CN106593197A - 一种铝合金耐火型材 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铝合金耐火型材,包括室内侧铝合金型材、室外侧铝合金型材、以及分别连接所述室内侧铝合金型材与室外侧铝合金型材的第一隔热条和第二隔热条,所述室外侧铝合金型材、室内侧铝合金型材、第一隔热条和第二隔热条包围形成一个腔体,其特征在于:所述室外侧铝合金型材的腔体内填充有石墨。所述石墨可以是石墨粉和粘接剂的混合物。在室外侧铝合金型材的腔体内还可以填充有耐火材料和阻燃耐高温硅酮胶的混合物。所述室外侧和室内侧铝合金型材、第一和第二隔热条包围形成的腔体内填充有发泡胶。本发明的铝合金耐火型材可加工性能好,用本发明的铝合金耐火型材制成的耐火窗其耐火性能好、成本低、强度高、隔热性好。
Description
技术领域
本发明涉及铝合金门窗技术领域,特别是涉及一种铝合金耐火型材。
背景技术
铝合金型材是一种通过将铝棒热熔、挤压,从而得到的不同形状的铝材料,断桥式铝合金型材的原理是利用尼龙将室内外两层铝合金既隔开又紧密连接成一个整体,构成一种新的隔热型的铝型材。现有的断桥铝合金型材隔热条宽度为一般为14.8mm至24mm,并且随着隔热条由小变大,型材强度风压值会逐渐减小;此外,现有的铝合金型材隔热系数K值为2.9-3.1w/(m·K),因此无法解决铝与铝之间的热传导问题。
现有的铝合金耐火窗分为两类,一类是在铝合金型材的空腔中加钢衬和耐火泥构成,其缺点是制作工艺复杂,成本高;另一类是在铝合金型材的空腔中加吸热材料构成,其缺点是,耐火时间短,达不到1小时;上述两类都只能做成耐火成品窗,目前还没有单独销售的用于制作门窗的铝合金耐火型材,这不利于铝合金耐火窗的异地加工和大范围推广。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种便于加工、成本低的用于制作门窗的铝合金耐火型材,并且该型材耐火性能好、强度高、隔热性好。
本发明的第一个解决方案是:一种铝合金耐火型材,包括室内侧铝合金型材、室外侧铝合金型材、以及分别连接所述室内侧铝合金型材与室外侧铝合金型材的第一隔热条和第二隔热条,所述室外侧铝合金型材、室内侧铝合金型材、第一隔热条和第二隔热条包围形成一个腔体,其特征在于:所述室外侧铝合金型材的腔体内填充有石墨。
所述石墨是石墨粉和粘接剂的混合物。
本发明的第二个解决方案是:一种铝合金耐火型材,包括室内侧铝合金型材、室外侧铝合金型材、以及分别连接所述室内侧铝合金型材与室外侧铝合金型材的第一隔热条和第二隔热条,所述室外侧铝合金型材、室内侧铝合金型材、第一隔热条和第二隔热条包围形成一个腔体,其特征在于:所述室外侧铝合金型材的腔体内填充有耐火材料和阻燃耐高温胶的混合物。
所述耐火材料是枯土质耐火粉或高铝质耐火粉或硅质耐火粉或镁质耐火粉。
上述两个方案中,所述室外侧铝合金型材、室内侧铝合金型材、第一隔热条和第二隔热条包围形成的腔体内填充有发泡胶;
所述第一隔热条和第二隔热条是由玻纤增强聚氨酯复合材料制成;
所述第一隔热条和第二隔热条是由不锈钢制成;
所述第一隔热条和第二隔热条的宽度大于或等于24毫米。
与现有技术相比本发明的有益效果为:
1、第一方案,本发明铝合金耐火型材,在所述铝合金型材的腔体内填充有石墨,石墨由于其特殊结构而具有如下特殊性质:
1)耐高温性:石墨的熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。
2)导热性:石墨的导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低,甚至在极高的温度下,石墨成绝热体。
3)化学稳定性:石墨在常温下有良好的化学稳定性,能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
4)可塑性:石墨的韧性好,可碾成很薄的薄片。
5)抗热震性:石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。
由于石墨的上述特性,本发明铝合金耐火型材达到了意想不到的优良耐火性能。当遇火灾时,用本发明铝合金耐火型材制成的耐火窗的遇火面温度超过铝合金型材(666℃)熔点时,表面材料就会开始融化,但由于在由室温到666℃的升温过程中,铝合金型材腔体内的石墨相当于在隔绝空气情况下加温,所述石墨经高温进一步烧结,表现出耐高温性能以及在高温中具有的高强度,因此,用本发明铝合金耐火型材制成的窗能够实现耐火完整性大于1小时。
本发明的第二方案,在室外侧铝合金型材的腔体内填充有耐火材料和阻燃耐高温胶的混合物。因为阻燃耐高温胶可长时间在450℃环境下工作,短时间在850℃环境下工作,关键是阻燃耐高温胶在室温就可以固化,具有较高的强度,而不像现有技术耐火泥中的结合剂,要加热到600℃以上形成陶瓷状才具有一定的强度。所以在室外侧铝合金型材的腔体内填充耐火材料和阻燃耐高温胶的混合物这一方案,也能实现本发明的目的。
2、本发明的铝合金耐火型材可加工性能好。铝合金型材以及填充在型材腔体内的石墨或固化后的耐火材料和阻燃耐高温胶的混合物,它们的切割加工都十分方便,可将型材运到当地再加工成成品窗。而现有技术铝合金型材腔体内填充耐火泥,因耐火泥低温时强度低,高温烧成陶瓷体后强度高但切割困难,所以无法做成型材使用,现有技术铝合金型材腔体内填充吸热材料更是无法做成型材,只能做出成品窗。所以,用本发明的铝合金耐火型材制成的耐火窗的成本比现有技术的耐火窗降低了许多。
3、本发明的铝合金耐火型材包括室内侧铝合金型材、室外侧铝合金型材、以及分别连接室内侧铝合金型材与室外侧铝合金型材的第一隔热条和第二隔热条包围形成的腔体内填充有发泡胶,由于发泡胶粘度大并且具有一定的强度,因此能够有效地将室外侧铝合金型材和室内侧铝合金型材粘连在一起,并且加强了铝合金耐火型材在平常使用时的强度;发泡胶能够有效的截止室外侧铝合金型材与室内侧铝合金型材的热辐射及传导,提高了铝合金耐火型材的隔热性能,使其隔热系数值达到:1.9-2.1w/(m·K);同时由于发泡胶的使用,使得在不减弱型材强度的前提下增加第一隔热条和第二隔热条的宽度至24毫米-55毫米,以此进一步加强铝合金耐火型材的强度和提高隔热性能。
综上所述,本发明的铝合金耐火型材耐火性能好、可加工性能好、成本低、强度高、隔热性好。
附图说明
图1是本发明的铝合金石墨耐火窗框型材的剖面图。
图中,1:室内侧铝合金型材;2:室外侧铝合金型材;3:第一隔热条;4:第二隔热条;5:硬质聚氨酯发泡胶;6:石墨。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
第一实施例:如图1所示,本发明的铝合金耐火型材,包括室内侧铝合金型材1、室外侧铝合金型材2、以及分别连接室内侧铝合金型材与室外侧铝合金型材的第一隔热条3和第二隔热条4,所述室外侧铝合金型材2的腔体内填充有石墨6,室内侧铝合金型材2的腔体内也填充有石墨6;石墨6可用石墨粉按照模压方式填充在型材腔体内,这是现有技术,具体工艺可参照碳刷的压模制作工艺;也可以用石墨粉和粘接剂的混合物填充在所述室外侧铝合金型材2的腔体内。此实施例中采用热压石墨粉,即石墨粉和适量(石墨质量的5%)的酚醛树脂混合物填充到所述室外侧铝合金型材2的腔体内。把填充有热压石墨粉的室外侧铝合金型材加热至300℃,使石墨粉固结。
室外侧铝合金型材、室内侧铝合金型材、第一隔热条和第二隔热条包围形成的腔体内填充有硬质聚氨酯发泡胶5。由于发泡胶粘度大并且具有一定的强度,因此能够有效地将室外侧铝合金型材和室内侧铝合金型材粘连在一起,并且加强了铝合金耐火型材的强度;此外,发泡胶能够有效的截止室外侧铝合金型材与室内侧铝合金型材的热辐射传导,提高了铝合金耐火型材的隔热性能,使其隔热系数值达到:1.9-2.1w/(m·K);同时由于发泡胶的使用,使得在不减弱型材强度的前提下增加第一隔热条和第二隔热条的宽度至25毫米-55毫米,以此进一步加强铝合金耐火型材的强度。
作为优选,本发明的铝合金耐火型材,第一隔热条4和第二隔热条5由能耐1100℃高温的玻纤增强聚氨酯复合材料制成。
将铝合金耐火型材加工成铝合金耐火窗是现有技术,在此不作描述。
当遇火灾时,铝合金耐火型材的室外侧铝合金型材2遇火面温度超过铝合金型材(666℃)熔点时,表面材料就会开始融化,但是,在温度由室温升到666℃这段过程中,在铝合金型材腔体内的石墨相当于在隔绝空气情况下加温,所述石墨经高温进一步烧结,表现出耐高温性能以及在高温中具有的高强度。因此,用本发明铝合金耐火型材制成的窗能够实现耐火完整性大于1小时以上。
第二实施例:参照图1,用高铝质耐火粉和阻燃耐高温硅酮胶的混合物代替石墨6,填充在所述室外侧铝合金型材2的腔体内。填充的混合物在室温固化,固化时间约一个星期。
用高铝质耐火粉和阻燃耐高温硅酮胶的混合物填充在所述室外侧铝合金型材2的铝合金耐火型材在遇到火灾时,铝合金耐火型材的室外侧铝合金型材2遇火面温度超过铝合金型材(666℃)熔点时,表面材料就会开始融化,但是,由于阻燃耐高温硅酮胶可长时间在450℃环境下工作,短时间在850℃环境下工作,所以,用本发明这一种铝合金耐火型材制成的窗能够实现耐火完整性大于0.5小时以上。
通过上述实施例可见,本发明的铝合金耐火型材可加工性能好、成本低、耐火性能好、强度高、隔热性好。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种铝合金耐火型材,包括室内侧铝合金型材、室外侧铝合金型材、以及分别连接所述室内侧铝合金型材与室外侧铝合金型材的第一隔热条和第二隔热条,所述室外侧铝合金型材、室内侧铝合金型材、第一隔热条和第二隔热条包围形成一个腔体,其特征在于:所述室外侧铝合金型材的腔体内填充有石墨。
2.如权利要求1所述的铝合金耐火型材,其特征在于:所述石墨是石墨粉和粘接剂的混合物。
3.一种铝合金耐火型材,包括室内侧铝合金型材、室外侧铝合金型材、以及分别连接所述室内侧铝合金型材与室外侧铝合金型材的第一隔热条和第二隔热条,所述室外侧铝合金型材、室内侧铝合金型材、第一隔热条和第二隔热条包围形成一个腔体,其特征在于:所述室外侧铝合金型材的腔体内填充有耐火材料和阻燃耐高温胶的混合物。
4.如权利要求3所述的铝合金耐火型材,其特征在于:所述耐火材料是枯土质耐火粉或高铝质耐火粉或硅质耐火粉或镁质耐火粉。
5.如权利要求1或权利要求3所述的铝合金耐火型材,其特征在于:所述室外侧铝合金型材、室内侧铝合金型材、第一隔热条和第二隔热条包围形成的腔体内填充有发泡胶。
6.如权利要求1或权利要求3所述的铝合金耐火型材,其特征在于:所述第一隔热条和第二隔热条是由玻纤增强聚氨酯复合材料制成。
7.如权利要求1或权利要求3所述的铝合金耐火型材,其特征在于:所述第一隔热条和第二隔热条是由不锈钢制成。
8.如权利要求1或权利要求3所述的铝合金耐火型材,其特征在于:所述第一隔热条和第二隔热条的宽度大于或等于24毫米。
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