CN106084628A - 一种中空玻璃刚性暖边间隔条及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种中空玻璃刚性暖边间隔条，其主要原料包括聚酮POK、填充增强剂、其它助剂等；其中聚酮POK占总重量的重量百分比的40‑90％，填充增强剂占总重量的重量百分比的10‑60％，其它助剂占总重量的重量百分比的0.1％‑1.5％。本发明的主要特性在于：本发明生产的中空玻璃刚性暖边间隔条与不锈钢和塑料复合间隔条相比有更低的导热系数且生产更容易更便捷、更低的原料成本和更低的生产成本；本发明生产的中空玻璃刚性暖边间隔条与玻纤增强复合材料贴复合膜间隔条相比，有更优秀的水密性和气密性，更容易冷弯更容易装配。本发明的生产方法科学合理、简单易行、利于实施。本发明的中空玻璃刚性暖边间隔条的导热因子可达到0.0003‑0.0006W/K。

Description

一种中空玻璃刚性暖边间隔条及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种建筑节能材料，具体涉及一种中空玻璃刚性暖边间隔条及其制备方法。

背景技术

目前在中国大力推进节能减排的大形势下，建筑节能是重中之重。建筑能耗是全社会总能耗的30％以上。而门窗节能又是建筑节能的重中之重，建筑能耗有一半是通过门窗损失的。在门窗节能上有一点是不容忽视的，那就是中空玻璃间隔条，中空玻璃边部通过间隔条进行热传导，使热量损失造成全社会能源的浪费。目前中国市场上有冷边间隔条和暖边间隔条，冷边间隔条以铝条为代表，其导热系数大约160W/MK，热量损失很大且会使中空玻璃室内侧结露并产生细菌。暖边间隔条有不锈钢间隔条，不锈钢和塑料复合间隔条，玻纤增强复合材料贴复合膜间隔条等。由于暖边间隔条的导热系数低，例如：不锈钢导热系数大约15W/MK，聚丙烯导热系数大约0.19W/MK，聚氯乙烯导热系数大约0.17W/MK，中空玻璃边部通过暖边间隔条进行热传导就会大大减少，热量损失大大减少。

中国建筑玻璃和工业玻璃协会于2016年2月1日发布了中国建筑玻璃和工业玻璃协会标准《暖边间隔条》HBZ/T 003-2016,已经于2016年4月1日在全国实施。根据中国建筑玻璃和工业玻璃协会标准《暖边间隔条》HBZ/T 003-2016,用导热因子来评价热量传递性能参数，由间隔条材料的厚度与导热系数的积d.λ的加权值表示。

暖边间隔条需要具备以下性能特点：

1.导热因子不大于0.007W/K的间隔条才是暖边间隔条。导热因子由间隔条材料的厚度与导热系数的积d.λ的加权值表示。由于暖边间隔条需要承受中空玻璃的重量和风载荷，暖边间隔条需要具备一定的强度，对材料的厚度是有一定要求的，那么就要设法降低暖边间隔条材料的导热系数。

2.中空玻璃腔中需要充惰性气体，例如氩气来获得中空玻璃低热传导，在中空玻璃全部使用寿命周期内，惰性气体都不能泄漏。同时中空玻璃外部的水汽也不能通过暖边间隔条框进入中空玻璃腔，以避免中空玻璃失效。这就要求暖边间隔条具有很好的阻隔气体和水汽的性能。

在暖边间隔条的生产过程中，存在以下问题：

1)如果用不锈钢制成暖边间隔条，由于不锈钢材料自身的致密性，可以阻隔气体和水汽渗入中空玻璃腔。但是由于不锈钢导热系数偏高，而且不锈钢承受的载荷强度致使不锈钢的厚度不能太薄，所以不锈钢制暖边间隔条的导热因子是最接近极限值的，也是热量损失比较多的。同时由于不锈钢自身机械性能特点，在连续折弯时在拐角处时常出现折断、破损和皱褶等问题。如果把不锈钢间隔条锯断使用塑料插角连接，则会在连接处出现漏气漏水现象。

2)如果用不锈钢和塑料复合间隔条，可以用全自动或半自动折弯机在常温下连续折弯，并且在拐角处不会出现漏气漏水现象。由于不锈钢材料自身的致密性，当然可以阻隔气体外泄和水汽渗入中空玻璃腔。但是由于不锈钢导热系数偏高，对于一定厚度的不锈钢片导热因子也是较高的，当然通过这部分不锈钢片损失的热量也是相对比较多的。同时不锈钢和塑料复合间隔条的生产工艺和设备都比较复杂，成本较高。

3)如果用玻纤增强复合材料贴复合膜间隔条，由于复合膜自身的阻隔气体和水汽的性能，当然可以阻隔中空玻璃腔内气体外泄和外部水汽渗入中空玻璃腔。但是玻纤增强复合材料在常温下的延伸率较低，韧性差，不能使用全自动或半自动折弯机在常温下连续折弯。要么使用带加热装置的全自动或半自动折弯机加热后再折弯，要么把暖边间隔条锯断后使用塑料插角连接。这两种方式制作的暖边间隔条框在拐角处都会出现漏气漏水现象。因为暖边间隔条折弯前在拐角处加热，会使玻纤增强复合材料受热变形，导致暖边间隔条拐角处尺寸超差，同时加热暖边间隔条也会降低生产效率。如果把暖边间隔条锯断后使用塑料插角连接，则会在连接处出现漏气漏水现象。同时玻纤增强复合材料贴复合膜间隔条的生产工艺和设备都比较复杂，成本较高。

聚酮是刚刚面世的一种新型高分子结晶材料，具有高阻隔性、高自润滑性，高刚性及高抗冲性能，高热变形温度，成型周期短，优异的高弹性并且具有聚丙烯PP所具有的百折胶的特性。但如何将聚酮用作玻璃暖边间隔条，充分利用聚酮的特性，从而使刚性暖边间隔条具有优异的水密性和气密性、低导热系数、高刚性和优异的高弹性、并且具有冷弯特性，目前还没有相关的文献说明。

发明内容

本发明的目的是提供一种中空玻璃刚性暖边间隔条，以解决传统中空玻璃暖边间隔条导热系数高、不易生产、其它类型暖边间隔条不加热无法折弯和装配中损耗过大的问题。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种中空玻璃刚性暖边间隔条，该间隔条为聚酮POK、填充增强剂和其他助剂制成，各组分的配方以重量百分比计为：聚酮POK 40-90％，填充增强剂10-60％，其它助剂0.1-1.5％。

进一步地，上述聚酮POK为聚酮与PA6中的一种或两种，聚酮POK为两种组分时，PA6占间隔条各组分总重量百分比5-20％；填充增强剂为玻璃纤维与滑石粉中的一种或两种，填充增强剂为两种组分时，滑石粉占间隔条各组分总重量的重量百分比5-25％，；其它助剂为抗氧剂、润滑剂、紫外吸收剂、光稳定剂中的一种或几种。

进一步地，上述玻璃纤维为碳纤维或加工硅酸盐矿物纤维；滑石粉为玻璃微珠、碳酸钙、云母粉、硅灰石中的一种或几种。

进一步地，上述玻璃纤维为长玻璃纤维或短玻璃纤维或连续玻璃纤维。

进一步地，上述聚酮POK为两种组分时，PA6占间隔条各组分总重量优选为10-15％；所述填充增强剂为两种组分时，滑石粉占间隔条各组分总重量的重量百分比优选为10-15％；

进一步地，上述中空玻璃刚性暖边间隔条的制备方法为：将聚酮POK、填充增强剂和其他助剂在高速混合机中共混，再用双螺杆挤出机造粒，最后挤出成型。

进一步地，上述中空玻璃刚性暖边间隔条的制备方法为：将聚酮POK、填充增强剂和其他助剂在高速混合机共混后，用成型机直接挤出成型。

进一步地，上述中空玻璃刚性暖边间隔条在挤出成型时或挤出成型后加入金属或非金属增强件。

本发明可以带来以下有益效果：

1)刚性暖边间隔条本身具有超强的阻隔气体和水汽的能力，可以阻隔中空玻璃腔内气体外泄和外部水汽渗入中空玻璃腔，而不需要在暖边间隔条两侧和底边加上金属或非金属防扩散层。

2)由于刚性暖边间隔条自身优异的机械性能，刚性暖边间隔条可以用全自动或半自动折弯机在常温下连续折弯，大大提高了生产效率，并且在折弯拐角处不破损，不开裂，无皱褶等，不会出现漏气漏水现象。

3)刚性暖边间隔条的导热系数为0.2W/mK到0.3W/mK，中空玻璃边部通过刚性暖边间隔条进行热传导就会大大减少，导热因子可达到0.0003到0.0006W/K，有利于中空玻璃保持良好的保温隔热性能。

4)当暖边间隔条腔内分子筛遇到中空玻璃内的微量水汽时，会在暖边间隔条腔内形成弱酸碱环境。此刚性暖边间隔条具有优异的耐化学性，可以保持暖边间隔条超长的使用寿命。

5)由于我国地域辽阔，气侯变化范围较广。本发明中的暖边间隔条能够在较广的气候变化范围内具有优异的抗冲击性能，可以承受不同气候变化范围内的风载荷和玻璃重量。

6)无论是可以连续冷弯的不锈钢和塑料复合间隔条，还是不能冷弯的玻纤增强复合材料贴复合膜间隔条，它们共同的特点是使用金属或非金属复合膜作为防扩散层，使得生产工艺和设备都很复杂。并且前者损失热量，后者降低生产效率和存在漏水漏气风险。本发明中的刚性暖边间隔条由于自身超强阻隔气体和水汽的能力,不需要在刚性暖边间隔条两侧和底边加上金属或非金属防扩散层,使得生产工艺和设备都没有那么复杂，且既不会损失太多热量，也不会损失生产效率，更没有漏水漏气风险。

附图说明

图1为本发明中空玻璃刚性暖边间隔条的截面A-1；

图2为本发明中空玻璃刚性暖边间隔条的截面A-2；

图3为本发明中空玻璃刚性暖边间隔条的截面A-3；

图4为本发明中空玻璃刚性暖边间隔条的截面B-1；

图5为本发明中空玻璃刚性暖边间隔条的截面B-2；

图6为本发明中空玻璃刚性暖边间隔条的截面B-3；

图7为本发明中空玻璃刚性暖边间隔条的截面C-1；

图8为本发明中空玻璃刚性暖边间隔条的截面C-2；

图9为本发明中空玻璃刚性暖边间隔条的截面C-3；

图10为本发明中空玻璃刚性暖边间隔条的截面D-1；

图11为本发明中空玻璃刚性暖边间隔条的截面D-2；

图12为本发明中空玻璃刚性暖边间隔条的截面D-3；

图13为本发明中空玻璃刚性暖边间隔条的截面E-1；

图14为本发明中空玻璃刚性暖边间隔条的截面E-2；

图15为本发明中空玻璃刚性暖边间隔条的截面E-3。

具体实施方式：

下面结合本发明改性聚酮配方中优选实例进行阐述，以使本发明的特征与优点能更易于本领域技术人员所理解，从而对本发明的保护范围做出更为明确的界定。

本发明为一种中空玻璃刚性暖边间隔条，该间隔条主要原料为聚酮POK、填充增强剂和其他助剂制成，各组分的配方以重量百分比计为：聚酮POK 40-90％，填充增强剂10-60％，其它助剂0.1-1.5％。

进一步地，上述聚酮POK为聚酮与PA6中的一种或两种，PA6占总重量的重量百分比5-20％，优选为10-15％；填充增强剂为玻璃纤维与滑石粉中的一种或两种，滑石粉占总重量的重量百分比为5-25％，优选为10-15％；其它助剂为抗氧剂、润滑剂、紫外吸收剂、光稳定剂中的一种或几种。

进一步地，上述玻璃纤维为碳纤维或加工硅酸盐矿物纤维；滑石粉为玻璃微珠、碳酸钙、云母粉、硅灰石中的一种或几种。

进一步地，上述玻璃纤维为长玻璃纤维或短玻璃纤维或连续玻璃纤维。

进一步地，上述中空玻璃刚性暖边间隔条的制备方法为：将聚酮POK、填充增强剂和其他助剂在高速混合机中共混，再用双螺杆挤出机造粒，最后挤出成型。

进一步地，上述中空玻璃刚性暖边间隔条的制备方法为：将聚酮POK、填充增强剂和其他助剂在高速混合机共混后，用成型机直接挤出成型。

进一步地，上述中空玻璃刚性暖边间隔条在挤出成型时或挤出成型后加入金属或非金属增强件。

下面通过具体实施例1对本发明进行具体说明，中空玻璃刚性暖边间隔条的原料包括聚酮、玻璃纤维、滑石粉、改性助剂。各组分重量百分比为聚酮POK占43.9％，PA6占15％，玻璃纤维占20％，滑石粉占10％，抗氧剂占0.3％，紫外吸收剂占0.5％，润滑剂占0.3％。

将各组分按具体实施例1中的比例进行混合，用双螺杆挤出机挤出造粒，将造好粒子在注塑机中注塑样品试条。

进一步说明，以上的注塑样品试条在室内放置24小时，样品室内温度保持23℃，相对湿度保持50％。

检测项目	检测标准	单位	实测数据
				拉伸强度	GB/T1040	MPa	89
断裂伸长率	GB/T1040	％	18.5
				弯曲强度	GB/T9341	MPa	110
弯曲模量	GB/T9341	GPa	6.1
				Izod缺口冲击	GB/T1843	KJ/m2	12
-30℃缺口冲击	GB/T1843	KJ/m2	5.5
				导热系数	GB/T10294	W/mk	0.26

将造粒的粒料放入长径比小于为1比38的单螺杆挤出机挤出，挤出温度为220-240度；然后根据暖边间隔条宽度大小按照一模多出生产刚性暖边间隔条；暖边间隔条从模具挤出后，经过定型模抽真空定型冷却成型；在线打孔机在刚性暖边间隔条可视面上打孔，经过伺服牵引机牵引，并在线跟踪定长切断。

图1-15为本发明中空玻璃刚性暖边间隔条的截面图，其中图1-3的截面A-1、截面A-2、截面A-3中，1为暖边条，2为透气孔。图4-6截面B-1、截面B-2、截面B-3中，1为暖边条，2为增强件，3为透气孔。图7-9截面C-1、截面C-2、截面C-3中，1为暖边条，2为透气孔。图10-12截面D-1、截面D-2、截面D-3中，1为暖边条，2为透气孔。图13-15截面E-1、截面E-2、截面E-3中，1为暖边条，2为增强件，3为透气孔。

Claims (8)

1.一种中空玻璃刚性暖边间隔条，其特征在于，所述间隔条为聚酮POK、填充增强剂和其他助剂制成，各组分的配方以重量百分比计为：聚酮POK 40-90％，填充增强剂10-60％，其它助剂0.1-1.5％。

2.按照权利要求1所述的中空玻璃刚性暖边间隔条，其特征在于，所述聚酮POK为聚酮与PA6中的一种或两种，聚酮POK为两种组分时，PA6占间隔条各组分总重量百分比5-20％；填充增强剂为玻璃纤维与滑石粉中的一种或两种，填充增强剂为两种组分时，滑石粉占间隔条各组分总重量的重量百分比5-25％；其它助剂为抗氧剂、润滑剂、紫外吸收剂、光稳定剂中的一种或几种。

3.如权利要求2所述的中空玻璃刚性暖边间隔条，其特征在于，所述玻璃纤维为碳纤维或加工硅酸盐矿物纤维；滑石粉为玻璃微珠、碳酸钙、云母粉、硅灰石中的一种或几种。

4.如权利要求2所述的中空玻璃刚性暖边间隔条，其特征在于，所述玻璃纤维为长玻璃纤维或短玻璃纤维或连续玻璃纤维。

5.如权利要求2所述的中空玻璃刚性暖边间隔条，其特征在于，所述聚酮POK为两种组分时，PA6占间隔条各组分总重量优选为10-15％；所述填充增强剂为两种组分时，滑石粉占间隔条各组分总重量的重量百分比优选为10-15％。

6.一种中空玻璃刚性暖边间隔条的制备方法，其特征在于，将聚酮POK、填充增强剂和其他助剂在高速混合机中共混，再用双螺杆挤出机造粒，最后挤出成型。

7.一种中空玻璃刚性暖边间隔条的制备方法，其特征在于，将聚酮POK、填充增强剂和其他助剂在高速混合机共混后，用成型机直接挤出成型。

8.如权利要求6或7所述的中空玻璃刚性暖边间隔条的制备方法，其特征在于，所述中空玻璃刚性暖边间隔条在挤出成型时或挤出成型后加入金属或非金属增强件。