第2章　塑料門窗

2.1　塑料門窗在國內外的應用和發展

2.1.1　塑料門窗在國外的發展

塑料門窗是20世紀50年代末，首先由德國研制開發的，于1959年開始生產。最初的塑料門窗均采用單腔結構，比較簡單、粗糙，伴隨著世界性能源危機的到來，70年代初節能效果好的塑料門窗得到大量使用，也推動了型材生產技術的提高，性能日臻完善，由原來的單腔發展到三腔、四腔型材。也帶動了歐洲乃至亞洲塑料門窗的發展。據不完全統計，當時德國塑料門窗的使用量已占門窗市場的52％；奧地利為48％；瑞士、英國、法國、意大利等發達國家也有10％～20％以上；美國的塑料門窗在30年代末開始起步，每年使用量增率在15％以上，當時亞洲地區使用塑料門窗的有日本、中國臺灣、新加坡和泰國等。

國外塑料窗框技術仍在不斷發展，一些起步較晚的國家，正在積極擴大生產，提高效率，擴大市場占有率。如德國，則進一步向縱深發展，開發新結構、新技術，向高級化、彩色化、復合化發展。

2.1.2　我國塑料門窗生產的現狀及發展

我國的塑料門窗起步較晚。20世紀70年代生產的鈣塑門窗，質量不過關，已基本淘汰。真正的塑料門窗生產是從1983年由引進設備開始的，當時的技術不是很先進，均采用單腔或二腔結構的型材，實際使用效果不好。之后加大了對引進技術的消化吸收，技術水平有了很大提高。90年代初，伴隨著行業好轉，國內紛紛涌現一批設備、模具、型材、組裝設備等生產企業。引進先進設備的企業的建成、產品技術性能的提高，大大地推動了行業的發展。形成10余萬噸以上生產能力的型材企業有大連實德塑膠工業有限公司，安徽蕪湖海螺塑膠有限公司，保定德瑪斯新型建材有限公司。僅大連實德一家公司2001年消耗PVC的量已經突破60萬噸，加上改性劑CPE近5萬噸，實際用量達70萬噸。

在原材料供應方面，1996聚氯乙烯（PVC）總產量達到136萬噸，九五期間通過新建、擴建和國外合資新增181萬噸，這為塑料門窗的生產發展提供了堅實的原料基礎。2010年我國PVC樹脂的產量突破1000萬噸，為門窗異型材的生產發展提供了更大空間。另外作為塑料PVC的改性劑——氯化聚乙烯樹脂，在2010年達50萬噸，“十二五”結束可突破100萬噸，在質量和產量上均滿足了國內生產的塑料門窗和異型材的要求。

2.1.3　異型材生產工藝、流程及設備配置

（1）擠出成型的主要設備

擠出成型的主要設備是擠出機及輔機。擠出機有單螺桿擠出機，雙螺桿擠出機和多螺桿擠出機，輔機隨著制品種類而不同。聚氯乙烯塑料異型材擠出成型加工的主要設備是雙螺桿擠出機，輔機設備有機頭、口模、冷卻定型裝置、牽引裝置、切割鋸及卸料架等，并輔有原料供給、計量加料和自動控制等裝置。

另外，制備PVC干混粉料，多采用高速轉動的熱混合機和低速轉動的冷混合機組成的熱、冷混合機組，輔以加料裝置、計量加料裝置、送料裝置及儲存罐。

（2）生產工藝流程

①混料過程

a.三個儲存罐裝PVC。

b.四個輔助計量裝置，分別裝穩定劑、改性劑、著色劑和填充劑。

c.各種原料通過電腦控制秤自動計量。

d.輔助原料在熱混機內達到工藝規定的溫度和時間后入冷混機，降低溫度到工藝規定值，放入中間容器。混料工藝參照混料操作規程。

e.過篩后，混料被送入四個干混料倉。

f.干混料倉中的料被抽到中間倉內，再由輸送螺桿供給擠出機。擠出機生產工藝參照工藝卡。

②擠出過程

a.混料過程的干混料經擠出機塑化擠出成型，送入定型臺冷卻定型。

b.定型后的型材，經打號裝置打上班次、日期，送牽引機牽引。

c.牽引機牽出的型材覆上保護膜后，經切割臺定長切割，送入卸料臺收集。

d.型材經打包后，即為成品型材。

③過程分析

混料過程屬于中間過程，由于干混料在密閉系統中輸送，無法取出分析，只能等擠出成型產品后，對產品進行分析，另外擠出工藝更容易直接控制，工藝變動更容易觀察到，故混料過程是關鍵過程。

2.1.4　塑料門窗異型材在應用中的一些問題

硬質聚氯乙烯作窗框，特別是外窗用材料暴露在戶外，要常年經受苛刻而多變的大氣環境侵蝕，如風吹、日曬、雨淋、環境污染等，遭受的環境破壞因素極其復雜，加上原料樹脂、助劑的選用配合，制品的成型加工工藝等所存在的問題，使得PVC窗框的耐候性、耐久性成為一個復雜的研究課題，也是人們考核塑料窗框的一項主要指標。

影響聚氯乙烯塑料耐候性的主要因素有材料本身的降解和外界環境因素，包括光、熱、氧、水等因素。

提高聚氯乙烯窗框異型材的耐候性，主要是選擇合適的抗沖擊改性劑、穩定劑、著色劑及紫外線吸收劑。

另外，在擠出成型過程中，盡量降低加工溫度，減少物料在機筒內的停留時間，也有利于提高異型材的耐候性。