專利名稱：加筋玻璃鋼門窗框的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
加筋玻璃鋼門窗框?qū)俳ㄖ牧霞夹g(shù)領(lǐng)域。
本實(shí)用新型是通過用加強(qiáng)筋來增強(qiáng)玻璃鋼敞口異型材等技術(shù)措施后加工組成的一種新型建筑制品。
六十年代初，我國玻璃纖維工業(yè)興起，同時(shí)引進(jìn)了英國不飽合聚酯生產(chǎn)技術(shù)，促進(jìn)玻璃鋼工業(yè)的發(fā)展。七十年代以來，玻璃鋼工業(yè)開始由軍工，尖端技術(shù)產(chǎn)品迅速推廣到民用，生產(chǎn)技術(shù)和產(chǎn)品品種增長很快，在我國已經(jīng)成為一個(gè)新興的行業(yè)。我國玻璃鋼工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及有關(guān)技術(shù)資料散見于期刊雜志，也常摻雜于闡述其它問題的論文中。較詳細(xì)介紹該技術(shù)及發(fā)展現(xiàn)狀的書有肖翠蓉、唐羽章編著《復(fù)合材料工藝學(xué)》國防科技大學(xué)出版社，1991年10月。沈開獻(xiàn)編《不飽和聚酯樹脂及其應(yīng)用》化學(xué)工業(yè)出版社1988年11月。由于玻璃鋼工業(yè)由尖端、軍工技術(shù)轉(zhuǎn)到民用時(shí)間不長，在建筑工程上其產(chǎn)品多見于做玻璃鋼波形瓦、玻璃鋼衛(wèi)生潔具等。有些地方也曾有過玻璃鋼門窗，但其結(jié)構(gòu)形式多為實(shí)心和空心結(jié)構(gòu)，選擇這種成型截面材料耗用量大，價(jià)格偏高，無法進(jìn)一步推廣應(yīng)用，故這方面的專門論文和技術(shù)文件很難找到。與其關(guān)系密切的有塑料門窗，較全面系統(tǒng)介紹這方面的書有北京普輝化學(xué)建材有限公司編，李志英主編《聚氯乙烯塑料異型材與塑料窗制造技術(shù)》中國建材工業(yè)出版社，1993年4月。但因其制品易老化、變形、耐火性差，在建筑工程上實(shí)際應(yīng)用還不多。
本實(shí)用新型的目的，就是提供一種新的建筑代木材料。它利用玻璃鋼的成型方法，在模具中把玻璃鋼加工成敞口異型材，并在敞口異型材內(nèi)，鑲嵌加強(qiáng)筋以提高其剛度。同時(shí)埋置拼裝門窗框時(shí)能滿足結(jié)構(gòu)要求，且可直接進(jìn)行機(jī)械聯(lián)接的聯(lián)接件，最后做夾芯結(jié)構(gòu)層。該產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，耐腐、耐老化、阻燃性好、不變形、光潔美觀，可拼裝成各種規(guī)格的門窗框，是理想的代木材料。本實(shí)用新型如能在建筑工程上得到推廣應(yīng)用，可節(jié)省大量木材，這對(duì)保護(hù)森林資源，保持生態(tài)平衡，造福子孫后代有其極重要的意義。
與傳統(tǒng)的玻璃鋼成型工藝相同，加工拼裝成門窗框的玻璃鋼敞口異型材以玻璃纖維作為增強(qiáng)材料，以不飽合聚酯樹脂作為基體材料，作為增強(qiáng)材料的纖維，須滿足以下要求(1)纖維應(yīng)有較高的彈性模量和極限強(qiáng)度。(2)纖維的直徑應(yīng)均勻穩(wěn)定，表面狀態(tài)良好。(3)在一股絲束中，各單根纖維之間的強(qiáng)度要均勻，以免產(chǎn)生增強(qiáng)不均勻，降低復(fù)合材料強(qiáng)度。作為基體材料的樹脂應(yīng)滿足以下要求(1)能將纖維牢固粘結(jié)，并能保護(hù)纖維，使之在復(fù)合材料制造過程中不被察傷。(2)能滲入各單根纖維間隙，對(duì)纖維實(shí)現(xiàn)分散粘結(jié)保護(hù)，防止纖維表面有空隙，制得密實(shí)的復(fù)合材料。(3)本身具有一定的塑性變形能力，可以將外加負(fù)荷所產(chǎn)生于復(fù)合材料中的應(yīng)力有效地傳遞到纖維上去。(4)與纖維在化學(xué)上能長期相容，不產(chǎn)生不利的反應(yīng)。(5)與纖維在熱性能上相容，可以合理地發(fā)揮兩種材料的效能。
玻璃鋼異型材的生產(chǎn)工藝種類很多，如小批量生產(chǎn)可采取接觸成型法。在接觸成型工藝中，無論是手糊成型或噴射成型，基層合程序和所用模具是相同的。常用的模具有玻璃鋼模具，其他還有環(huán)氧模具，木模，石膏模、金屬模等。在使用模具前，模具表面必須被覆好蠟層，然后再被覆脫模劑如聚乙烯醇。模具上被覆好脫模劑后，必須完全干燥，再用刷子或噴射，將膠衣樹脂被覆上去。如用刷子，一般用長軟毛刷。刷兩層，要注意不產(chǎn)生刷痕，等第一層完全固化后立即刷第二層。用噴槍時(shí)可以一次噴覆達(dá)到所需厚度。最終膠衣厚度為0.3～0.6mm(400～500g/m2)。在膠依達(dá)到一定的凝膠程度后，即用刷子或噴槍均勻地被覆上一層樹脂。第一層樹脂量要足夠，使玻璃纖維氈能夠濕透?？梢杂脡狠佪p壓滾動(dòng)，將覆合層中的潛伏空氣擠出，排除干凈。在短切纖維氈層中樹脂與玻璃纖維的比例約為2∶1，經(jīng)輥壓趕出空氣后，需待該層鋪覆材料凝膠然后再繼續(xù)鋪層。如有用粗格子布，可以和氈交替疊層。有些玻璃纖維廠直接生產(chǎn)粗格子布和短切氈縫合在一起的產(chǎn)品，鋪層更為方便，有效地防止了把兩層粗格子布直接疊合的缺陷。用粗格子布可以使層合結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和硬挺度增加，但不易徹底浸透樹脂，也不容易和模具構(gòu)形貼合。故不宜重疊使用。
膠衣層固化到適當(dāng)程度后，也可以用噴射法鋪層。噴槍的類型雖不同，但玻璃纖維短切部分的作用是相同的，將連續(xù)的無捻粗紗喂入噴搶附帶的空氣驅(qū)動(dòng)的短切器，即被切斷成一定長度(12-62mm)并由噴槍噴出的樹脂流股帶送到模具表面。最終產(chǎn)品中玻璃纖維含量為30-35％，如需大規(guī)模工化生產(chǎn)，可用袋壓成形或模壓成形的辦法進(jìn)行生產(chǎn)(詳見前述的參與書)。
用作加強(qiáng)筋的材料一般為竹材(亦可以是木材或其它金屬纖維材料)，竹材必須選擇3-5年竹齡的優(yōu)質(zhì)竹子(如南竹)。且胸徑不得小于6cm，竹子破成篾條，可以用動(dòng)力機(jī)械，也可以用手工，篾條規(guī)格長度和寬度與型材的內(nèi)邊尺寸相同，厚度為0.5cm左右。竹篾經(jīng)烘干、防腐、防蛀、壓平、刨光等處理后備用。加筋玻璃鋼敞口異型材有豎向拼裝件和橫向拼裝件之分。其不同之處在于其端點(diǎn)埋置的聯(lián)接件形狀不同。型材的長度尺寸以國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鋼木窗洞口尺寸為基礎(chǔ)，以便相互替代。
我國建筑工程上也有一些用玻璃鋼做的門窗框及門板，其質(zhì)量之好是世人公認(rèn)的，但因其制品未能很好的利用材料的力學(xué)性質(zhì)，其型材大都做成空心或?qū)嵭慕Y(jié)構(gòu)，為提高玻璃鋼型材的強(qiáng)度、剛度和整體穩(wěn)定性均以增加其截面面積來實(shí)現(xiàn)，這就大大增加了材料的用量，使其成本提高，影響推廣應(yīng)用。本實(shí)用新型在異型材的選型上充分考慮了型材截面憒性矩的大小，加工的難易程度及材料消耗量諸方面的因素。并利用材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)分析建筑工程中門窗框的具體受力情況，選擇了敞口(如凹字形等)的型材截面，這樣不但比傳統(tǒng)的空心型材少了一個(gè)面的玻璃鋼材料，而且便于在敞口異型材的內(nèi)邊鑲嵌加強(qiáng)筋及埋置拼裝門窗框時(shí)用的聯(lián)接件。由于有加強(qiáng)筋增強(qiáng)，不但大大提高了型材的剛度、強(qiáng)度，又減少了材料用量，降低了成本。同時(shí)由于門窗框安裝時(shí)均與墻體連接，敞口異型材的空腔部位始終朝向砌體；在砌砌體的同時(shí)可向敞口空腔部分灌漿來進(jìn)一步提高門窗的整體穩(wěn)定性(門窗框如在預(yù)留的洞口內(nèi)安裝，其敞口空腔部分可填滿或部分填滿夾心結(jié)構(gòu)材料)。本實(shí)用新型可人工小規(guī)模批量生產(chǎn)，亦可大規(guī)模工廠化生產(chǎn)。再者該實(shí)用新型的主要增強(qiáng)材料為竹子，竹子成材周期短，適應(yīng)性強(qiáng)，易栽培，有效的保護(hù)了森林資源。


圖1為窗框立面圖，圖2為門框立面圖，圖3為玻璃鋼異型材豎向拼裝件，如圖1、圖2中之a(chǎn)。圖4為玻璃鋼異型材橫向拼裝件，如圖1、圖2中之b。門窗框均由豎向與橫向拼裝件拼裝而成，不同之處為門框豎向拼裝件埋入地面一端沒有聯(lián)接件。型材截面尺寸如A-A剖，B-B剖中的高，寬參照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的木門窗框尺寸要求。圖3、圖4、及A-A剖，B-B剖中(1)為玻璃鋼敞口異型材；(2)經(jīng)過處理后用作加強(qiáng)筋的竹材；(3)夾芯結(jié)構(gòu)層；(4)異型材空腔；(5)拼裝用的聯(lián)接件(豎橫向異型材拼裝時(shí)可上螺釘機(jī)械聯(lián)接)。
實(shí)施該實(shí)用新型的最好方式是1、 按照設(shè)計(jì)或用戶要求做好玻璃鋼敞口異型材模具，模具尺寸應(yīng)與型材拼裝件的尺寸一致，以便脫模時(shí)拼裝件不用再切割加工直接可以使用。
2、 異型材按照玻璃鋼成型方法加工成敞口異型材；并在玻璃鋼層合結(jié)構(gòu)全部鋪完后，在樹脂尚未完全固化時(shí)將作為加強(qiáng)筋的竹材鋪在敞口異型材的內(nèi)邊，并使其緊緊結(jié)合在尚未固化的樹脂上面，最后形成復(fù)合整體。亦可以在玻璃鋼敞口異形材成型后再用膠粘劑膠接上去，但不管采用何種辦法，加強(qiáng)筋均應(yīng)在脫模前鑲嵌好。同時(shí)埋置組裝門窗框時(shí)能滿足結(jié)構(gòu)要求，且可直接上螺釘或焊接的聯(lián)接件。
3、 完成上述步驟后即用泡沫塑料或無機(jī)膠凝材料做夾心結(jié)構(gòu)層。
4、 層合結(jié)構(gòu)經(jīng)過部分固化尚未脫模時(shí)制品已經(jīng)定型，可以用刀子削邊。脫模后的拼裝件可以在工廠拼裝，也可在工地拼裝。
權(quán)利要求1. 一種加筋玻璃鋼門窗框，它由玻璃鋼敞口異型材拼裝而成，其特征是在玻璃鋼敞口異型材內(nèi)鑲嵌加強(qiáng)筋，埋置聯(lián)接件，做夾芯結(jié)構(gòu)層。
2. 如權(quán)利要求書1所說的，玻璃鋼敞口異型材，其特征是可在型材敞口的空腔內(nèi)鑲嵌加強(qiáng)筋A(yù)，加強(qiáng)筋A(yù)選自a.經(jīng)過處理后的優(yōu)質(zhì)竹材；b.經(jīng)過處理后的木材；c.其它金屬材料或復(fù)合材料。
3. 如權(quán)利要求書1所說的，玻璃鋼敞口異型材其特征在于在型材敞口的空腔內(nèi)理置的聯(lián)接件在門窗框拼裝時(shí)可直接進(jìn)行機(jī)械聯(lián)接，并滿足結(jié)構(gòu)要求。在完成權(quán)利要求書2及上述步驟后，在敞口異型材的空腔內(nèi)做夾芯結(jié)構(gòu)保護(hù)層，夾芯結(jié)構(gòu)保護(hù)層的材料B選自a.泡沫塑料；b.無機(jī)膠凝材料。
4. 如權(quán)利要求書1所說，玻璃鋼敞口異型材，其特征是在砌筑墻體、安裝門窗框時(shí)，可向敞口異型材的空腔部分灌砌筑砂漿來進(jìn)一步提高門窗框的剛度和整體穩(wěn)定性，如在預(yù)留的門窗洞口內(nèi)安裝門窗框，其敞口異型材的空腔內(nèi)可填滿或部分填滿夾芯結(jié)構(gòu)保護(hù)層材料。
專利摘要加筋玻璃鋼門窗框?qū)俳ㄖ牧霞夹g(shù)領(lǐng)域。門窗框由玻璃鋼敞口異形材拼裝而成，其特征是在敞口異型材內(nèi)鑲嵌竹材或其它增強(qiáng)材料，以提高其剛度、強(qiáng)度，并埋置拼裝聯(lián)接件，做夾心結(jié)構(gòu)保護(hù)層。在門窗框安裝時(shí)，可向敞口異型材的空腔部分灌砌筑砂漿來進(jìn)一步提高其剛度和整體穩(wěn)定性。該產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，耐磨、耐老化、難燃、不變形，光潔美觀，是理想的代木材料。該產(chǎn)品可小規(guī)模手工批量生產(chǎn)，亦可大規(guī)模工廠化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)E06B3/08GK2355062SQ98215430
公開日1999年12月22日 申請日期1998年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月8日
發(fā)明者譚遠(yuǎn)志 申請人:譚遠(yuǎn)志