塑鋼門窗的性能、特點

     1．    保溫節能性

      塑鋼型材多腔式結構，具有良好的隔熱性能，傳熱系數極低，僅為鋼襯的1/4.5，鋁材的1/8，其經濟效益和社會效益都是巨大的。

      2．    氣密性

      塑鋼門窗在安裝時所有縫隙處均裝有橡塑密封條和毛條，所以其氣密性遠遠高于鋁合金門窗。而塑鋼平開窗的氣密性又高于推拉窗的氣密性，一般情況下，平開窗的氣密性可達四級，推拉窗可達三級。

      3．    水密性

      因塑鋼型材具有獨特的多腔式結構，均有獨立的排水腔，無論是框還是扇的積水都能有效排出。塑鋼平開窗的水密性又遠高于推拉窗，一般情況下，平開窗的水密性可達到五級，推拉窗可達到三級至四級。

      4．    抗風壓性

      在獨立的塑鋼型腔內，可填加1.2—3mm厚的鋼襯，可根據當地的風壓值、建筑物的高度、洞口大小、窗型設計來選擇加強筋的厚度及型材系列，以保證建筑對門窗的要求。一般高層建筑可選擇大斷面推拉面推拉窗或內平開窗，抗風壓強度可達六度以上，低層建筑可選用外平開窗或小斷面推拉窗，抗風壓強度一般在三級。

      5．    隔音性

      塑鋼型材本身具有良好的隔音效果，如采用雙玻結構其隔音效果更理想，特別適用于鬧市區噪音干擾嚴重的場所，如醫院、學校、賓館、寫字樓等。

      6．    耐腐蝕性

      塑鋼異型材具有獨特的配方，具有良好的耐腐蝕性，因此塑鋼門窗的耐腐蝕性能主要取決于五金件的選擇，如選防腐五金件，不銹鋼材鋼，其使用壽命是鋼窗的10倍左右。

      7．    耐候性

      塑鋼異型材采用獨特的配方，提高了其耐寒性。塑鋼門窗可長期使用于溫差較大的環境中（-50℃～70℃），烈日暴曬、潮濕都不會使其出現變質、老化、脆化等現象，最早的塑鋼門窗已使用30年，其材質完好如初，按此推算，正常條件下塑鋼門窗使用壽命可達50年以上。

      8．    防火性

      塑鋼門窗不易燃、不助燃、能自熄，安全可靠，經遼寧省消防器材產品質量監督檢驗站檢測氧指數為42.3，符合GB8814—1988《門窗框用硬聚氯乙烯（U—PVC）型材》中規定的氧指數不低于38度的要求。

      9．    絕緣性

      塑鋼門窗物使用的塑鋼型材為優良的電絕緣材鋼，不導電，安全系數高。

      10．    成品尺寸精度高，不變形

       塑鋼型材格質均勻、表面光潔，無需進行表面特殊處理，易加工、易切割，焊接加工后成品長、寬及對角線公差均能控制在2mm以內；加工精度高，焊角強度可達3000N以上，同時焊接處經清角除去焊瘤，型材焊接處表面平整、美觀。

      11．    容易防護

      塑鋼門窗的優點有：①保溫節能：節約能源是全球性的問題，也是我國的一項重要的基本國策，因此目前我國大力推廣塑鋼門窗；②隔聲性好：目前城市噪聲巳受到廣大市民的強烈反感，采用塑鋼門窗可減緩城市噪聲污染；③密封性好：防塵、防水；④加工容易：可加工成各種形狀的門窗；⑤表觀好：潔白如玉，質感好。但塑鋼門窗也存在一些缺點，主要有：①耐熱性還有待提高：因為夏季最高溫度越來越高，加上太陽直射，在夏天的北京, 門窗表面最高溫度可達60℃以上，這已接近UPVC的軟化溫度，在外力作用下，易產生變形；②剛性有待提高：UPVC型材的彎曲彈性模量在2000MPa左右，這一剛性不能滿足日益苛刻的要求。剛性不足易產生變形，對塑鋼門窗的使用帶來很大的壞處，如：開關不便、密封性變壞、耐熱性變壞、外觀變壞等；③抗風壓性有待提高：抗風壓性實際上與型材的強度、剛性、壁厚等有關，強度高、剛性大、壁厚大，則抗風壓性提高(此外也與型材結構有關)。因此從材料本身來講，提高強度和剛性是全面提高塑鋼門窗抗風壓性能的有效途徑； ④硬度低，表面易劃傷，靜電高，易臟，易粘灰塵，不易清潔。 

       傳統塑鋼門窗使用的基本原料為：①PVC： 5型樹脂，K值68左右；②鈦白粉：金紅石型，如DuPontR960，德國Kranos 2220、杜邦公司的R902等；③抗沖改性劑：CPE、ACR等，可提高沖擊強度，但是可使拉伸強度、彎曲強度、剛性、耐熱性、硬度大大下降； ④穩定劑：鉛鹽（有機鉛、復合鉛等）、稀土穩定劑、有機錫穩定劑等；⑤填料：碳酸鈣(有輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣，重質碳酸鈣在1000目左右，輕質在325目左右).使用碳酸鈣可增加剛性，減少成型收縮率，降低成本，但降低沖擊強度。添加量多時，除沖擊強度大大下降外，也使拉伸強度、彎曲強度大大下降；⑥潤滑劑：內外潤滑體系（如高級脂肪酸及其酯等)。 
 

       目前使用的門窗異型材配方的根本缺點是剛性和韌性不能兼顧。要增加剛性， 就必須減少增韌劑的用量和加大碳酸鈣的用量，而這時沖擊強度要大大下降；與此相反，要增加沖擊強度，就要多加增韌劑，而這時強度、剛性、耐熱性、硬度就要大大下降。 
 

       采用納米無機粒子可對UPVC實現同時增韌增強。而要體現納米效應的關鍵是使納米無機粒子以納米狀態分散到高分子基體中，即：粒徑在100nm以下的無機納米粒子分散于塑料基體中。要使納米粒子在高分子基體中達到良好分散不是容易的事情，這正是材料研究者目前面臨的重大問題。由于納米粒子尺寸特別小，表面積非常大，表面能非常高，故很容易團聚，不易形成單個納米粒子分散體系。因此要使納米粒子以納米狀態分散在塑料基體中，必須使用特殊方法。常用的方法有：①Sol-gel法：采用溶膠-凝膠法制備納米無機粒子有機高分子復合材料，但局限性大，工藝復雜，成本高，不易推廣；②插層法：先將層狀無機土 （如蒙脫土）陽離子化，然后將單體分散于層狀無機土的層與層之間，引發聚合，使無機土的層與層之間達到納米級。中科院化學所在此方面進行了大量研究，并已取得一定的成果，如納米尼龍等；③熔融共混法：對納米粒子進行偶聯處理或活化處理，然后加入到高分子材料中，利用雙螺桿擠出機等高效混合分散設備進行混合。許多試驗表明，這一方法不易使納米無機粒子達到納米分散。 

       采用無機納米粒子存在下的原位聚合，合成含有納米粒子的具有核-殼結構的納米復合粒子是新近發展的方法，該方法所制備的納米剛性沖擊改性劑具有三層結構，即：納米核層-中間層-殼層，最外層的殼主要有MMA及其它丙烯酸酯類的聚合物或共聚物，與PVC。的相容性好，從而保證了納米粒子在PVC。中的納米分散；中間層為丙烯酸丁酯聚合物，并部分交聯形成彈性體，可大大提高PVC的韌性。將制備的納米剛性沖擊改性劑在PVC型材上進行使用，達到了同時增韌增強的效果，大幅度提高沖擊強度（特別是低溫沖擊強度）， 同時也提高了彎曲強度、模量、硬度和耐熱性，解決了強度、剛性和韌性不能兼顧的問題。具體實驗結果見表所示。

表 納米剛性沖擊改性劑對UPVC的增韌增強效果 

     由表可以看出，利用納米剛性沖擊改性劑可以大幅度地提高UPVC門窗異型材的性能，具有增強增韌的效果，這說明納米剛性沖擊改性劑能以納米狀態分散在PVC基體中， 從而體現納米效應。 
 

     采用傳統的彈性體（如CPR)增韌UPVC時，其增韌機理是銀紋-剪切帶機理，而無機納米粒子增韌機理是冷拉機理，納米粒子的存在使材料發生脆-韌轉變點提前。圖是兩者低溫沖擊斷面的SEM圖。 

     從圖可以看出，傳統CPE增韌的UPVC體系，其沖擊斷面的SEM呈現典型的韌性斷裂特征，說明達到了增韌效果。在納米剛性沖擊改性劑對UPVC改性后，其沖擊斷面出現超大變形的拉絲結構，并出現了網化效應，這種超大變形的網化結構吸收了大量能量，從而使其沖擊韌性大幅度提高，使其斷裂行為發展為超韌性斷裂，沖擊強度比CPE增韌體系大得多，增韌效果十分顯著。在提高沖擊韌性的同時，也使拉伸強度、彎曲強度、耐熱性、硬度、剛性得到很大的提高。

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