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浅谈尼龙隔热条化学稳定性

来源:佛山市南海易乐工程塑料有限公司  作者:*  日期:2013-4-28
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  1. 目前隔热条市场情况
  随着观念与材料工业的发展,app门窗从早期的单玻木门窗开始,到单玻实腹钢窗、空腹钢窗、铝合金门窗、塑钢窗,最后演进至目前的断桥铝合金门窗、双玻节能木窗、双玻铝木门窗等多种节能门窗并存的局面。
  木门窗与铝木门窗具有良好的隔热节能效果,但因木材成

  1. 目前隔热条市场情况
  随着观念与材料工业的发展,app门窗从早期的单玻木门窗开始,到单玻实腹钢窗、空腹钢铝合金门窗塑钢窗,最后演进至目前的断桥铝合金门窗、双玻节能木窗、双玻木门窗等多种节能门窗并存的局面。

  木窗与铝木门窗具有良好的隔热节能效果,但因木材成本高昂,主要应用于高端市场。而铝合金门窗具有重量轻、强度高、刚性好、耐腐无毒、防火性能优异、采光面积大、装饰效果好、使用寿命长等特点,因此广泛为社会所接受。但缺点是导热系数比较大,保温隔热性能差。随着国内外铝型材厂家采用“断桥隔热铝材”弥补了铝合金的固有缺点,新型断桥隔热铝合金门窗逐渐被人们认可,每年均以10% 以上的速度增长。

  “断桥隔热铝型材”中关键部件是用滚压方式安装的“隔热条”,从某种意义上可以说隔热条性能决定了新型隔热铝合金门窗的隔热节能效能。一般来说,app的能量传导约为墙体占1/3,空气对流约为1/3,门窗占1/3,而造价仅占门窗造价4%左右的隔热条,其隔热效能却要占门窗的20%-30%,所以,隔热条不仅是断桥铝合金门窗的关键部件,也是门窗节能的重要构成部分!

  简单的说断桥隔热铝合金门窗就是在传统的铝合金基础上把原来的一体性型材一分为二,然后由两支隔热条通过机械复合的手段再将分开的两部分连接在一起。隔热条的这种使用性质决定了其必须同时具备很高的强度及优异的稳定性,否则极易造成门窗、幕墙断裂脱落,存在重大质量及安全隐患,所以隔热条的材质选择及稳定性显得至关重要。然而目前由于原料、生产成本大幅上涨,国内隔热条市场极为混乱,掺杂PA66条,PA6条,PVC条等劣质隔热条浑水摸鱼,瞒天过海,即使是尼龙PA66条,原材料也有很多种,还有新料和回收料的区别,质量和性能都相差很多,尤其经过一段时间的使用及老化后,稳定性将大幅下降,给产品带来很大的质量隐患和安全隐患。

  2. 尼龙66隔热条稳定性问题
  尼龙66隔热条的稳定性涉及两方面的问题:一是尼龙66隔热条的热稳定性,二是尼龙66隔热条的光稳定性。热稳定性对尼龙66隔热条加工过程中品质的保证具有决定性的作用,而光稳定性对保证尼龙66隔热条的长期安全使用有不可估量的影响。

  2.1热稳定性
  (1)高温热氧降解
  尼龙66分子结构与稳定化尼龙66是由己二胺和己二酸缩聚合成的高分子材料,其分子结构式如下:

  -(CH2)5-CO-NH-CH2-(CH2)5-
  在尼龙66分子结构中位于-NH基团旁的亚甲基-CH2-是最薄弱环节,在高温(大于120℃)有氧气存在情况下,氧首先攻击上述所说的-CH2-中的氢原子形成过氧化物,过氧化物在高温下很易裂解形成自由基,自由基回过头来再攻击-NH基团旁的-CH2-,于是发生尼龙分子链断裂,这就是尼龙66热氧降解过程。

  (2)高温水降解
  尼龙66在高温下除了遭遇热氧降解外,还会遭受水解。这是因为尼龙66的合成反应是一个化学平衡过程,它是可逆的,如下表示:

  nHOOC-(CH2)4-COOH+nNH2-(CH2)6-NH2=HO-[CO-(CH2)4-CO-HN-(CH2)6-NH]n-H+(2n-1)H2O
  当高温有水时上述反应会向左边进行,即水解,水解的结果也导致尼龙分子链发生断裂。尼龙66隔热条在熔融状态下进行加工时,尼龙66本身的降解过程是复杂的,其中既包含了热氧降解又同时有水解。

  2.2光稳定性
  尼龙66的热稳定主要涉及的是隔热条加工成型过程中的品质保证,隔热条在实际使用过程中周边环境温度一般不会超过50℃,这样的温度对尼龙66隔热条不会造成任何明显损害。但由于隔热条作为整体窗框的一部分不可避免地要受到户外太阳光紫外线照射,因此尼龙66的光稳定性就与隔热条能否长期使用紧密联系。

  当尼龙66暴露在300nm-400nm范围的紫外线下时,尼龙分子链中的碳氮键会发生断裂,另外-NH基团旁的亚甲基-CH2-亦会发生歧化产生自由基,二者共同作用的结果是使尼龙分子链断开,尼龙分子量下降,强度降低,给产品带来很大的安全隐患。

  2.3 稳定性对隔热条的影响
  无论是热氧降解,水解抑或光降解,带来的都是尼龙分子量的减少,这在隔热条性能上的表现就是隔热条强度急剧下降,同时韧性损失,脆性大增。因此在隔热条生产中,需精确控制成型温度及原料含水率,并添加一定比例的稳定剂和抗氧化剂,这势必会对厂家工艺技术提出更高的要求,同时也带来一定成本的上升。

  目前国内隔热条生产厂家的技术水平参差不齐,且由于PA66GF25复合材料的成本高、挤出成型工艺复杂、稳定助剂价格高,很多厂家生产的隔热条稳定性都存在一定的问题。选择性能优异、品质有保障的隔热条变得尤为重要。

  3. 各类劣质隔热条的稳定性
  (1)PVC隔热条
  PVC隔热条强度低、耐热性差、抗老化性能差,其软化点为80℃,于130℃开始分解变色,并析出HCl,同时PVC与铝合金的线膨胀系数相差甚远,往往导致隔热门窗在安装使用一段时间后,隔热条在型材内出现松动,甚至完全脱离及断裂。轻则导致窗体松动、变形,破坏门窗的气密水密性,重则导致窗体整体松散、脱离。

  (2)PA6、ABS掺杂隔热条
  尼龙6相邻分子间的氢键结合相比尼龙66弱,因此它的熔点比尼龙66要低40℃左右,耐热性能相对较差。ABS树脂是丙烯腈、1,3-丁二烯、苯乙烯三种单体的接枝共聚物,分子式为(C8H8•C4H6•C3H3N)x,但实际上往往是含丁二烯的接枝共聚物与丙烯腈-苯乙烯共聚物的混合物,ABS塑料的成型温度为180-250℃,但是最高不超过240℃。

  国内很多厂家为降低成本,便于加工,掺杂部分尼龙6、ABS等原料生产隔热条,由于实际生产中尼龙66成型温度往往高于它们的分解温度,因此部分原料容易分解,造成隔热条总体性能下降,同时这些通用塑料耐老化性差的问题也是隔热条质量安全的一大隐患。

  (3)回收尼龙66
  回收PA66含有相当量的PVC、PP、PE等塑料杂质,且成分更复杂,助剂重复使用、毒性更大!经过长期使用,材料内部不相容的杂质会与尼龙界面结合脱离,杂质析出,内部结构破坏,性能明显降低。

  4. 结束语
  尼龙66隔热条的稳定化涉及产品最终质量和长期使用的安全性问题,特别是隔热条的光稳定性好坏,应该引起使用者的高度注意。建议用户在使用和甄别隔热条时选择质量有保障的玻纤增强尼龙66隔热条,同时不忘向提供者索要相关检测报告和长期质量保证承诺,做好使用过程中的质量跟踪。


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