎn)廠家、型號(hào)、批次），降低槽口內(nèi)表面涂料量，開齒等手段來克服。
個(gè)別廠家沒有采用標(biāo)準(zhǔn)槽口，出現(xiàn)鎖點(diǎn)過深等問題，導(dǎo)致聚氨酯隔熱膠實(shí)際斷面面積減小，因此造成強(qiáng)度下降，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重質(zhì)量問題。
對(duì)于斷面較大的鋁型材，不恰當(dāng)?shù)臄嗝嬖O(shè)計(jì)可能造成應(yīng)力集中從而使注膠鋁型材容易在隔熱膠部位斷裂而影響其使用。
從液體原膠固化為固體聚氨酯隔熱膠的過程中由于收縮可能造成鋁型材槽口的收縮甚至張開，對(duì)于較薄的鋁型材影響尤其明顯，選擇合適的斷橋時(shí)間可以最大程度的降低槽口的變形。
市場上發(fā)現(xiàn)注膠鋁型材成品在長期存放過程中由于露天存放，層間堆放不能保持平整等原因造成鋁型材變形，影響正常使用。正確的成品存放方式也是必不可少的。
除了這些因素之外，有不少的注膠鋁型材生產(chǎn)企業(yè)由于管理不到位，沒有形成系統(tǒng)得質(zhì)量管理體系，在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)不同的問題，甚至將不合格的鋁型材流向市場，當(dāng)客戶出現(xiàn)質(zhì)量投訴時(shí)無法追溯查找原因，這些不僅影響到企業(yè)自身的發(fā)展，也影響到注膠鋁型材市場的發(fā)展。
聚氨酯隔熱膠作為注膠鋁型材的關(guān)鍵原材料，對(duì)其質(zhì)量的控制是注膠鋁型材質(zhì)量的重要保證。同時(shí)由于注膠鋁型材生產(chǎn)廠家采購的隔熱膠原料為雙組分的液體原膠，由原膠轉(zhuǎn)化為隔熱膠的過程發(fā)生在注膠鋁型材的生產(chǎn)過程中，因此注膠鋁型材生產(chǎn)廠家現(xiàn)場工藝過程的控制同樣至關(guān)重要。而隔熱膠與鋁型材的復(fù)合是通過隔熱膠與鋁型材表面的粘結(jié)力，鋁型材表面處理方式對(duì)粘結(jié)力有決定性的影響。任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能導(dǎo)致注膠鋁型材的質(zhì)量問題，均應(yīng)足夠重視。
聚氨酯隔熱膠生產(chǎn)企業(yè)與注膠鋁型材生產(chǎn)廠家的通力合作才能保證注膠鋁型材生產(chǎn)的有序進(jìn)行。其中，聚氨酯隔熱膠生產(chǎn)企業(yè)不僅需要提供穩(wěn)定合格的隔熱膠原料，同時(shí)應(yīng)該作為注膠鋁型材生產(chǎn)廠家的顧問介入到注膠鋁型材的生產(chǎn)中去，為注膠鋁型材生產(chǎn)廠家提供培訓(xùn)與指導(dǎo)；而注膠鋁型材生產(chǎn)廠家在做好自身生產(chǎn)管理的同時(shí)，也應(yīng)與聚氨酯隔熱膠生產(chǎn)企業(yè)積極配合，并及時(shí)溝通。只有通過雙方的良性互動(dòng)才能夠共同成長，為市場提供優(yōu)良的產(chǎn)品，促進(jìn)注膠鋁型材市場的發(fā)展。
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