新型節(jié)能彩鋼窗型材改性與性能的研究.pdf

1、門窗是建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，起著采光、通風(fēng)與外界環(huán)境交流等諸多作用。窗的傳熱系數(shù)一般在（2.0～6.5）W/(m2*K)，且大部分太陽光可透過窗戶進(jìn)入室內(nèi)，與圍護(hù)結(jié)構(gòu)的其他部分——墻體、屋面和地面相比，窗的保溫隔熱性能極差，其能耗占圍護(hù)結(jié)構(gòu)的40％～50%，因此，提高門窗保溫隔熱性能成為建筑節(jié)能的重要工作。節(jié)能彩鋼窗是近年研發(fā)的高性能復(fù)合門窗，具有優(yōu)良的保溫隔熱性能和耐久性能；但其型材為塑料隔熱材料和金屬材料的復(fù)合材料，不同材料之

2、間膨脹系數(shù)的差異容易引起復(fù)合型材失效，導(dǎo)致安全隱患。改善節(jié)能彩鋼窗復(fù)合型材的物理力學(xué)性能成為節(jié)能彩鋼窗發(fā)展的關(guān)鍵問題。
　　新型節(jié)能彩鋼窗型材結(jié)構(gòu)采用了鋼-塑-鋼的復(fù)合結(jié)構(gòu)形式，金屬材料與非金屬材料之間主要通過結(jié)構(gòu)膠粘結(jié)的方式實(shí)現(xiàn)完好的整體性。如何提高金屬材料與非金屬材料之間粘接性能，實(shí)現(xiàn)其整體性是本課題的難點(diǎn)。
　　針對(duì)以上問題，本文主要對(duì)聚氨酯結(jié)構(gòu)膠的發(fā)泡凝膠原理、膠體的粘接原理、復(fù)合型材的力學(xué)性能和耐候性能進(jìn)行了較系統(tǒng)

3、的研究和微觀結(jié)構(gòu)表征，得到如下試驗(yàn)研究結(jié)果：
　　①聚氨酯在物化反應(yīng)過程中水分的含量對(duì)聚氨酯彈性體的粘接性能有顯著影響，水膠比為1：25時(shí)，表現(xiàn)出優(yōu)異的粘接性能。試件粘結(jié)面的SEM觀察發(fā)現(xiàn)，聚氨酯彈性體在型材粘結(jié)界面之間呈單層泡沫結(jié)構(gòu)排列，主要受力單元呈“三棱柱狀”，這種結(jié)構(gòu)單元的數(shù)量、自身強(qiáng)度與分布情況決定了聚氨酯的粘接性能。
　　②增加配制聚氨酯膠體的攪拌速率可提高試件的拉剪性能。這是因?yàn)檩^高的攪拌速率可使水分在液態(tài)膠體

4、中分布以及因水分形成的氣泡尺寸更合理，從而提高試件的粘結(jié)性能。
　?、墼陴B(yǎng)護(hù)溫度和測(cè)試溫度為25℃時(shí)，采用聚氨酯粘結(jié)的試件表現(xiàn)出最佳抗拉剪性能；在測(cè)試溫度為80℃時(shí)，試件拉剪強(qiáng)力有明顯下降趨勢(shì)，說明薄層聚氨酯膠在高溫持續(xù)荷載情況下抗拉剪性能會(huì)下降。
　　④對(duì)彩鋼型材金屬材料粘結(jié)表面進(jìn)行酸腐蝕處理可明顯改善試件的抗拉剪性能；試件的膠層厚度隨著養(yǎng)護(hù)過程中施加壓力的增大，膠層厚度變小，對(duì)應(yīng)抗拉剪性能升高，當(dāng)其厚度達(dá)到0.28mm時(shí)