CN117403150A - 一种抛光隔热铝型材的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铝型材技术领域，具体地说是一种抛光隔热铝型材的制备工艺。一种抛光隔热铝型材的制备工艺，包括以下步骤：铝合金圆铸棒的磁场均质处理；铝板的初步抛光与表面碱性氧化处理；隔热粘接剂的制备；铝型材的覆膜。本发明通过对清洁铝板用过氧化钠、硅酸钠、钼酸铵、氢氧化钠、乙二胺四乙酸二钠、苯丙三氮唑钠、聚乙二醇6000和纯水配制的碱性氧化处理液进行碱性氧化处理，使清洁铝板表面生成一层均匀的有机—无机金属氧化膜，提高了后续覆膜过程中铝型材和粉末涂料的结合力，使铝型材表面可以附着更多的粉末涂料，使具备良好隔热性能的涂料层更加致密，提高隔热铝型材的隔热能力。
Description
技术领域
本发明涉及铝型材技术领域，具体地说是一种抛光隔热铝型材的制备工艺。
背景技术
铝型材是一种通过将铝合金熔铸成圆铸棒，再对圆铸棒进行挤压得到的铝制品，其具有质量轻、耐腐蚀和易加工等特点，广泛应用建筑门窗、幕墙和室内装修等领域。
铝型材作为建筑门窗、幕墙和室内装修的重要组成部分，提高其隔热能力有助于降低建筑物的能耗，达到节能减排的效果。
现在的隔热铝型材通常是对铝型材的结构进行调整来提升铝型材的隔热能力，例如断桥式的隔热结构，这样的铝型材结构复杂，其固定的结构也导致其无法广泛应用于各种场景，并且由于铝的导热性非常好，仅靠改变结构来提升隔热能力所制备的隔热铝型材隔热效果差。
为解决上述工艺难点，本发明研究出一种能够使铝型材具有简单结构的同时具备优异隔热能力的抛光隔热铝型材的制备工艺。
发明内容
为了解决上述技术缺陷，本发明研究出一种能够使铝型材具有简单结构的同时具备优异隔热能力的抛光隔热铝型材的制备工艺。
一种抛光隔热铝型材的制备工艺，包括以下步骤：
S1：铝合金圆铸棒的磁场均质处理包括：
将6061铝合金熔炼后铸成铝合金圆铸棒，将铝合金圆铸棒置于加热炉内，在加热炉上方设置一个电磁吸盘，并调节加热炉温度，对铝合金圆铸棒进行均质处理，再进行降温和水淬，得到均质铝棒，将均质铝棒置于热剪机中预热并剪成短铸棒，然后通过挤压机进行挤压，得到铝板；
S2：铝板的初步抛光与表面碱性氧化处理包括：
对铝板进行冲洗，擦拭干净后进行打磨，再进行碱洗、酸洗和去离子水冲洗，得到清洁铝板，将过氧化钠、硅酸钠、钼酸铵、氢氧化钠、乙二胺四乙酸二钠、苯并三氮唑钠、聚乙二醇6000和纯水混合搅拌后得到碱性氧化处理液，在50-55℃的温度下将清洁铝板浸泡在碱性氧化处理液中，得到表面处理铝板，将表面处理铝板进行加工、裁剪、焊接以及型材矫正，得到铝型材；
S3：隔热粘接剂的制备包括：
将聚氨酯丙烯酸酯、水溶性聚乙烯醇、钛酸钾纤维和蒸馏水混合加热至70-75℃，加入十二烷基苯磺酸钙和羟烷基酰胺，静置后再加入过硫酸铵和非离子表面活性剂，在恒定温度下搅拌，然后再静置降温，得到混合乳液，将松香、烧碱和水混合加热，静置后与混合乳液混合搅拌均匀，得到隔热粘接剂；
S4：铝型材的覆膜包括：
将PVC塑料薄膜装于真空蒸镀机中进行镀铝膜，得到镀铝膜成品，将偶氮颜料、二氧化钛、空心玻璃微珠、聚酯树脂和月桂醇丙烯酸酯混合研磨成粉得粉末涂料，采用粉末喷涂工艺将粉末涂料均匀喷涂在铝型材表面，得到涂粉铝型材，将隔热粘接剂均匀地抹在涂粉铝型材表面，随后将涂粉铝型材与镀铝膜成品安装在铝型材贴膜机中，使涂粉铝型材表面贴上镀铝膜成品，得到隔热铝型材。
进一步地，步骤S1铝合金圆铸棒的磁场均质处理，包括以下步骤：
S1.1：取5-6重量份的6061铝合金加入熔炼炉中，调节炉内温度为720-730℃，并对6061铝合金进行熔炼，将所得合金熔体采用半连续铸造工艺铸成直径为300-320mm的铝合金圆铸棒；
S1.2：将铝合金圆铸棒置于加热炉内，在加热炉上方1-1.5m处设置一个电磁吸盘，调节磁场强度为0.5-0.6T，然后调节加热炉加热温度为525-530℃，加热55-60分钟使炉温达到575-580℃，在575-580℃的温度下保温390-400分钟，将所得均质铝合金圆铸棒迅速转入冷却炉中进行风冷15-20分钟，然后进行喷水急冷，在18-20秒内使均质铝合金圆铸棒的温度降至50-55℃，得到均质铝棒；
S1.3：将均质铝棒置于热剪机中预热，预热温度为455-460℃，然后剪成长度为70-71cm的短铸棒，然后将预热后的短铸棒安装在挤压机上，调节挤压速度为4-4.5mm/s，出口速度为8-9m/min，得到铝板。
进一步地，步骤S2铝板的初步抛光与表面碱性氧化处理，包括以下步骤：
S2.1：将铝板放置在过滤网上，用纯水冲洗铝板10-15分钟，然后用布将铝板表面擦拭干净，在使用80目砂纸打磨后依次用120目、240目、320目的砂纸打磨，将所得打磨铝板置于抛光机中进行水砂纸打磨，去除砂纸打磨痕迹，得到初步抛光铝板；
S2.2：将初步抛光铝板温度保持在50-55℃，利用碱洗液进行1-1.5分钟的碱洗，然后利用去离子水冲洗1.5-2分钟，在30-32℃的温度下用浓度为5%的硫酸进行55-60秒的酸洗，最后利用去离子水冲洗2-2.5分钟，得到清洁铝板；
S2.3：将4-5重量份的过氧化钠、6-7重量份的硅酸钠、3-4重量份的钼酸铵、5-6重量份的氢氧化钠、10-12重量份的乙二胺四乙酸二钠、0.8-1重量份的苯并三氮唑钠、0.5-0.6重量份的聚乙二醇6000和160-180重量份的的纯水混合，搅拌直到全部溶解得到碱性氧化处理液，在50-55℃的温度下将清洁铝板浸泡在碱性氧化处理液中2-2.5分钟，得到表面处理铝板，将表面处理铝板进行加工、裁剪、焊接以及型材矫正，得到铝型材。
进一步地，步骤S3隔热粘接剂的制备，包括以下步骤：
S3.1：将4-5重量份的聚氨酯丙烯酸酯、2-3重量份的水溶性聚乙烯醇、0.8-1重量份的钛酸钾纤维和5-6重量份的蒸馏水加入容器中并加热至70-75℃，然后加入0.04-0.05重量份的十二烷基苯磺酸钙和0.1-0.2重量份的羟烷基酰胺，静置10-15分钟后，再加入0.2-0.3重量份的过硫酸铵和0.1-0.2重量份的非离子表面活性剂，在70-75℃的温度下搅拌15-20分钟，然后静置25-30分钟，使温度降至40-50℃，得到混合乳液，备用；
S3.2：将1-1.2重量份的松香、0.08-0.1重量份的烧碱和3-4重量份的水装入三口烧瓶中，在80-120℃的温度下反应2-3小时后，自然冷却至45-50℃，将所得的松香皂与混合乳液混合搅拌均匀，得到隔热粘接剂。
进一步地，步骤S4铝型材的覆膜，包括以下步骤：
S4.1：将PVC塑料薄膜装于真空蒸镀机中，再将1-1.5重量份的铝丝置于真空蒸镀机的坩埚中，启动真空蒸镀机对PVC塑料薄膜进行镀膜，得到厚度为60-70nm的镀铝膜，打开冷却装置使镀铝膜在50-55秒内冷却至55-60℃，再取出自然冷却，得到镀铝膜成品；
S4.2：将0.03-0.04重量份的偶氮颜料、0.2-0.3重量份的二氧化钛、0.4-0.5重量份的空心玻璃微珠、0.5-0.6重量份的聚酯树脂和0.3-0.4重量份的月桂醇丙烯酸酯混合研磨成粉得粉末涂料，采用粉末喷涂工艺将所得粉末涂料均匀喷涂在铝型材表面，得到涂粉铝型材；
S4.3：将隔热粘接剂均匀地抹在涂粉铝型材表面，上浆量45-50g/m2，随后将涂粉铝型材与镀铝膜成品安装在铝型材贴膜机中，调节铝型材贴膜机覆膜温度为60-65℃，贴膜速度为6-8m/分钟，压力为30-32N，控制贴膜过程无气泡、褶皱和划伤，使涂粉铝型材表面贴上镀铝膜成品，得到隔热铝型材。
进一步地，步骤S1.1中铝合金的成分包括：质量百分比为0.58-0.66%的Si、质量百分比为0.91-0.99%的Mg、质量百分比为0.1-0.20%的Fe、质量百分比为0.15-0.2%的Cu、质量百分比为0.1-0.15%的Mn和质量百分比为0.01-0.1%的Cr，其余成分为Al。
进一步地，步骤S1.1中的半连续铸造工艺参数为：温度690-720℃，铸造速度120-140mm/min，冷却水量2400-3100L/min，铸造水温＜50℃。
进一步地，步骤S2.2中的碱洗液成分为50g/L的碳酸钠、15g/L的碳酸氢钠和10g/L十二烷基苯磺酸钠。
进一步地，步骤S3.1中的非离子表面活性剂为N.N-双羟乙基烷基酰胺。
进一步地，步骤S4.2中的偶氮颜料型号为颜料棕23。
有益效果是：1、本发明通过对清洁铝板用过氧化钠、硅酸钠、钼酸铵、氢氧化钠、乙二胺四乙酸二钠、苯并三氮唑钠、聚乙二醇6000和纯水配制的碱性氧化处理液进行碱性氧化处理，使清洁铝板表面生成一层均匀的有机—无机金属氧化膜，提高了后续覆膜过程中铝型材和粉末涂料的结合力，使铝型材表面可以附着更多的粉末涂料，使具备良好隔热性能的涂料层更加致密，提高隔热铝型材的隔热能力。
2、本发明通过将聚氨酯丙烯酸酯、水溶性聚乙烯醇和钛酸钾纤维为主要成分制备一种隔热粘接剂，其中聚氨酯丙烯酸酯能够提供优秀的粘结性并提高粘接剂的耐高低温性能，水溶性聚乙烯醇可以使粘接剂在热合时更好的形成一层薄膜，并且能够降低膜的热导率，钛酸钾纤维导热率极低，对红外光反射率高，具有较好的耐热性、隔热性，三种主要成分相互配合可以使隔热粘接剂形成的膜导热率大幅降低，在涂粉铝型材覆膜时使用隔热粘接剂能够大幅提高其隔热能力。
3、本发明通过在铝型材覆膜前先在其表面喷涂一层粉末涂料，粉末涂料由偶氮颜料、二氧化钛、空心玻璃微珠、聚酯树脂和月桂醇丙烯酸酯混合研磨得到，其中偶氮颜料具备优秀的耐晒性以及耐热稳定性，二氧化钛稳定性好且反射紫外线能力强，空心玻璃微珠导热性极低，再配合对涂粉铝型材的覆膜工艺，赋予了隔热铝型材优异的隔热能力。
4、本发明通过在铝合金圆铸棒进行均质热处理的过程中，施加一个较强的磁场，对铝合金圆铸棒内的Fe元素进行吸附，防止其与Al元素和Si元素结合生成AlFeSi化合物，大幅减少了铝合金中的AlFeSi化合物的生成，降低其对铝合金的氧化的影响，从而增强清洁铝板碱性氧化处理的效果，在一定程度上提高了隔热铝型材的隔热能力。
附图说明
图1为本发明的实施例所采用的一种抛光隔热铝型材的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：一种抛光隔热铝型材的制备工艺，如图1所示，包括以下步骤：
S1：铝合金圆铸棒的磁场均质处理包括：
S1.1：取5重量份的6061铝合金加入熔炼炉中，调节炉内温度为720℃，并对6061铝合金进行熔炼，将所得合金熔体采用半连续铸造工艺铸成直径为300mm的铝合金圆铸棒；
S1.2：将铝合金圆铸棒置于加热炉内，在加热炉上方1m处设置一个电磁吸盘，调节磁场强度为0.5T，对铝合金圆铸棒内的Fe元素进行吸附，防止其与Al元素和Si元素结合生成AlFeSi化合物，AlFeSi化合物呈针状或者鱼骨状形貌，容易对铝合金的氧化产生影响，从而降低铝板碱性氧化处理的效果，在一定程度上提高了隔热铝型材的隔热能力，然后调节加热炉加热温度为525℃，加热55分钟使炉温达到575℃，在575℃的温度下保温390分钟，将所得均质铝合金圆铸棒迅速转入冷却炉中进行风冷15分钟，然后进行喷水急冷，在18秒内使均质铝合金圆铸棒的温度降至50℃，得到均质铝棒；
S1.3：将均质铝棒置于热剪机中预热至455℃，并剪成长度为70cm的短铸棒，对所得预热后的短铸棒的末端以2900℃的温度加热15秒，然后将预热后的短铸棒安装在挤压机上，调节挤压速度为4mm/s，出口速度为8m/min，得到铝板。
S2：铝板的初步抛光与表面碱性氧化处理包括：
S2.1：将铝板放置在过滤网上，用纯水对铝板进行冲洗10分钟，然后用布将铝板表面擦拭干净，在使用80目砂纸打磨后依次用120目、240目、320目的砂纸进行打磨，将所得打磨铝板置于抛光机中进行水砂纸打磨，去除砂纸打磨痕迹，得到初步抛光铝板；
S2.2：将初步抛光铝板温度保持在50℃，利用碱洗液进行1分钟的碱洗，然后利用去离子水冲洗1.5分钟，在30℃的温度下用浓度为5%的硫酸进行55秒的酸洗，最后利用去离子水冲洗2分钟，得到清洁铝板；
S2.3：将4重量份的过氧化钠、6重量份的硅酸钠、3重量份的钼酸铵、5重量份的氢氧化钠、10重量份的乙二胺四乙酸二钠、0.8重量份的苯并三氮唑钠、0.5重量份的聚乙二醇6000和160重量份的的纯水混合，搅拌直到全部溶解得到碱性氧化处理液，在50℃的温度下将清洁铝板浸泡在碱性氧化处理液中2分钟，得到表面处理铝板，使铝板表面生成一层均匀的有机—无机金属氧化膜，提高了后续覆膜过程中铝型材和粉末涂料的结合力，使铝型材表面可以附着更多的粉末涂料，使具备良好隔热性能的涂料层更加致密，提高铝型材的隔热能力，将铝板进行加工焊接等处理得到铝型材。
S3：隔热粘接剂的制备包括：
S3.1：将4重量份的聚氨酯丙烯酸酯、2重量份的水溶性聚乙烯醇、0.8重量份的钛酸钾纤维和5重量份的蒸馏水加入容器中并加热至70℃，然后加入0.04重量份的十二烷基苯磺酸钙和0.1重量份的羟烷基酰胺，静置10分钟后，再加入0.2重量份的过硫酸铵和0.1重量份的非离子表面活性剂，在70℃的温度下搅拌15分钟，然后静置25分钟，使温度降至45℃，得到混合乳液，备用；
S3.2：将1重量份的松香、0.08重量份的烧碱和3重量份的水装入三口烧瓶中，在80℃的温度下反应2小时后，自然冷却至45℃，将所得的松香皂与混合乳液混合搅拌均匀，得到隔热粘接剂，其中聚氨酯丙烯酸酯能够提供优秀的粘结性并提高粘接剂的耐高低温性能，水溶性聚乙烯醇可以使粘接剂在热合时更好的形成一层薄膜，并且能够降低膜的热导率，钛酸钾纤维导热率极低，对红外光反射率高，具有较好的耐热性、隔热性，三种主要成分相互配合可以使隔热粘接剂形成的膜导热率大幅降低，在涂粉铝型材覆膜时使用隔热粘接剂能够大幅提高其隔热能力。
S4：铝型材的覆膜包括：
S4.1：将PVC塑料薄膜装于真空蒸镀机中，再将1重量份的铝丝置于蒸镀机的坩埚中，启动真空蒸镀机对PVC塑料薄膜进行镀膜，得到厚度为60nm的镀铝膜，打开冷却装置将镀铝膜在50秒内冷却至55℃，再取出自然冷却，得到镀铝膜成品；
S4.2：将0.03重量份的偶氮颜料、0.2重量份的二氧化钛、0.4重量份的空心玻璃微珠、0.5重量份的聚酯树脂和0.3重量份的月桂醇丙烯酸酯混合研磨成粉得粉末涂料，采用粉末喷涂工艺将所得粉末涂料均匀喷涂在铝型材表面，其中偶氮颜料具备优秀的耐晒性以及耐热稳定性，二氧化钛稳定性好且反射紫外线能力强，空心玻璃微珠导热性极低，再配合对涂粉铝型材的覆膜工艺，赋予了隔热铝型材优异的隔热能力，得到涂粉铝型材；
S4.3：将隔热粘接剂均匀地抹在涂粉铝型材表面，上浆量45g/m2，随后将涂粉铝型材与镀铝膜成品安装在铝型材贴膜机中，调节铝型材贴膜机覆膜温度为60℃，贴膜速度为6m/分钟，压力为30N，控制贴膜过程无气泡、褶皱和划伤，使涂粉铝型材表面贴上镀铝膜，得到隔热铝型材。
实施例2：一种抛光隔热铝型材的制备工艺，如图1所示，包括以下步骤：
S1：铝合金圆铸棒的磁场均质处理包括：
S1.1：取6重量份的6061铝合金加入熔炼炉中，调节炉内温度为720℃，并对6061铝合金进行熔炼，将所得合金熔体采用半连续铸造工艺铸成直径为300mm的铝合金圆铸棒；
S1.2：将铝合金圆铸棒置于加热炉内，在加热炉上方1m处设置一个电磁吸盘，调节磁场强度为0.5T，对铝合金圆铸棒内的Fe元素进行吸附，防止其与Al元素和Si元素结合生成AlFeSi化合物，AlFeSi化合物呈针状或者鱼骨状形貌，容易对铝合金的氧化产生影响，从而降低铝板碱性氧化处理的效果，在一定程度上提高了隔热铝型材的隔热能力，然后调节加热炉加热温度为525℃，加热55分钟使炉温达到575℃，在575℃的温度下保温390分钟，将所得均质铝合金圆铸棒迅速转入冷却炉中进行风冷15分钟，然后进行喷水急冷，在18秒内使均质铝合金圆铸棒的温度降至50℃，得到均质铝棒；
S1.3：将均质铝棒置于热剪机中预热至455℃，并剪成长度为70cm的短铸棒，对所得预热后的短铸棒的末端以2900℃的温度加热15秒，然后将预热后的短铸棒安装在挤压机上，调节挤压速度为4mm/s，出口速度为8m/min，得到铝板。
S2：铝板的初步抛光与表面碱性氧化处理包括：
S2.1：将铝板放置在过滤网上，用纯水对铝板进行冲洗10分钟，然后用布将铝板表面擦拭干净，在使用80目砂纸打磨后依次用120目、240目、320目的砂纸进行打磨，将所得打磨铝板置于抛光机中进行水砂纸打磨，去除砂纸打磨痕迹，得到初步抛光铝板；
S2.2：将初步抛光铝板温度保持在50℃，利用碱洗液进行1分钟的碱洗，然后利用去离子水冲洗1.5分钟，在30℃的温度下用浓度为5%的硫酸进行55秒的酸洗，最后利用去离子水冲洗2分钟，得到清洁铝板；
S2.3：将5重量份的过氧化钠、7重量份的硅酸钠、4重量份的钼酸铵、6重量份的氢氧化钠、12重量份的乙二胺四乙酸二钠、1重量份的苯并三氮唑钠、0.6重量份的聚乙二醇6000和180重量份的的纯水混合，搅拌直到全部溶解得到碱性氧化处理液，在50℃的温度下将清洁铝板浸泡在碱性氧化处理液中2分钟，得到表面处理铝板，使铝板表面生成一层均匀的有机—无机金属氧化膜，提高了后续覆膜过程中铝型材和粉末涂料的结合力，使铝型材表面可以附着更多的粉末涂料，使具备良好隔热性能的涂料层更加致密，提高铝型材的隔热能力，将铝板进行加工焊接等处理得到铝型材。
S3：隔热粘接剂的制备包括：
S3.1：将5重量份的聚氨酯丙烯酸酯、3重量份的水溶性聚乙烯醇、1重量份的钛酸钾纤维和6重量份的蒸馏水加入容器中并加热至70℃，然后加入0.05重量份的十二烷基苯磺酸钙和0.2重量份的羟烷基酰胺，静置10分钟后，再加入0.3重量份的过硫酸铵和0.2重量份的非离子表面活性剂，在70℃的温度下搅拌15分钟，然后静置25分钟，使温度降至45℃，得到混合乳液，备用；
S3.2：将1.2重量份的松香、0.1重量份的烧碱和4重量份的水装入三口烧瓶中，在80℃的温度下反应2小时后，自然冷却至45℃，将所得的松香皂与混合乳液混合搅拌均匀，得到隔热粘接剂，其中聚氨酯丙烯酸酯能够提供优秀的粘结性并提高粘接剂的耐高低温性能，水溶性聚乙烯醇可以使粘接剂在热合时更好的形成一层薄膜，并且能够降低膜的热导率，钛酸钾纤维导热率极低，对红外光反射率高，具有较好的耐热性、隔热性，三种主要成分相互配合可以使隔热粘接剂形成的膜导热率大幅降低，在涂粉铝型材覆膜时使用隔热粘接剂能够大幅提高其隔热能力。
S4：铝型材的覆膜包括：
S4.1：将PVC塑料薄膜装于真空蒸镀机中，再将1重量份的铝丝置于蒸镀机的坩埚中，启动真空蒸镀机对PVC塑料薄膜进行镀膜，得到厚度为60nm的镀铝膜，打开冷却装置将镀铝膜在50秒内冷却至55℃，再取出自然冷却，得到镀铝膜成品；
S4.2：将0.04重量份的偶氮颜料、0.3重量份的二氧化钛、0.5重量份的空心玻璃微珠、0.6重量份的聚酯树脂和0.4重量份的月桂醇丙烯酸酯混合研磨成粉得粉末涂料，采用粉末喷涂工艺将所得粉末涂料均匀喷涂在铝型材表面，其中偶氮颜料具备优秀的耐晒性以及耐热稳定性，二氧化钛稳定性好且反射紫外线能力强，空心玻璃微珠导热性极低，再配合对涂粉铝型材的覆膜工艺，赋予了隔热铝型材优异的隔热能力，得到涂粉铝型材；
S4.3：将隔热粘接剂均匀地抹在涂粉铝型材表面，上浆量50g/m2，随后将涂粉铝型材与镀铝膜成品安装在铝型材贴膜机中，调节铝型材贴膜机覆膜温度为60℃，贴膜速度为6m/分钟，压力为30N，控制贴膜过程无气泡、褶皱和划伤，使涂粉铝型材表面贴上镀铝膜，得到隔热铝型材。
实施例3：一种抛光隔热铝型材的制备工艺，如图1所示，包括以下步骤：
S1：铝合金圆铸棒的磁场均质处理包括：
S1.1：取5重量份的6061铝合金加入熔炼炉中，调节炉内温度为730℃，并对6061铝合金进行熔炼，将所得合金熔体采用半连续铸造工艺铸成直径为320mm的铝合金圆铸棒；
S1.2：将铝合金圆铸棒置于加热炉内，在加热炉上方1.5m处设置一个电磁吸盘，调节磁场强度为0.6T，对铝合金圆铸棒内的Fe元素进行吸附，防止其与Al元素和Si元素结合生成AlFeSi化合物，AlFeSi化合物呈针状或者鱼骨状形貌，容易对铝合金的氧化产生影响，从而降低铝板碱性氧化处理的效果，在一定程度上提高了隔热铝型材的隔热能力，然后调节加热炉加热温度为530℃，加热60分钟使炉温达到580℃，在580℃的温度下保温400分钟，将所得均质铝合金圆铸棒迅速转入冷却炉中进行风冷20分钟，然后进行喷水急冷，在18秒内使均质铝合金圆铸棒的温度降至55℃，得到均质铝棒；
S1.3：将均质铝棒置于热剪机中预热至460℃，并剪成长度为71cm的短铸棒，对所得预热后的短铸棒的末端以3000℃的温度加热20秒，然后将预热后的短铸棒安装在挤压机上，调节挤压速度为4.5mm/s，出口速度为9m/min，得到铝板。
S2：铝板的初步抛光与表面碱性氧化处理包括：
S2.1：将铝板放置在过滤网上，用纯水对铝板进行冲洗15分钟，然后用布将铝板表面擦拭干净，在使用80目砂纸打磨后依次用120目、240目、320目的砂纸进行打磨，将所得打磨铝板置于抛光机中进行水砂纸打磨，去除砂纸打磨痕迹，得到初步抛光铝板；
S2.2：将初步抛光铝板温度保持在55℃，利用碱洗液进行1.5分钟的碱洗，然后利用去离子水冲洗2分钟，在32℃的温度下用浓度为5%的硫酸进行60秒的酸洗，最后利用去离子水冲洗2.5分钟，得到清洁铝板；
S2.3：将4重量份的过氧化钠、6重量份的硅酸钠、3重量份的钼酸铵、5重量份的氢氧化钠、10重量份的乙二胺四乙酸二钠、0.8重量份的苯并三氮唑钠、0.5重量份的聚乙二醇6000和160重量份的的纯水混合，搅拌直到全部溶解得到碱性氧化处理液，在55℃的温度下将清洁铝板浸泡在碱性氧化处理液中2.5分钟，得到表面处理铝板，使铝板表面生成一层均匀的有机—无机金属氧化膜，提高了后续覆膜过程中铝型材和粉末涂料的结合力，使铝型材表面可以附着更多的粉末涂料，使具备良好隔热性能的涂料层更加致密，提高铝型材的隔热能力，将铝板进行加工焊接等处理得到铝型材。
S3：隔热粘接剂的制备包括：
S3.1：将4重量份的聚氨酯丙烯酸酯、2重量份的水溶性聚乙烯醇、0.8重量份的钛酸钾纤维和5重量份的蒸馏水加入容器中并加热至75℃，然后加入0.04重量份的十二烷基苯磺酸钙和0.1重量份的羟烷基酰胺，静置15分钟后，再加入0.2重量份的过硫酸铵和0.1重量份的非离子表面活性剂，在75℃的温度下搅拌20分钟，然后静置30分钟，使温度降至40℃，得到混合乳液，备用；
S3.2：将1重量份的松香、0.08重量份的烧碱和3重量份的水装入三口烧瓶中，在110℃的温度下反应3小时，自然冷却至50℃，将所得的松香皂与混合乳液混合搅拌均匀，得到隔热粘接剂，其中聚氨酯丙烯酸酯能够提供优秀的粘结性并提高粘接剂的耐高低温性能，水溶性聚乙烯醇可以使粘接剂在热合时更好的形成一层薄膜，并且能够降低膜的热导率，钛酸钾纤维导热率极低，对红外光反射率高，具有较好的耐热性、隔热性，三种主要成分相互配合可以使隔热粘接剂形成的膜导热率大幅降低，在涂粉铝型材覆膜时使用隔热粘接剂能够大幅提高其隔热能力。
S4：铝型材的覆膜包括：
S4.1：将PVC塑料薄膜装于真空蒸镀机中，再将1重量份的铝丝置于蒸镀机的坩埚中，启动真空蒸镀机对PVC塑料薄膜进行镀膜，得到厚度为70nm的镀铝膜，打开冷却装置将镀铝膜在55秒内冷却至60℃，再取出自然冷却，得到镀铝膜成品；
S4.2：将0.03重量份的偶氮颜料、0.2重量份的二氧化钛、0.4重量份的空心玻璃微珠、0.5重量份的聚酯树脂和0.3重量份的月桂醇丙烯酸酯混合研磨成粉得粉末涂料，采用粉末喷涂工艺将所得粉末涂料均匀喷涂在铝型材表面，其中偶氮颜料具备优秀的耐晒性以及耐热稳定性，二氧化钛稳定性好且反射紫外线能力强，空心玻璃微珠导热性极低，再配合对涂粉铝型材的覆膜工艺，赋予了隔热铝型材优异的隔热能力，得到涂粉铝型材；
S4.3：将隔热粘接剂均匀地抹在涂粉铝型材表面，上浆量45g/m2，随后将涂粉铝型材与镀铝膜成品安装在铝型材贴膜机中，调节铝型材贴膜机覆膜温度为65℃，贴膜速度为8m/分钟，压力为32N，控制贴膜过程无气泡、褶皱和划伤，使涂粉铝型材表面贴上镀铝膜，得到隔热铝型材。
对比例1：与实施例1相比，对比例1的不同之处在于，对比例1为断桥铝门窗，具体为在佛山市富奥斯品牌管理有限公司购买的断桥铝门窗。
取实施例1、实施例2和实施例3制备的隔热铝型材与对比例1，采用《GB/T10295-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法》分别测定其热阻值与导热系数，其中材料的热阻与导热系数与材料的隔热能力密切相关，热阻值越高材料隔热能力越好，导热系数越低材料隔热能力越好，分别测试三次，记录所得数据并制成表格，如表1所示，分析可得实施例1、实施例2和实施例3制备的隔热铝型材的隔热能力均比对比例1的隔热能力好，可以证明一种抛光隔热铝型材的制备工艺提高了隔热铝型材的隔热能力。
表1
对比例2：与实施例1相比，对比例2的不同之处在于，对比例2的制备工艺去除了对清洁铝板进行碱性氧化处理的步骤，其余步骤均与实施例1相同。
取对比例2制备的隔热铝型材，采用《GB/T10295-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法》测定其热阻值与导热系数，测试3次，记录所得数据并与实施例所测得的数据制成表格，如表2所示，分析可得实施例1、实施例2、实施例3制备的隔热铝型材隔热能力均比对比例2制备的隔热铝型材隔热能力好，可以证明对铝板进行碱性氧化处理可以提高铝型材的隔热能力。
表2
对比例3：与实施例1相比，对比例3的不同之处在于，对比例3在步骤4中使用聚氨酯丙烯酸酯粘接剂代替隔热粘接剂，其余步骤均与实施例1相同。
取对比例3制备的隔热铝型材，采用《GB/T10295-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法》测定其热阻值与导热系数，测试3次，记录所得数据并与实施例所测得的数据制成表格，如表3所示，分析可得实施例1、实施例2、实施例3制备的隔热铝型材隔热能力均远比对比例3制备的隔热铝型材隔热能力好，可以证明在涂粉铝型材覆膜时使用隔热粘接剂能够大幅提高其隔热能力。
表3
对比例4：与实施例1相比，对比例4的不同之处在于，对比例4的制备工艺去除了步骤S4.2，其余步骤均与实施例1相同。
取对比例4制备的隔热铝型材，采用《GB/T10295-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法》测定其热阻值与导热系数，测试3次，记录所得数据并与实施例所测得的数据制成表格，如表4所示，分析可得实施例1、实施例2、实施例3制备的隔热铝型材隔热能力均比对比例4制备的隔热铝型材隔热能力好，可以证明对在铝型材覆膜前喷涂一层新型粉末涂料，能够赋予了隔热铝型材优异的隔热能力。
表4
对比例5：与实施例1相比，对比例5的不同之处在于，对比例5的制备工艺去除了对铝板均质过程中施加磁场，其余步骤均与实施例1相同。
取对比例5制备的隔热铝型材，采用《GB/T10295-2008绝热材料稳态热阻及有关特性的测定热流计法》分别测定其热阻值与导热系数，测试3次，记录所得数据并与实施例所测得的数据制成表格，如表5所示，分析可得实施例1、实施例2、实施例3制备的隔热铝型材隔热能力均比对比例5制备的隔热铝型材隔热能力好，可以证明对铝板均质过程中施加磁场可以提高铝型材的隔热能力。
表5
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种抛光隔热铝型材的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：铝合金圆铸棒的磁场均质处理包括：
将6061铝合金熔炼后铸成铝合金圆铸棒，将铝合金圆铸棒置于加热炉内，在加热炉上方设置一个电磁吸盘，并调节加热炉温度，对铝合金圆铸棒进行均质处理，再进行降温和水淬，得到均质铝棒，将均质铝棒置于热剪机中预热并剪成短铸棒，然后通过挤压机进行挤压，得到铝板；
S2：铝板的初步抛光与表面碱性氧化处理包括：
对铝板进行冲洗，擦拭干净后进行打磨，再进行碱洗、酸洗和去离子水冲洗，得到清洁铝板，将过氧化钠、硅酸钠、钼酸铵、氢氧化钠、乙二胺四乙酸二钠、苯并三氮唑钠、聚乙二醇6000和纯水混合搅拌后得到碱性氧化处理液，在50-55℃的温度下将清洁铝板浸泡在碱性氧化处理液中，得到表面处理铝板，将表面处理铝板进行加工、裁剪、焊接以及型材矫正，得到铝型材；
S3：隔热粘接剂的制备包括：
将聚氨酯丙烯酸酯、水溶性聚乙烯醇、钛酸钾纤维和蒸馏水混合加热至70-75℃，加入十二烷基苯磺酸钙和羟烷基酰胺，静置后再加入过硫酸铵和非离子表面活性剂，在恒定温度下搅拌，然后再静置降温，得到混合乳液，将松香、烧碱和水混合加热，静置后与混合乳液混合搅拌均匀，得到隔热粘接剂；
S4：铝型材的覆膜包括：
将PVC塑料薄膜装于真空蒸镀机中进行镀铝膜，得到镀铝膜成品，将偶氮颜料、二氧化钛、空心玻璃微珠、聚酯树脂和月桂醇丙烯酸酯混合研磨成粉得粉末涂料，采用粉末喷涂工艺将粉末涂料均匀喷涂在铝型材表面，得到涂粉铝型材，将隔热粘接剂均匀地抹在涂粉铝型材表面，随后将涂粉铝型材与镀铝膜成品安装在铝型材贴膜机中，使涂粉铝型材表面贴上镀铝膜成品，得到隔热铝型材。
2.根据权利要求1所述的一种抛光隔热铝型材的制备工艺，其特征在于，步骤S1铝合金圆铸棒的磁场均质处理，包括以下步骤：
S1.1：取5-6重量份的6061铝合金加入熔炼炉中，调节炉内温度为720-730℃，并对6061铝合金进行熔炼，将所得合金熔体采用半连续铸造工艺铸成直径为300-320mm的铝合金圆铸棒；
S1.2：将铝合金圆铸棒置于加热炉内，在加热炉上方1-1.5m处设置一个电磁吸盘，调节磁场强度为0.5-0.6T，然后调节加热炉加热温度为525-530℃，加热55-60分钟使炉温达到575-580℃，在575-580℃的温度下保温390-400分钟，将所得均质铝合金圆铸棒迅速转入冷却炉中进行风冷15-20分钟，然后进行喷水急冷，在18-20秒内使均质铝合金圆铸棒的温度降至50-55℃，得到均质铝棒；
S1.3：将均质铝棒置于热剪机中预热，预热温度为455-460℃，然后剪成长度为70-71cm的短铸棒，然后将预热后的短铸棒安装在挤压机上，调节挤压速度为4-4.5mm/s，出口速度为8-9m/min，得到铝板。
3.根据权利要求2所述的一种抛光隔热铝型材的制备工艺，其特征在于，步骤S2铝板的初步抛光与表面碱性氧化处理，包括以下步骤：
S2.1：将铝板放置在过滤网上，用纯水冲洗铝板10-15分钟，然后用布将铝板表面擦拭干净，在使用80目砂纸打磨后依次用120目、240目、320目的砂纸打磨，将所得打磨铝板置于抛光机中进行水砂纸打磨，去除砂纸打磨痕迹，得到初步抛光铝板；
S2.2：将初步抛光铝板温度保持在50-55℃，利用碱洗液进行1-1.5分钟的碱洗，然后利用去离子水冲洗1.5-2分钟，在30-32℃的温度下用浓度为5%的硫酸进行55-60秒的酸洗，最后利用去离子水冲洗2-2.5分钟，得到清洁铝板；
S2.3：将4-5重量份的过氧化钠、6-7重量份的硅酸钠、3-4重量份的钼酸铵、5-6重量份的氢氧化钠、10-12重量份的乙二胺四乙酸二钠、0.8-1重量份的苯并三氮唑钠、0.5-0.6重量份的聚乙二醇6000和160-180重量份的的纯水混合，搅拌直到全部溶解得到碱性氧化处理液，在50-55℃的温度下将清洁铝板浸泡在碱性氧化处理液中2-2.5分钟，得到表面处理铝板，将表面处理铝板进行加工、裁剪、焊接以及型材矫正，得到铝型材。
4.根据权利要求3所述的一种抛光隔热铝型材的制备工艺，其特征在于，步骤S3隔热粘接剂的制备，包括以下步骤：
S3.1：将4-5重量份的聚氨酯丙烯酸酯、2-3重量份的水溶性聚乙烯醇、0.8-1重量份的钛酸钾纤维和5-6重量份的蒸馏水加入容器中并加热至70-75℃，然后加入0.04-0.05重量份的十二烷基苯磺酸钙和0.1-0.2重量份的羟烷基酰胺，静置10-15分钟后，再加入0.2-0.3重量份的过硫酸铵和0.1-0.2重量份的非离子表面活性剂，在70-75℃的温度下搅拌15-20分钟，然后静置25-30分钟，使温度降至40-50℃，得到混合乳液，备用；
S3.2：将1-1.2重量份的松香、0.08-0.1重量份的烧碱和3-4重量份的水装入三口烧瓶中，在80-120℃的温度下反应2-3小时后，自然冷却至45-50℃，将所得的松香皂与混合乳液混合搅拌均匀，得到隔热粘接剂。
5.根据权利要求4所述的一种抛光隔热铝型材的制备工艺，其特征在于，步骤S4铝型材的覆膜，包括以下步骤：
S4.1：将PVC塑料薄膜装于真空蒸镀机中，再将1-1.5重量份的铝丝置于真空蒸镀机的坩埚中，启动真空蒸镀机对PVC塑料薄膜进行镀膜，得到厚度为60-70nm的镀铝膜，打开冷却装置使镀铝膜在50-55秒内冷却至55-60℃，再取出自然冷却，得到镀铝膜成品；
S4.2：将0.03-0.04重量份的偶氮颜料、0.2-0.3重量份的二氧化钛、0.4-0.5重量份的空心玻璃微珠、0.5-0.6重量份的聚酯树脂和0.3-0.4重量份的月桂醇丙烯酸酯混合研磨成粉得粉末涂料，采用粉末喷涂工艺将所得粉末涂料均匀喷涂在铝型材表面，得到涂粉铝型材；
S4.3：将隔热粘接剂均匀地抹在涂粉铝型材表面，上浆量45-50g/m2，随后将涂粉铝型材与镀铝膜成品安装在铝型材贴膜机中，调节铝型材贴膜机覆膜温度为60-65℃，贴膜速度为6-8m/分钟，压力为30-32N，控制贴膜过程无气泡、褶皱和划伤，使涂粉铝型材表面贴上镀铝膜成品，得到隔热铝型材。
6.根据权利要求2所述的一种抛光隔热铝型材的制备工艺，其特征在于，步骤S1.1中铝合金的成分包括：质量百分比为0.58-0.66%的Si、质量百分比为0.91-0.99%的Mg、质量百分比为0.1-0.20%的Fe、质量百分比为0.15-0.2%的Cu、质量百分比为0.1-0.15%的Mn和质量百分比为0.01-0.1%的Cr，其余成分为Al。
7.根据权利要求2所述的一种抛光隔热铝型材的制备工艺，其特征在于，步骤S1.1中的半连续铸造工艺参数为：温度690-720℃，铸造速度120-140mm/min，冷却水量2400-3100L/min，铸造水温＜50℃。
8.根据权利要求3所述的一种抛光隔热铝型材的制备工艺，其特征在于，步骤S2.2中的碱洗液成分为50g/L的碳酸钠、15g/L的碳酸氢钠和10g/L十二烷基苯磺酸钠。
9.根据权利要求4所述的一种抛光隔热铝型材的制备工艺，其特征在于，步骤S3.1中的非离子表面活性剂为N.N-双羟乙基烷基酰胺。
10.根据权利要求5所述的一种抛光隔热铝型材的制备工艺，其特征在于，步骤S4.2中的偶氮颜料型号为颜料棕23。
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