共挤与覆膜彩色型材对比

聚氯乙烯彩色型材耐候性能测试与评价孙泉;杨宗林;胡孝义;李生德【摘要】通过对彩色型材老化性能的全面评价,得出不同的着色工艺如共挤、覆膜、涂装、通体以及不同的色系对老化性能有很大的影响,通体着色以及PVC/PVC共挤彩色型材的耐候性比较差:附着力、剥离强度、色差、冲击强度保留率等指标能比较全面的表征彩色型材的耐候性能.【期刊名称】《环境技术》【年(卷),期】2011(034)003【总页数】4页(P16-19)【关键词】聚氯乙烯;彩色型材;耐候性能【作者】孙泉;杨宗林;胡孝义;李生德【作者单位】中国石油化工股份有限公司北京化工研究院;中国石油化工股份有限公司北京化工研究院;中国石油化工股份有限公司北京化工研究院;中国石油化工股份有限公司北京化工研究院【正文语种】中文聚氯乙烯门窗型材作为新兴的化学建筑材料，因其具有节能、隔热、保温、环保、安装简便等特点，已成为我国建筑业中必不可少的新型建材。

随着我国经济的持续增长，迎来了我国建筑业的黄金时期，同时也带动了化学建材业的迅速发展，传统的白色型材已不能满足国内外市场的需求；另一方面，随着人们生活水平的不断提高，对家居装饰的协调和统一也提出了更高的要求，迫切需要在型材的品种及颜色方面有更进一步的改进。

因此彩色聚氯乙烯门窗型材的开发和研制已成为市场和企业发展的必然趋势。

彩色型材是在传统型材加工的基础上，通过加入颜料或引入新的加工工艺而赋予型材不同的色彩。

目前常用的方法有整体着色、双色共挤、覆膜和喷涂等方法。

耐老化性能是聚氯乙烯门窗型材最为重要的性能，该性能直接影响着门窗型材的使用寿命。

我国地域辽阔，随着聚氯乙烯门窗的推广与普及，聚氯乙烯门窗的使用环境趋于多样化、复杂化，因此老化性能成为评价聚氯乙烯门窗型材的关键技术指标。

目前彩色聚氯乙烯门窗型材在我国尚属起步阶段，对于相应的老化性能的研究还不深入。

由于新材料和新的加工方法的引入，必然会造成彩色型材和传统白色型材老化性能本质上的差异。

解读未增塑聚氯乙烯(PVC-U)彩色型材新标准杨忠久;李生德【摘要】本文论述了两项门窗用彩色型材行业标准的共同点与不同点,以及两项标准实施的作用和意义.【期刊名称】《门窗》【年(卷),期】2010(000)011【总页数】6页(P27-32)【关键词】彩色型材标准;共同点;不同点;作用;意义【作者】杨忠久;李生德【作者单位】山东金达双鹏集团;国家化学建材测试中心【正文语种】中文1 前言自从20世纪以来，各种着色方法生产的彩色型材逐渐受到消费者的欢迎。

由于我国一直还没有颁布彩色塑料异型材标准，企业生产彩色塑料门窗缺乏质量控制依据，消费者选择和使用彩色塑料门窗也没有质量鉴别、评价标准。

近年来由中国轻工业联合会提出，全国塑料制品标准化技术委员会归口，国家发展和改革委员会发布了QB/T 2976—2008《门、窗用未增塑聚氯乙烯（PVC-U）彩色型材》，下称《门窗用彩色型材》；由国家住房和城乡建设部标准定额研究所提出，住房和城乡建设部建筑制品和构配件产品标准化技术委员会归口，住房和城乡建设部发布了JG/T263-2010《建筑门窗用未增塑聚氯乙烯彩色型材》，下称《建筑门窗用彩色型材》标准。

两个标准分别出于塑料制品专业生产管理部门（即轻工行业）与门窗市场应用管理部门（即建筑工业行业），可见国家相关领导部门对门窗用彩色塑料门窗质量的重视和关注，无疑将对规范和指导彩色塑料异型材制造质量和彩色塑料门窗使用性能，发挥重大的促进作用。

但两个标准究竟有什么不同？各有哪些作用和意义？生产企业到底应该怎样执行这些标准？笔者根据自己的理解，谈一点个人浅显认识，仅供行业相关人士参考。

不当之处，敬请行业同仁批评、指正。

2 两个标准的共同点2.1 涵盖范围相同两个标准都涵盖了共挤型材、覆膜型材、涂装型材以及通体型材的性能要求。

通体型材是彩色型材发展早期出现的一种产品，存在一些质量缺陷，但标准是开放性的，鼓励使用创新技术，随着技术的进步，有部分使用无机颜料，在型材和色母料配方中添加适量紫外线吸收剂与抗氧剂。

建材产品质發报告•S f关于“不同时期劣质塑钢门窗快速判定方法”的研究吕长富专家：李立冷金华新型塑钢门窗是继木、钢、铝合金 窗之后的第四代门窗产品，它具有化学 稳定性好，导热系数低，有自熄性等优 点，再加上异型材的多腔结构和良好的 结构设计，使PVC塑料门窗具有密封、保温、隔热、隔音、耐腐蚀、阻燃、不 怕潮湿、霉蛀，尤其是对具有冷暖空调 设备的现代建筑，能较好地防止冷暖气 逸散，可节约能源消耗的30%以上，特 别是色彩丰富的彩色型材，更具有自然 装饰和美化室内环境的优点，其耐老化 性经国外实际使用和国内人工加速老化 试验，使用寿命可达30年以上。

从90年代初至今二十多年，国家针对塑钢门窗的发 展和存在的问题，先后分3个阶段出台了6个标准：第一阶段：JGAT3018-94《PVC塑料窗》；第二阶段：GBAT8814-2004《门、窗用未增塑聚氯 乙烯（PVC-U )型材》和JG/T140-2005《未增塑聚乙 稀(PVC-U)塑料窗》；第三阶段：GB/T28887-2012《建筑用塑料窗》、GB/T28886-2012《建筑用塑料门》，以及2017年新增 的GBT8814-2017《门、窗用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材》。

针对各个时期标准的要求和市场产品存在的问题，我们分别进行了研究，并写出了相应的《劣质塑钢门窗 快速判定方法》。

44 I产品可靠性报告2021年第2期建衬产品质量报告•想鉍n f比如，针对第一阶段JG/T301 8 - 94 《PVC塑料窗》行业标准和2002年3 月27曰国家质检总局第19号令《工业产品生产许可证管理办法》，我们 在2005年2月22日写出了《劣质塑料 窗的现场快速判定方法》（见附录 一），重点解决了塑钢窗角强度不达 标的问题，经全国推广，在重庆、四川、浙江、江西、内蒙、陕西等省推 广，查获劣质塑钢门窗数以百万计；针对第二阶段G B/T881 4 - 2004《门、窗用未增塑聚氯乙烯(PVC-U )型材》和JG/T140-2005 《未增塑聚乙烯(PVC-U)塑料窗》国家和行业标准，和国家取消建筑外窗(含塑钢窗、铝合金窗）工业产品生产许可的证强制管理规定后，市场上生产塑钢门窗的小门店作坊迅猛发展、低价恶性竞争激烈、致使市场上的塑钢门窗产品参差不齐、良莠不分的情况，我们除了积极寻求法律支撑外，还在2007年10月15日写出了《关于“劣质塑钢窗现场判定方法”的再研究》（见附录二），用国内首创的超声波测厚仪“在现场无损检测非金属非均质塑钢门窗PVC型材厚度”，重点解决了其可视面不达标的问题，由于检测方便，效果明显，经在全国推广，查获劣质塑钢门窗数以千万元计；针对第三阶段新实施的G B/T28887-2012《建筑用塑料窗》和GB/T28886-2012《建筑用塑料门》国家标准，我们通过“塑钢窗型材灰分含量、密度和低温落锤相关性试验”、以及“假冒名牌塑钢型材添加荧光增白剂问题”的分析，于2016年7月27曰写出了《劣质塑钢窗型材快速判定方法》（见附录三）和《快速识别真假海螺型材的方法》（见附录四），在全国推广，效果显著。

PVC彩色型材简介塑料门窗作为新时代的建筑节能门窗,其产品以其固有的优势越来越受到人们的亲.为塑料门窗的推广和普及提供了有利的条件。

但人们对其提出了更高的要求，不仅仅局限于使用性能方面。

而且随着人们对生活的个性化和彩色化追求，对门窗传统的单一白色提出异议，颜色的单一化使塑料门窗在使用中很难达到与内外墙装饰装修的和谐统一，削弱了塑钢门窗的装饰能力。

为此，彩色型材应运而生，不但美化了建筑，也给予设计师们更大的想象空间，赋予室内装璜更有特性的配色背景，为住房们创造了温馨的环境。

目前，在市场上彩色门窗的生产较为流行的四种生产方式主要是:通体着色、双色共挤、覆膜和喷涂。

现就以上通体法、共挤法、喷涂法加工方法摘其要点简述如下：1、通体法（共混）彩色塑料门窗型材：通体法（共混）彩色塑料门窗型材是传统的但目前应用日渐减少的方法，其特点如下：①生产通体一色的PVC型材是挤出生产很普通的制造方法，生产方法简便易行，不需特殊装备，只要在PVC配料中加入相应的颜料（或母料）即可，设备投资少，同时为组装门窗提供便利。

因其清角后仍为原色，清角后的焊缝失去表面光泽的缺陷可以弥补。

②颜料在高速搅拌时与各组分原材料一起加入，一般情况下混合效果能满足制品要求。

③型材及生产线产生的废料均可清净后回收使用。

不足之处：①最小产量受限制，是其最大的缺憾，因PVC型材组装门窗的特点，每一系列的门窗至少需要6种以上型材方能组装成成品，所以模具更换频繁使原材料、动力、人工费等消耗提高，成本提高，劳产率降低。

②混料系统、挤出成型系统清洗繁重、耗时、费工。

③制造彩色型材用颜料与PVC基材组分一起经过热历程与剪切作用，要求颜料不仅有优秀的热、光稳定性，还要耐HCL，因此对颜料的选用比较苛刻。

④在挤出机排气口加入色浆使PVC型材着色的方法，有些色浆的加入会影响制品的热变形温度及阻燃性。

⑤制造彩色型材特别是符合客户要求的颜色时，需要有相应的工艺技术人员，需要有调色装置或实验手段，企业才能有自主权。

国产彩色型材耐候覆膜崭露头角目前，中国市场上的塑料型材表面处理方式分为白色、共挤、覆膜、喷涂几种。

白色和共挤是主要的表面处理方式，覆膜和喷涂型材的市场占有率较低。

白色型材是塑料本身的颜色，市场上分为青白和乳白色两种，不同的厂家颜色有所不同。

随着个性化的加强，人们对建筑物色彩的要求越来越高，型材表面彩色化应用越来越多。

共挤是中国型材市场最主要的表面处理方式，共挤的优点是价格低廉，缺点是花色单一，耐候性差；喷涂的表面处理方式虽然颜色品种较多，但是喷涂层与型材的表面结合牢度差，容易出现色差，抗刮性和耐候性差等问题致使喷涂型材在市场上使用量非常少；覆膜型材作为欧洲型材的主流表面处理方式，在中国市场的推广却遇到很大的阻碍，是因为用在型材上的耐候膜质量标准要求很高，我国一直以来是依靠进口品牌，中国缺少国产品牌来提供性价比高的产品，不过现在浙江汇锋公司已经投资一个多亿，利用高品质的进口机器，并配备完善的检测设备，力争把德凯丽品牌打造成质优价廉的民族品牌。

在中国市场上，目前耐候膜有以下一些品牌：德国雷诺丽特、德国宏舒赫，以色列豪格、韩国LG和台湾南亚等品牌，国产品牌以浙江汇锋生产的德凯丽品牌为主，市场上的产品档次构成如下：6000小时耐候膜主要是韩国和台湾品牌，12000小时耐候膜主要是德国和以色列品牌。

6000小时耐候膜底膜是PVC层，面层是PMMA透明层。

世界最高端的耐候膜是底膜用PMMA底膜，面膜是PVDF+PMMA透明层，号称全球性气候膜，耐候在几万小时。

汇锋德凯丽耐候膜使用PVDF+PMMA透明面膜，使用水性油墨全着色的PVC底膜，不含重金属，非常环保，耐候性在12000小时以上，完全可以满足在中国各个不同气候区域的使用。

覆膜工艺技术分为冷胶覆膜和热胶覆膜，也叫双组份胶水和PUR胶水覆膜，相应的使用冷胶机和热胶机。

在国外，因为热胶机比较环保、速度快、包覆牢度高而被广泛应用。

最近几年，我国热胶覆膜机器的数量也在增长，一些冷胶机企业纷纷表示要进行机器升级换代。

通体彩色型材耐侯性说明未经老化保护处理的通体彩色型材加工方便，但耐侯性差。

因为通体彩色型材配方与白色型材配方最大的差异就是：通体彩色型材配方取消了TiO2，增加了色料，造成型材的耐侯性大大的降低。

因为PVC树脂的耐侯性差，必须加入TiO2来保护PVC树脂，取消了TiO2就使PVC树脂直接曝晒在太阳光下，老化性能自然就得不到保证。

另外，彩色吸收的紫外线强度远比白色高得多，也加剧了老化的速度。

所以没有经过老化保护处理的通体彩色型材耐侯性很差，退色及老化快，色彩的光亮度及鲜艳度长期性差。

经过老化保护处理的通体彩色型材的耐侯性能够有所提高，但因为上述两种原因，所以耐侯性始终比白色型材差，当然更不能达到共挤彩色型材的耐侯程度。

填加了耐侯剂的通体彩色型材的耐侯性有较大幅度的提高，因为耐侯剂能够起到TiO2的保护作用，并且能促进色料的稳定，所以填加了耐侯剂的通体彩色型材的耐侯性与白色型材相当。

二、共挤彩色共挤彩色加工设备比通体复杂，因为必须新投入一些设备，包括色料干燥机、共挤挤出机、抛光机、焊角笔等，而且加工工艺要求比通体更苛刻。

但是耐侯性更好，因为共挤彩色型材是在白色型材的外表面覆盖一层彩色树脂，一般是ASA 或者PMMA，而细微的色料颗粒则均匀包裹在这层共挤树脂中。

这两种树脂的耐侯性都高于PVC树脂，它们吸收了太阳光的能量，从而使紫外线不能老化掉共挤层的色料，也保护了底层的PVC树脂，同时，底层的PVC型材配方与白色型材配方一致，所以退色和老化相对比较慢，而且色彩的光亮度和鲜艳度能够保持更长的时间。

ASA树脂是美国GE公司推出的共挤材料，由工程塑料ABS演变而来，所以共挤的型材抗冲性能突出，韧性高，和PVC树脂的相容性好，加工温度与PVC 相近，但表面硬度低，划痕出现的频率比较高。

近年来GE公司一直在改进ASA 树脂，提高树脂硬度，所以这个问题现在已经得到了比较好的改善。

PMMA树脂主要供货商有：法国阿托公司、日本钟渊、日本三菱、美国罗门哈斯等。

一、四种彩色塑钢型材的工艺简介市场上常见的彩色塑料门窗型材，是由双色共挤、静电喷涂、全混，覆膜不同工艺做成。

1、双色共挤型材双色共挤的表面是一层彩色的膜PMMA，且很厚，它直接跟着PVC一起成型。

PMMA的抗光性能比PVC要好很多。

但在双色共挤的型材表面的PMMA是含色素的，阳光是直接照到色素上，这样就易褪色。

在双色共挤中，两种材料的膨胀系数不同而把它们挤压到一起时易出现分层。

由于PMMA的价格较贵，中国在双色共挤中使用的PMMA层很薄，大概只有100µm，这样彩色型材的成本可降低。

双色共挤的型材表面只能做出一个光面效果。

共挤出的型材不象一般的PVC表面很光滑平整，因为PMMA的流动性好，所以表面有痕迹，故一般还需增加一个细腻的金属刷把表面刷平，但很多企业为省钱不增加此道工序。

总体来讲，由于双色共挤上层也是PMMA层，所以在颜色变化上，抗光性和耐气侯性都较好。

而某些色素的保色性较好，例如深绿和深蓝。

但是颜色越深吸收的热量就越多。

由于不同的材料膨胀系数不同，会产生裂痕分层。

同时双色共挤的模具很贵，要2个螺杆挤出装置。

如果要换颜色前后都需挤出很多料，这样要浪费很多原材料。

故每种颜色要有一个最少订量才能开机。

2、静电喷涂型材静电喷涂，一般要喷2-3次，调色至少一斤，在德国喷涂一般只在窗厂做，型材厂几乎不做。

静电喷涂后产品在焊接时由于温度太高导致窗角焊接处接口会变黑，有一种漆在焊接时接口不会变黑但价格太贵。

静电喷涂的产品不抗磨且很快就会失去光泽，特别是颜色深的一段时间就会变灰，表面加一些油会好一些，但也比膜褪色快，喷涂的厚度一般只有10µm厚，原则上也可涂一层PMMA，但涂上去厚度也只有20µm，而且很少有人涂上。

铝合金型材也可喷涂，但工艺不一样，铝合金喷涂是一种粉末喷涂，这种色素粉末被一种材料包成颗粒，铝合金的表面温度很高，这种颗粒喷涂在铝合金上就会熔融，表面就涂上了颜色。

覆膜将成为门窗彩色化工艺的主流【门窗幕墙】随着人们对建筑审美要求的提高，塑料门窗的彩色化趋势不断加强。

而目前门窗的彩色化工艺中的喷涂，彩色通体，彩色共挤等都有其工艺局限性。

例如彩色共挤是当前中国型材市场最主流的表面处理方式，共挤的优点是价格低廉，然而缺点不仅仅是花色单一，模具成本高昂，而且经过近些年的在各地尤其是寒冷区域的应用反馈，发现共挤型材耐候性参差不齐，型材受冷热变化内应力释放易弯曲造成门窗气密水密性能下降，甚至焊角开裂。

喷涂的表面处理方式虽然颜色品种较多，但是喷涂层与型材的表面结合牢度差，容易出现色差，抗刮性和耐候性差等问题，致使喷涂型材在市场上使用量非常少。

归根结底这些工艺和方法都无法从根本上解决门窗耐候性的问题。

在欧洲，覆膜一直是最主流的门窗彩色化工艺，而在国内，因价格因素覆膜产品一直未能获得主流市场的接受。

然而，覆膜凭借其自身优良的品质，不仅能解决彩色门窗耐候性的难题，而且可使门窗的彩色化及个性化需求得到充分的满足。

覆膜工艺简单的来说就是将一种具有极高耐候性的膜通过型材包覆机，采用高效高耐候性粘合剂，包覆到PVC型材表面。

覆膜后型材经过一定时间的固化，即可进入到下一道门窗加工环节。

覆膜的突出优势主要体现在：无因内应力造成的彩色型材表面弯曲变形，单色和木纹花色的多种花色选择使型材外观表现力显著加强，包覆时能快速更换花色，能进行灵活的小批量生产，.环保无污染。

近来随着国内外窗膜企业纷纷加大了对国内市场的研究与推广力度，市场上涌现出一批不同功能特点并各具特色的窗膜产品。

按照底膜材质的划分，可以分成PVC、PMMA、ASA等不同材料的底膜，这也从根本上确立了窗膜的基本耐候能力。

再加上不同工艺的面层处理，可以获得适应不同气候区域的各种耐候等级的窗膜。

雷诺丽特作为最早进入国内市场的窗膜企业，产品已形成系列化，不但能实现单色和木纹等不同表面效果，而且根据底膜和面膜材料组合发展出MX ,PX ,FX 三种耐候等级不同的系列产品。

通体型材
通体型材相对于白色型材来说挤出工艺相同，只是在配方上有所不同，即在平时的白色型材配方中抛除荧光粉增白剂等助剂，增加色浆或色母料和紫外线吸收剂等，挤出成型的。

所以通体型材又称为通体着色型材。

共挤型材
双色共挤型材是在PVC型材表面共挤出一层彩色的辅料，两种材料通过复合机头在高压下紧密地贴合在一起。

性能对比
通过通体型材与共挤型材的生产工艺不同。

通体型材的老化性能、耐候性能和强度与着色剂原料（染色剂）的结构、色彩、粒度与添加量等因素有很大的关系。

而共挤型材的老化性能、耐候性能与共挤表面材料（高科共挤表面为ASA）的选择有很大关系。

备注：
（1）以上三种彩色型材的性能对比，是通过分析其加工工艺、原料性能（色母、染色剂）所的出来的。

（2）通常情况下ASA/PVC共挤型材的耐候性、老化性能均优于通体型材，而PVC/PVC共挤型材在彩色型材中的性能最差。

（3）但通体型材也可以通过选用色牢度、耐侯性较好的颜料，且在着色剂配方中添加适量的紫外线吸收剂，抗氧剂助剂，使型材长久、有效地抑制或减缓着色塑料的光老化速度，显著提高着色塑料门窗的耐侯性能。

（4）高科通体型材采用的是佛山市凯粤天雄塑料科技有限公司的染色色母料（国内最好的）；高科共挤型材采用耐候性极好的ASA为表面共挤材料。