一種基于無機隔熱條的斷橋結(jié)構(gòu)鋁合金型材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及鋁合金型材技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于無機隔熱條的斷橋結(jié)構(gòu)鋁合金型材。
【背景技術(shù)】
[0002]我國鋁合金門窗和幕墻生產(chǎn)、消費大國，各年竣工的鋁合金門窗和幕墻數(shù)量大，其主要構(gòu)成鋁合金型材的用量也很大。由于鋁合金導熱系數(shù)大，節(jié)能效果差，能源浪費嚴重，不符合隔熱隔音、輕質(zhì)的要求。隨著科技與工程技術(shù)的發(fā)展，斷橋鋁門窗具有重量輕、強度高、剛性好、耐腐無毒、防火性能優(yōu)異、采光面積大、裝飾效果好、使用壽命長等特點，廣泛為社會所接受。但其缺點還是導熱系數(shù)比較大，保溫隔熱條性能差。在斷橋鋁門窗的鋁合金型材的第一鋁型材、第二鋁型材之間設(shè)置隔熱條得到斷橋結(jié)構(gòu)鋁合金隔熱型材彌補了斷橋鋁的固有缺點，新型斷橋隔熱條斷橋鋁門窗逐漸被人們認可。斷橋結(jié)構(gòu)鋁合金隔熱型材中的第一鋁型材、第二鋁型材在斷橋鋁門窗中為主要受力點，兩個鋁型材之間的隔熱條起連接作用，使用環(huán)境決定了隔熱條需具備一定的力學性能及穩(wěn)定性，與兩側(cè)的鋁型材都要有適當?shù)倪B接力;并且隔熱條還需具有優(yōu)異的隔熱隔音效果;現(xiàn)有隔熱條為有機材料。
[0003]現(xiàn)有斷橋結(jié)構(gòu)鋁合金隔熱型材中，隔熱條一般為兩條或者兩條以上，很少有單條的報道。雖然兩條或者多條隔熱條結(jié)構(gòu)鋁合金制作成本高，且制造工序繁雜，單條隔熱條型材結(jié)構(gòu)簡單，但是單條隔熱條的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性難以解決，限制了其應用。有文獻提到了單條隔熱條結(jié)構(gòu)的斷橋鋁合金型材，但是其采用的隔熱條厚度大，超過了一般采用的兩條隔熱條的厚度之和；同時為了減輕質(zhì)量，在單條隔熱條上設(shè)置了大的空腔;所以其實質(zhì)還是兩條隔熱條，只是兩條隔熱條之間有幾個連接點而已，并且如此處理增加了制備復雜度，增加了產(chǎn)品的缺陷點。所以需要開發(fā)出真正的適合鋁合金門窗的單條斷橋結(jié)構(gòu)鋁合金隔熱型材。
[0004]另外，作為日常生活材料，斷橋結(jié)構(gòu)鋁合金隔熱型材必須具備防火性能，其中的隔熱條起著決定作用，現(xiàn)有技術(shù)的有機隔熱條無法避免不防火這一缺陷；老化是有機材料不可避免的過程，光線刺激、氣候的變化、溫度的變化、濕度的變化都會促進有機材料的老化，進而導致材料整體性能的下降，大大降低了隔熱、隔音效果以及力學性能。斷橋結(jié)構(gòu)鋁合金隔熱型材是多種材料的復合結(jié)構(gòu)體，特別受到熱脹冷縮這一自然現(xiàn)象的影響，各材料間不匹配的熱膨脹系數(shù)導致各結(jié)構(gòu)間的微觀異質(zhì)性越來越強、宏觀間隙越來越大，尤其是作為隔熱條材料的有機材料，熱膨脹系數(shù)遠高于金屬材料，這種不匹配加速了隔熱條的老化。
[0005]無機材料具有天生的隔熱、耐火、防老化、力學性能優(yōu)異的特點，但是現(xiàn)有技術(shù)無法將其應用于斷橋鋁合金隔熱條，主要存在與兩邊鋁型材無法有效連接的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型的目的是提供一種基于無機隔熱條的斷橋結(jié)構(gòu)鋁合金型材，其結(jié)合金屬加工與高分子復合材料技術(shù)，設(shè)計獨特，結(jié)構(gòu)簡單，制備方便，具有良好的隔熱隔音性能、力學性能、阻燃性能。
[0007]為達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于無機隔熱條的斷橋結(jié)構(gòu)鋁合金型材，由第一鋁型材、第二鋁型材與長方體型碳化硅隔熱條構(gòu)成;所述長方體型碳化硅隔熱條設(shè)置在第一鋁型材與第二鋁型材之間；所述長方體型碳化硅隔熱條上表面沿著長方體型碳化硅隔熱條長度方向設(shè)有碳層與微膨脹涂層;所述微膨脹涂層與碳層位于同一平面，且微膨脹涂層位于碳層兩側(cè);所述碳層的寬度為長方體型碳化硅隔熱條寬度的65?70%;所述長方體型碳化硅隔熱條下表面沿著長方體型碳化硅隔熱條長度方向設(shè)有碳層與微膨脹涂層;所述微膨脹涂層與碳層位于同一平面，且微膨脹涂層位于碳層兩側(cè);所述碳層的寬度為長方體型碳化硅隔熱條寬度的65?70%;所述長方體型碳化硅隔熱條連接鋁材的兩個面設(shè)有凹槽;所述凹槽由插入段與阻隔段組成;所述插入段為規(guī)則圓形盲孔結(jié)構(gòu);所述阻隔段為不規(guī)則盲孔結(jié)構(gòu)；所述不規(guī)則盲孔結(jié)構(gòu)由大長方體形結(jié)構(gòu)與小長方體形結(jié)構(gòu)組成;所述小長方體形結(jié)構(gòu)位于大長方體形結(jié)構(gòu)外側(cè);所述圓形盲孔結(jié)構(gòu)與不規(guī)則盲孔結(jié)構(gòu)連通;所述第一鋁型材內(nèi)側(cè)設(shè)有不規(guī)則凸起與正方形凸起;所述正方形凸起上設(shè)有隔熱條卡槽;所述第二鋁型材內(nèi)側(cè)設(shè)有長方形凸起;所述長方形凸起上設(shè)有隔熱條卡槽;所述長方體型碳化硅隔熱條設(shè)置在第一鋁型材的隔熱條卡槽與第二鋁型材的隔熱條卡槽內(nèi)；所述隔熱條卡槽為方形結(jié)構(gòu)，由兩側(cè)邊與底部組成;所述隔熱條卡槽底部設(shè)有插件;所述插件由連接桿與設(shè)于連接桿一端的圓片組成;所述連接桿另一端位于隔熱條卡槽底部。
[0008]本實用新型中，隔熱條起到有效地隔熱、隔音功能，為長方體型結(jié)構(gòu)，其大小根據(jù)鋁合金型材選擇，一般厚度為10?12毫米。設(shè)置單條隔熱條可以保證鋁合金隔熱型材的力學性能的同時，降低了生產(chǎn)難度，減少了生產(chǎn)缺陷，保證了生產(chǎn)品質(zhì)，還降低了產(chǎn)品的質(zhì)量。碳化硅材料不僅力學強度好，而且加工性好。本實用新型中，根據(jù)使用時候的狀態(tài)，斷橋結(jié)構(gòu)鋁合金型材水平放置，長方體型碳化硅隔熱條朝上的面為上表面、朝下的面為下表面，兩端的面為限位面，與鋁材連接的面稱為連接面;上表面顯出長方體型碳化硅隔熱條的長和寬，長方體型碳化硅隔熱條的厚度則為高。
[0009]上述長方體型碳化硅隔熱條的上下表面沿著長方體型碳化硅隔熱條長度方向設(shè)有碳層與微膨脹涂層，即碳層與微膨脹涂層的長度與長方體型碳化硅隔熱條長度一致，碳層的寬度為長方體型碳化硅隔熱條寬度的65?70%，微膨脹涂層位于碳層兩側(cè)，微膨脹涂層與碳層位于同一平面，即微膨脹涂層位于隔熱條卡槽與長方體型碳化硅隔熱條的結(jié)合部，碳層可以有效增加碳化硅隔熱條的強度，同時形成光滑表面，其可以由芳烴化合物碳化得到。實際制作時，先制備帶有凹槽的長方體型碳化硅隔熱條或者不帶凹槽的長方體型碳化硅隔熱條，然后在上下表面涂覆有機化合物，碳化成碳層，在碳層兩側(cè)涂覆或者噴涂帶有微膨脹微球的有機化合物層形成微膨脹涂層。微膨脹微球在60?80°C下可發(fā)生不可逆膨脹，阿克蘇諾貝爾公司可以出售該產(chǎn)品。
[0010]長方體型碳化硅隔熱條連接鋁材的面設(shè)有凹槽，長方體型碳化硅隔熱條與鋁材連接的面由兩個，分別連接第一鋁型材第二鋁型材，因此兩個面都設(shè)有凹槽；凹槽為整體結(jié)構(gòu)，圓形盲孔結(jié)構(gòu)與不規(guī)則盲孔結(jié)構(gòu)連通，用以插入鋁材設(shè)有的插件同時通過位移對插件形成阻隔，從而有效連接兩個鋁材與長方體型碳化硅隔熱條;規(guī)則圓形盲孔結(jié)構(gòu)其實就是圓柱形結(jié)構(gòu)，截面積大小與鋁材插件最大截面積一致，高度也與鋁材的插件長度一致，可以接受鋁材上的插件插入;組成不規(guī)則盲孔結(jié)構(gòu)的大長方體形結(jié)構(gòu)與小長方體形結(jié)構(gòu)中，大長方體形結(jié)構(gòu)寬度則為插件頂端圓片的直徑、高度為圓片厚度，小長方體形結(jié)構(gòu)寬度與插件的連接桿直徑等同，高度與連接桿長度等同，不規(guī)則盲孔結(jié)構(gòu)的長度即兩個長方體型結(jié)構(gòu)的長度，也就是插件位移的距離沒有特別限制，可以根據(jù)實際應用確定，最好大于圓片半徑;如此設(shè)計，插件先完全恰好的插入規(guī)則圓形盲孔中，然后沿著不規(guī)則盲孔位移，不規(guī)則盲孔內(nèi)大外小，正好與插件配合，從而擋住插件不脫落，可以固定住長方體型碳化硅隔熱條與第一第二鋁型材;特別是當鋁材安裝時，鋁材兩端被墻體或者其他基材阻隔形成限位，長方體型碳化硅隔熱條不會再動，由此第一鋁型材、長方體型碳化硅隔熱條、第二鋁型材穩(wěn)定連接;所述小長方體形結(jié)構(gòu)位于大長方體形結(jié)構(gòu)外側(cè)，是相對于長方體型碳化硅隔熱條來說，大長方體形位于內(nèi)部，小長方體形接近于長方體型碳化硅隔熱條與鋁材的連接面。凹槽中，高度、截面積等名詞為數(shù)學圖形中圓柱形、長方體的常規(guī)狀態(tài)，比如圓柱形的高度為圓柱體上下底面之間的距離。
[0011]在斷橋結(jié)構(gòu)的鋁材中，第一鋁型材與第二鋁型材內(nèi)側(cè)一般會設(shè)有凸起，其實就是一面為鋁材主體板的空腔結(jié)構(gòu)，相對于鋁材主體板為凸起狀態(tài);其中所謂方形凸起是指該凸起的橫截面為方形。本實用新型中，不規(guī)則凸起的橫截面由長線段、四分之一圓弧、短線段以及三分之一圓弧依次連接組成，即四部分首尾相連形成閉環(huán)結(jié)構(gòu)；該結(jié)構(gòu)可以有效吸收外界對鋁材的沖擊，增加鋁材整體的抗沖擊性能，對防止鋁合金門窗脫落很有用。
[0012]上述插件中，圓片的直徑為1mm，厚度為0.2mm;連接桿橫截面直徑為0.5mm，長度為
0.8mm。插件可以與第一鋁型材以及第二鋁型材一體成型，也可以采用精密加工制備得到。長方體型碳化硅隔熱條、隔熱條卡槽都為狹長形結(jié)構(gòu)，所以根據(jù)安裝是的狀態(tài)，一根鋁材上，在同一豎直平面內(nèi)設(shè)置一根插件即可，也包含第一鋁型材的插件與第二鋁型材的插件不在同一豎直平面;根據(jù)力學承受原理，第一鋁型材上，插件之間的距離為5?7cm;第二鋁型材上，插件之間的距離為6?8cm。插件插入長方體型碳化硅隔熱條帶有的凹槽中，可以穩(wěn)定兩個鋁材與長方體型碳化硅隔熱條，同時長方體型碳化硅隔熱條上下表面設(shè)置的微膨脹涂層在熱的作用下微觀膨脹，增加長方體型碳化硅