近年來，澆注式隔熱門窗技術的推廣普及，使得市場需求呈現幾何式增長，緊隨著由亞松聚氨酯(上海)有限公司及國家化學建筑材料測試中心主編，多個單位參編的隔熱膠國家標準《鋁合金建筑型材輔助材料 第2部分：聚氨酯隔熱膠材料》即GB/T23615.2于2012年正式頒布，標志著澆注式隔熱型材生產的規范化，標準化應用正式全面拉開。
注膠隔熱技術起源于1962年，歷經50多年，迄今已涵蓋北美市場80%的市場份額，在中國，韓國，日本，臺灣等國家及地區發展迅速。國內大型鋁型材廠，如亞鋁，堅美，羅普斯金，鳳鋁等較早引進該項技術。
澆注式隔熱型材，是在特定生產環境下，通過專業設備將一定質量比的異氰酸酯類混合物(A劑)及多元醇樹脂(B劑)充分混合攪拌后注入鋁型材隔熱槽口中(圖2所示)，當其達到預定強度后切除臨時性金屬連接橋，通過隔熱材料將鋁合金內外兩部分連接起來的形式復合型材。而在此工藝過程中，目前不少鋁型材生產單位忽視了一道重要的工序——打齒工藝。
通過專門設備對隔熱型材槽口中上下四條力學鎖點進行機械打齒，產生勾齒狀機械鎖扣，從而提高隔熱材料與型材槽口表面附著力。這項工藝在澆注式隔熱型材生產中的作用主要有：
一、 提高縱向抗剪強度
縱向抗剪強度——作為生產隔熱鋁型材是否合格的一項重要檢測項目，甚至不少生產廠家將其視為判斷隔熱型材是否合格的唯一檢測手段，其重要性不言而喻。而在型材加工過程中對于隔熱槽內進行機銑拋光，用含氟聚合物涂裝，用醋酸鎳類添加劑等會對隔熱材料與鋁型材注膠槽內壁的附著力產生負面影響，造成隔熱型材抗剪切力特別對于電泳及氟炭等表面處理型材在行業內都有一個統一的要求——打齒工藝。
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試樣1（電泳） |
試樣2（電泳） |
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打齒 |
54N/mm |
44.2N/mm |
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未打齒 |
13.8N/mm |
11.9N/mm |
表1 常溫下電泳表面處理型材打齒前后的縱向抗剪強度對比
由表1可以看出，打齒后的型材抗剪強度提高是顯著的，均在國標規定的30N/mm以上。
隨著表面處理方式的日益多樣化，不少噴粉供應廠商為提高型材表面處理后的耐候性，光澤度等等，會特意增加上述對附著力有負面影響的化學元素，從而影響型材縱向抗剪強度，這一問題也越來越引起鋁型材生產廠家的重視。
為保障生產的鋁型材具有足夠的縱向抗剪強度，在注膠切橋前對型材進行有效的打齒處理是非常必要的。通過打齒，來確保每一根鋁型材都是合格產品。
二、 預防干收縮
干收縮(如圖3所示)是鋁型材被切至一定尺寸后，隔熱材料發生首尾同時的收縮。因為干性收縮通常是在型材被加工成門窗后才發生的，其收縮空隙則會在門窗的角部位置出現，而引起氣密水密等問題。
鋁和聚氨酯隔熱材料在熱膨脹系數上的差異也是造成干收縮的原因，鋁的熱膨脹系數是2.35×10-5,而相對于隔熱膠，其熱膨脹系數是5到7×10-5。由表2可見，冷熱交替會導致隔熱材料和鋁材之間的附著力降低，在熱循環實驗的低溫期，隔熱材料要比鋁收縮的更多，并有和鋁材發生離析的趨勢。如此循環幾次，會導致兩種材料的分離，如果發生這種情況，那么該復合型材的結構強度將大大降低。
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熱循環次數 |
60次 |
90次 |
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經過有效打齒的收縮量 |
0 |
0 |
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未經有效打齒的收縮量 |
0 |
0.24mm |
表2 隔熱型材在60次、90次熱循環試驗后隔熱膠的收縮量
因此，增加力學附著力能有效防止這種現象的發生，通過打齒——經專門設備在隔熱槽內力學連鎖點上打磨出具有勾齒狀的機械鎖扣，增強隔熱材料與鋁型材的粘結力。打齒技術是保證澆注式隔熱門窗系統氣密性及水密性的重要條件，也是生產制造合格澆注式隔熱門窗的一項必要生產工藝。
三、 高層幕墻系統的安全保障
使用在幕墻系統中的澆注式隔熱型材，對型材的安全性、保溫性、抗風壓性都有更高的要求。尤其在超高層建筑幕墻，其室外氣溫可達-30℃,極大的室內外溫差，干性收縮的可能性將大大增加。因此，成熟可靠的打齒工藝是幕墻系統隔熱鋁型材的必要安全保障。
目前，縱觀整個澆注式隔熱鋁型材生產環境，很多廠家也意識到一些表面處理需要實施打齒工藝，不少型材廠也紛紛購置不同廠家的打齒機。然而，他們逐漸意識到： 不是所有的打齒機都能有效提高澆注式隔熱型材的縱向抗剪切力。要想生產出合格的澆注式隔熱型材，特別是對電泳，氟碳，砂紋粉表面處理的型材，必須在注膠前實施有效打齒。
使用機械破壞鋁型材部分表面或結構，通過部分表面或結構被破壞產生勾狀齒機械鎖扣。通過機械鎖緊的方式提高復合型材的整體力學強度，增強聚氨酯隔熱膠和鋁型材的粘結力，最大限度地提高鋁型材槽口表面與隔熱材料的附著力。
從上面兩張圖片，讀者可以很直觀地看出有效打齒和無效打齒的差異。有效打齒嚴格按照亞松打齒的工藝規范，最大限度地打磨隔熱槽口內的上下四條力學鎖點，形成鉤齒狀機械鎖扣，加工時需使用特種鋼特制刀具深入注膠槽內,在注膠槽內的四個力學鎖點上，深深的打出間距小于9.5mm的勾狀齒機械鎖扣齒，使聚氨酯隔熱膠與鋁型材粘結更為牢固，通過機械鎖緊方式提高鋁合金復合型材整體力學強度。
在生產過程中型材進給速度需達到9.1~54.9米/分鐘，以保障設備有足夠的效率。
而無效打齒只是輕微打磨其底部鎖點，難以達到有效提高隔熱型材抗剪切力的效果， 目前國內許多型材廠家購買的低價打齒設備，其效果都達不到有效打齒的工藝規范。
針對市場越來越專業化的需求，亞松將專利打齒設備Azo-Brader®引進中國，為每個客戶不同的型材槽口量身定制解決方案，并在行業內率先實施有效打齒的標準。
在北美，幾乎所有的澆注式隔熱型材廠家都配備了亞松 Azo-Brader® 或Lancer®打齒設備，三十多年來，亞松專業團隊為鋁型材廠培訓打齒技術，以滿足客戶對高層建筑的門窗，幕墻隔熱型材的強度要求，尤其是針對日益多樣化的表面處理如電泳，氟碳等。亞松公司也是全球唯一提供客戶質量控制網絡系統監控(E-QA)服務的團隊。其通過派遣技術工程師定期拜訪，收集設備及隔熱材料生產的相關數據，將其登錄進E-QA網絡監控系統中，確保設備運行及產品質量的有效控制。
近年來，亞松將有效打齒技術正式引入中國，國內著名的鋁型材廠家，如亞鋁，堅美，鳳鋁，羅普斯金等均已采用亞松Azo-Brader®專業打齒設備，為其鋁門窗幕墻澆注式隔熱型材的加工提供了專業的解決方案。良好的硬件設施是保障生產高強度、高品質澆注式幕墻、門窗型材的必要條件。建議型材廠家在選購專業打齒設備時，不要一味貪圖便宜，一定要事先了解設備對電泳，氟碳型材的打齒效果，確定設備是否能實施有效打齒?加工出的型材是否抗剪切力能達標? 其生產效率如何，在做到有效打齒的前提下能否快速批量加工。
參考文獻
1.GB/T23615.22012 鋁合金建筑型材用輔助材料 第2部分：聚氨酯隔熱膠材料 中國標準出版社
2.GB 5237.6—2012 鋁合金建筑型材 第6部分：隔熱型材
3.AAMA TIR-A9-90 美國建筑制造協會標準
4.《北方高層建筑鋁合金幕墻型材的兩種隔熱技術探討》 何振程
