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技术丨聚酰胺隔热条的耐水性研究

铝加工2018-11-06 11:53:00


夏秀群,陈文泗,黄文樑,梁金鹏,刘在照

(广东兴发铝业有限公司,广东佛山,528137)


摘要:聚酰胺隔热条中的聚酰胺分子链具有强极性,亲水性能较好,易水解,水分子等极性小分子对聚酰胺隔热条的横向抗拉等力学性能影响较大。通过分别对聚酰胺隔热条进行烘干前、后的高温和室温横向抗拉对比试验,沸水和浸水后的室温横向抗拉对比试验,1-3次沸水试验后的室温横向抗拉对比试验,沸水后经烘干和不经烘干的室温横向抗拉对比试验,结合GB/T23615.1-2009《铝合建筑型材用辅助材料 第1部分 聚酰胺隔热条》分析研究聚酰胺隔热条的耐水性能。


关键词:聚酰胺隔热条;亲水性;耐水性;横向抗拉


Experimental study on water resistance of thermal barrier strip of polyamide


XIA Xiu-qun

(Guangdong Xingfa Aluminum Co.,Ltd foshan 528137)


Abstract: Polyamide chain polyamide insulation which has strong polarity, Good hydrophilicity, Easy hydrolysis, The water molecules and polar small molecular polyamide insulation on the transverse tensile mechanical properties influence. Through the test of high temperature and room temperature respectively transverse tensile ratio for drying polyamide insulation before, after,Transverse tensile test at room temperature than the boiling water or after flooding,1-3 transverse tensile test at room temperature than the boiling water after the test,Combined with the analysis of GB/T23615.1-2009, Accessorial material for architectural aluminum alloy profiles-Part 1:Thermal barrier strip of polyamide.water resistance of polyamide insulation。


Keywords: thermal barrier strip of polyamide,Hydrophilic,Water resistance, Transverse tensile


1.前言


隔热铝合金型材又叫断桥铝合金型材,是以低热导率的非金属材料连接铝合金型材制成的具有隔热、隔冷功能的复合型材,它除了具有作为建筑型材所具备的特性外,还具有卓越的保温性能和隔声性能。目前,隔热铝合金型材主要有穿条和注胶两种方式,穿条式隔热铝合金型材的市场占有率更大。


聚酰胺隔热条是穿条式隔热铝合金型材的核心构件,连接隔热型材中两侧铝型材,并达成铝型材中热量传递路径上的“断桥”,减少热量传递,构成节能材料。聚酰胺隔热条中的聚酰胺分子链具有强极性,亲水性能较好,易水解,水解反应式如下:


HO-[CO-(CH2)4-CO-HN-(CH2)6-NH]n-H+(2n-1)H2O= nHOOC-(CH2)4-COOH+nNH2-(CH2)6-NH2


水分子等极性小分子对聚酰胺隔热条的力学性能、尺寸稳定性等影响较大,因此,很有必要研究探讨聚酰胺隔热条的耐水性。


2.试验及数据


2.1 试验总则


通过分别对聚酰胺隔热条进行烘干前、后的高温和室温横向抗拉对比试验,沸水和浸水后的室温横向抗拉对比试验,1-3次沸水试验后的室温横向抗拉对比试验,沸水后经烘干和不经烘干的室温横向抗拉对比试验,并结合GB/T23615.1-2009《铝合建筑型材用辅助材料 第1部分 聚酰胺隔热条》分析探讨聚酰胺隔热条的耐水性能。


2.2 烘干前、后的高温和室温横向抗拉对比试验


2.2.1 试验方法


2.2.1.1选I14.8和I12型隔热条开展试验,对比试验应在同一条隔热条上切取40个试样,长度为 35mm±1 mm,将试样均分成4组,每组10个。


2.2.1.2 四组试样,分别按表1试验步骤进行试验:


表1


组别

组名

试验步骤

1

未烘室温

A 未经烘干,直接做室温横向抗拉试验

2

未烘高温

A 未经烘干,直接做高温横向抗拉试验

3

烘后室温

A1400C+20C普通干燥箱内烘干6小时,干燥器放置2小时后

B.进行室温横向抗拉试验

4

烘后高温

A1400C+20C普通干燥箱内烘干6小时,干燥器放置2小时后

B.进行高温横向抗拉试验


2.2.2 试验结果


隔热条烘干前、后的高温和室温横向抗拉对比试验结果见表2。


表2


隔热条编号

横向抗拉强度特征值,MPa

1

未烘室温

3

烘后室温

2

未烘高温

4

烘后高温

I12-1#

69.4

108.8

49.9

64.2

I12-2#

78.0

114.1

54.9

67.5

I12-3#

76.5

112.5

55.7

66.0

I12-4#

71.7

109.5

50.8

63.3

I14.8-1#

73.1

110.6

51.8

63.9

I14.8-2#

71.2

107.6

49.6

61.5

I14.8-3#

80.4

112.8

56.2

68.7

I14.8-4#

74.3

108.7

52.3

62.1


2.3 沸水和浸水后的室温横向抗拉对比试验


2.3.1 试验方法


2.3.1.1 选I14.8型、C型和空腔型隔热条开展试验,对比试验应在同一条隔热条上切取30个试样,长度为 35mm±1 mm,将试样均分成3组,每组10个。


2.3.1.2 三组试样,分别按表3试验步骤进行试验:


表3


组别

组名

试验步骤

1

烘后室温

A1400C+20C普通干燥箱内烘干6小时,干燥器放置2小时后

B.进行室温横向抗拉试验

2

沸水/烘后室温

A.按GB/T23615.1-2009进行沸水4小时试验后

B1400C+20C普通干燥箱内烘干6小时,干燥器放置2小时后

C.进行室温横向抗拉试验

3

浸水/烘后室温

A.按GB/T23615.1-2009进行浸水1000小时试验后

B1400C+20C普通干燥箱内烘干6小时,干燥器放置2小时后

C.进行室温横向抗拉试验


2.3.2 试验结果


I14.8型隔热条沸水和浸水后的室温横向抗拉对比试验结果见表4,C型隔热条沸水和浸水后的室温横向抗拉对比试验结果见表5,空腔型隔热条沸水和浸水后的室温横向抗拉对比试验结果见表6。


表4


序号

隔热条编号

室温横向抗拉强度特征值,MPa

1

烘后室温

2

沸水/烘后室温

3

浸水/烘后室温

1

4-B-I

79.3

76.1

74.8

2

8-A-I

78.4

75.9

75.0

3

4-D-I

91.6

89.4

86.3

4

5-B-I

87.4

88.9

85.1

5

8-D-I

73.0

70.9

72.3

6

10-A-I

78.3

78.4

77.2

7

5-C-I

71.2

70.6

72.0

8

4-E-I

98.7

95.4

95.9

9

3-A-I

91.8

92.6

90.9

10

8-B-I

95.0

93.4

92.9

11

7-A-I

81.1

79.5

80.4

12

4-B-I

82.1

77.5

80.4


表5


序号

隔热条编号

室温横向抗拉强度特征值,MPa

1

烘后室温

2

沸水/烘后室温

3

浸水/烘后室温

1

2-A-C

29.0

30.4

30.9

2

8-D-C

15.6

14.1

17.2

3

4-D-C

24.0

25.3

24.8

4

8-A-C

25.7

27.0

26.7

5

7-B-C

14.8

16.6

14.9

6

1-A-C

18.7

23.5

20.6

7

6-B-C

23.7

24.5

24.5

8

9-B-C

19.6

19.6

17.0


表6


序号

隔热条编号

室温横向抗拉强度特征值,MPa

1

烘后室温

2

沸水/烘后室温

3

浸水/烘后室温

1

2-A-O

57.8

61.3

61.1

2

1-B-O

27.0

26.3

26.0

3

6-B-O

28.3

28.5

25.1


2.4 1-3次沸水试验后的室温横向抗拉对比试验


2.4.1 试验方法


2.4.1.1 选I14.8型隔热条开展试验,对比试验应在同一条隔热条上切取40个试样,长度为 35mm±1 mm,将试样均分成4组,每组10个。


2.4.1.2 四组试样,分别按表7的试验步骤进行。


表7


组别

组名

试验步骤

1

烘后室温

A1400C+20C普通干燥箱内烘干6小时后,

B.按GB/T23615.1-2009进行做室温横向抗拉试验

2

1次沸水/烘后室温

A.进行4小时沸水试验,放置48小时

再重复A步骤一次

C1400C+20C普通干燥箱内烘干6小时,干燥器放置2小时后

D.进行室温横向抗拉试验

3

2次沸水/烘后室温

进行4小时沸水试验,放置48小时

B.再重复A步骤二次

C1400C+20C普通干燥箱内烘干6小时,干燥器放置2小时后

D.进行室温横向抗拉试验

4

3次沸水/烘后室温

A.进行4小时沸水试验,放置48小时

再重复A步骤三次

C1400C+20C普通干燥箱内烘干6小时,干燥器放置2小时后

进行室温横向抗拉试验


2.4.2 试验结果


1-3次沸水试验后的室温横向抗拉对比试验结果见表8。


表8


隔热条编号

室温横向抗拉强度特征值,MPa

1

烘后室温

2

1次沸水/烘后室温

3

2次沸水/烘后室温

4

3次沸水/烘后室温

I14.8-1#

98.0

93.1

91.4

94.0

I14.8-2#

99.6

92.9

91.8

92.8

I14.8-3#

93.8

91.7

94.8

92.9

I14.8-4#

95.9

93.6

92.3

94.7


2.5 沸水后经烘干和不经烘干的室温横向抗拉对比试验


2.5.1 试验方法


2.5.1.1 选I14.8型和I12型隔热条开展试验,对比试验应在同一条隔热条上切取20个试样,长度为 35mm±1 mm,将试样均分成2组,每组10个。


2.5.1.2 两组试样,分别按表9的试验步骤进行:


表9


组别

组名

试验步骤

1

沸水后经烘干室温横向抗拉

A.进行4小时沸水试验,放置48小时

B1400C+20C普通干燥箱内烘干6小时,干燥器放置2小时

C.进行室温横向抗拉试验

2

沸水后不经烘干的室温横向抗拉

A.进行4小时沸水试验,放置48小时

B.进行室温横向抗拉试验


2.5.2 试验结果


I14.8型和I12型隔热条沸水后经烘干和不经烘干的室温横向抗拉对比试验结果见表10。


表10


隔热条编号

横向抗拉强度特征值,MPa

1

未烘室温

2

烘后室温

3

沸水后经烘干室温横向抗拉

4

沸水后不经烘干的室温横向抗拉

I12-1#

69.4

108.8

103.3

57.5

I12-2#

78.0

114.1

108.9

62.1

I12-3#

76.5

112.5

102.9

60.1

I12-4#

71.7

109.5

104.3

59.7

I14.8-1#

73.1

110.6

105.7

61.3

I14.8-2#

71.2

107.6

101.9

59.8

I14.8-3#

80.4

112.8

99.1

58.6

I14.8-4#

74.3

108.7

102.7

61.0


3 分析与结论


3.1 烘干前、后的高温和室温横向抗拉对比试验结果(表2)表明:隔热条未经烘干处理的室温、高温横向抗拉特征值均同比经过烘干处理的要低,说明了胶条吸收水分后室温和高温横向抗拉性能均降低。


3.2 沸水和浸水后的室温横向抗拉对比试验结果(表4)表明:对于I型隔热条的沸水和浸水耐水性试验进行的室温的横向抗拉结果与直接做室温横向抗拉结果相比略低,但降低幅度并不明显,GB/T23615.1-2009《铝合金建筑型材用辅助材料 第1部分 聚酰胺隔热条》规定“隔热条室温横向抗特征值≥70MPa,耐水性室温横向抗拉特征值≥35MPa。”相比之下, GB/T23615.1-2009的耐水性标准定得太低了。


3.3 沸水和浸水后的室温横向抗拉对比试验结果(表5和表6)表明:对于C型和空腔型等异型隔热条的沸水和浸水耐水性试验进行的室温横向抗拉结果与直接做室温横向抗拉结果差不多,GB/T23615.1-2009《铝合金建筑型材用辅助材料 第1部分 聚酰胺隔热条》规定“隔热条室温横向抗特征值≥70MPa,耐水性室温横向抗拉特征值≥35MPa。”相比之下,显得GB/T23615.1-2009的室温横向抗特征值以及耐水性标准定得太高,大部分的C型和空腔型隔热条都难以达标。


3.4 I14.8型和I12型隔热条沸水后经烘干和不经烘干的室温横向抗拉对比试验结果(表10)表明:隔热条在自然状态下吸水后不经烘干的室温横向抗拉性能降低,若再经过4小时沸水试验后不经烘干的室温横向抗拉性能将再次降低,经过沸水试验的隔热条即使经过烘干,其室温横向抗拉性能还是难以升回至不做沸水试验的水平。


但从1-3次沸水试验后的室温横向抗拉对比试验结果(表8)看来,经过1次、2次和3次沸水试验后,并经烘干的室温横向抗拉强度特征值结果差不多,说明隔热条的吸水率及其对隔热条的力学性能的影响会逐渐趋向稳定的,当隔热条含水量达到饱和后并不会随着时间延长而加强对力学性能的影响。


参考文献


[1] GB/T23615.1-2009《铝合建筑型材用辅助材料 第1部分 聚酰胺隔热条》


[2] 李荣福,胡兴洲.聚酰胺热氧化降解机理[J].高分子学报.2000,4:136-141.


本文来源:铝加工


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