一种高性能隔热铝合金型材及其制备方法

技术领域

本发明涉及门窗型材技术领域，尤其指一种高性能隔热铝合金型材及其制备方法。

背景技术

目前，对门窗组装时通过型材拼装形成用于固定玻璃板的窗框，与玻璃板共同组成整体的门窗。常用门窗型材通常为铝合金或者塑钢材料，型材一般通过原料熔融、模具挤出、校直等工序后加工成型。相关技术中，现代建筑当中隔热门窗一般通过设置镀层隔热玻璃、真空隔热玻璃等特制玻璃实现门窗的隔热功能。隔热门窗的窗框部分隔热性能高低影响门窗整体隔热性能的缺陷。

中国专利授权公告号：CN 112922499 B，授权公告日2022年07月29日，本实用新型公开一种组合式隔热型门窗型材及其制备方法，其包括支撑骨架，支撑骨架的截面为空心矩形框，支撑骨架一侧侧壁上开设有沿支撑骨架长度方向延伸的通槽，支撑骨架内侧设有封闭框，封闭框的各个外侧壁分别与支撑骨架的其中一个内侧壁抵紧，封闭框内设有若干封闭端，相邻两个封闭端为一组，同组封闭端共同在封闭框内形成密封空间且封闭空间抽成负压，支撑骨架外壁底部设有连接端，支撑骨架的侧壁上设有玻璃固定端。该技术方案的不足之处在于，1.支撑骨架作为整体式结构，在安装后容易室外温度通过金属的支撑骨架传导至内部、在室外炎热下导致热量大量传递影响隔热效果； 2.处于室内部分（内环境）的型材自身与环境温度变化的配合度低，使室内部分型材容易受到室外部分（外环境）型材的温度影响，进一步降低了型材的隔热性能。

综上所述，窗框型材容易被外环境影响导致对内环境的隔热性能低。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中型材容易被外环境影响导致对内环境的隔热性能低的不足，提供了一种可高效隔热、提高型材对内环境的温度适应性的高性能隔热铝合金型材。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种高性能隔热铝合金型材，包括外支撑骨架、内支撑骨架和连接桥，外支撑骨架和内支撑骨架上均设有若干隔离腔，连接桥的一端与外支撑骨架卡接，连接桥的另一端与内支撑骨架拆卡接，连接桥设有两个且相对平行布置，连接桥之间的空间设为冷却腔，冷却腔内设有水冷组件，外支撑骨架和内支撑骨架上均设有冷却通道，连接桥上设有连通孔，冷却通道与连通孔相连通。

外支撑骨架和内支撑骨架通过中间的连接桥连接，其中外支撑骨架和内支撑骨架分别在玻璃的外侧和内侧联合连接桥对玻璃进行支撑，玻璃通过型材连接在门窗口处。连接桥采用塑料材质制作而成，外支撑骨架、内支撑骨架由铝合金材料制作而成，从而通过连接桥防止外支撑骨架与内支撑骨架间的直接接触，进而无法传递热量、使门窗达到隔热效果。外支撑骨架和内支撑骨架上均设有若干隔离腔，进而形成多腔结构，由空气隔离使多个空腔能够有效地抑制热量传导，从而进一步提高隔热效果。连接桥上下并行设置有两个，以保障结构间的连接强度，同时连接桥之间的空间设置为冷却腔，冷却腔用于填充水冷组件，进而通过水冷组件内水的比热影响降低冷却腔内的温度，同时通过外支撑骨架、内支撑骨架的金属导热影响整个型材的温度，在室外热环境中减小室外温度对室内温度的热量传导和影响，另外外支撑骨架、内支撑骨架上均设置了冷却通道，用冷却通道连通外支撑骨架、内支撑骨架和连接桥，在室内外温差较大或室内主动降温（开启空调时），通过气流进入型材内部的循环实现对水冷组件、型材本身的温度调节，使外支撑骨架、内支撑骨架的温度趋于室内的温度，包括在室外热环境、室内空调开启的前提下，进行降低室外温度对室内的影响进行主动隔热处理，进而使型材配合和利用内环境温度变化改变和提高隔热性能，通过多重隔热措施提高隔热性能达到高性能隔热效果。

作为优选，水冷组件包括冷却包和安装座，冷却包由PVC材质制作而成并密封连接，冷却包的结构形状为矩形状，冷却包设有若干个，安装座置于相邻冷却包间，安装座与冷却腔嵌接。水冷组件包括冷却包和安装座，冷却包由PVC材质制作而成并密封连接呈矩形状结构，冷却包用于盛有冷却液，同时冷却包设有若干个并通过安装座连接在冷却腔内，安装座冷却包的位置固定，达到保障冷却隔热效果同时结构连接稳定性提高。

作为优选，安装座的侧面设有放置槽，冷却包的两端分别与相邻安装座的放置槽嵌接，安装座上设有若干通孔。安装座的侧面两侧面均设有放置槽，冷却板的两端分别与相邻的安装座的放置槽嵌接，达到提高结构稳定性的效果。

作为优选，冷却腔内设有隔离架，隔离架包括支杆和限位脚，支杆的一端与冷却腔连接，支杆的另一端与限位脚的一侧连接，限位脚的另一侧与安装座卡接。隔离架用于支撑和固定安装座，以使冷却腔内保有空腔空间，进而保障隔音、隔热效果，隔离架包括支杆和限位脚，限位脚与支杆的一端连接，支杆的另一端与安装座连接，安装座得到悬空支撑同时减少接触面积，达到提高结构稳定性和隔音隔热效果。

作为优选，连通孔的一端与冷却通道相连通，连通孔的另一端与与冷却腔相连通。连通孔的一端与冷却通道相连通，使冷却通道的流动时通过连通孔的一端进入连通孔连通的冷却腔，进而使冷却腔内进入暖气或冷气，进而对整个型材内部温度进行主动影响，以使型材温度与室内稳定相接近进而降低室外稳定的影响，达到提高隔热性能的效果。

作为优选，内支撑骨架表面设有活动槽和开关板，活动槽的槽底上设有通孔一，通孔一与冷却通道相连通，活动槽的槽壁上设有滑轨，开关板上设有滑块，滑块与滑块嵌接，开关板通过滑块与活动槽滑动连接，开关板上设有通孔二，通孔二和通孔一相适配。活动槽开设在内支撑骨架表面的靠近室内一侧，活动槽内通过滑块与滑轨的连接滑动连接了开关板，其中或刀槽的槽底开设了通孔一、开关板上开设了通孔二，进而通过开关板的移动使通孔一与和通孔二的相对或相错开，通孔一与冷却通道相连通，进而可控制冷却通道的开关，进而可灵活调节暖气或冷气的进入状态，达到提高结构使用灵活性和可调节性。

作为优选，活动槽的槽底上设有连接凹槽，连接凹槽内嵌接有密封条，密封条与开关板相贴。活动槽上设置有连接凹槽，连接凹槽的结构形状呈框形的围合形状，使通孔一置于密封条内，密封条由橡胶材料制作而成进而密封条与开关板通过过盈配合相贴，以提高开关板与内支撑骨架连接的紧密度，达到提高密封性同时提高开关板连接强度的效果。

作为优选，外支撑骨架上设有隔断槽，隔断槽与隔离腔相连通，隔断槽上连接有隔热密封条。外支撑骨架上设有若干的隔断槽，隔断槽与相近的隔离腔相连通，通过隔断槽可形成断桥效应，隔断槽上连接了隔热密封条，使外支撑骨架本体间的结构断热传递、进而对室内进行隔热同时具有防水性，达到进一步提高隔热性能和密封性的效果。

作为优选，外支撑骨架上设有反光板，反光板上带有隔热涂料，外支撑骨架设有安装螺孔，反光板上连接有螺杆，螺杆与安装螺孔螺纹连接。反光板通过螺杆与外支撑骨架上的安装螺孔螺纹连接，便于反光板的在不同需要下的拆装，同时反光板的表面通过喷涂或涂装，从而使表面更加具有隔热性、降低热传递，达到提高使用实用灵活性和隔热效果。

本申请还涉及一种高性能隔热铝合金型材的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一：对原料进行熔铸，并进行模具挤压，得到带有安装螺孔和隔离腔的外支撑骨架、带有隔离腔和活动槽的内支撑骨架，以及外支撑骨架和内支撑骨架上留有隔离槽，同时外支撑骨架和内支撑骨架的侧面上均开设有与连接桥相适配的卡口；

步骤二：对外支撑骨架和内支撑架均进行开孔以形成冷却通道；

步骤三：对外支撑骨架和内支撑骨架进行矫正和清洗；

步骤四：通过注塑得到两端与卡口相适配的两个连接桥，在连接桥上开设若干连通孔；

步骤五：在连接桥上均连接隔离架，通过外支撑骨架和内支撑骨架的卡口，使连接桥的一端连接外支撑骨架、另一端连接内支撑骨架；

步骤六：连接两个连接桥后，将冷却包的两端插入相邻安装座的放置槽内，将安装座与隔离架连接；

步骤七：根据隔热需要将带有隔热涂料的反光板通过螺杆与安装螺孔的连接安装在外支撑骨架上，将开关板的滑块卡入滑轨，通过开关板的滑动实现通孔一和通孔二的位置相对和相错；

步骤八：在隔断槽上连接隔热密封条，完成窗框型材的制备。

对外支撑骨架和内支撑骨架进行制备：对原料进行熔铸，并进行模具挤压，得到带有安装螺孔和隔离腔的外支撑骨架、带有隔离腔和活动槽的内支撑骨架，以及外支撑骨架和内支撑骨架上留有隔离槽，同时外支撑骨架和内支撑骨架的侧面上均开设有与连接桥相适配的卡口；

对外支撑骨架和内支撑骨架进行开孔：对外支撑骨架和内支撑架均进行开孔以形成冷却通道；

整理外支撑骨架和内支撑骨架：对外支撑骨架和内支撑骨架进行矫正和清洗；

制备连接桥：通过注塑得到两端与卡口相适配的两个连接桥；

对连接桥进行开孔：在连接桥上开设若干连通孔；

组装制备型材：在连接桥上均连接隔离架，通过外支撑骨架和内支撑骨架的卡口，使连接桥的一端连接外支撑骨架、另一端连接内支撑骨架，连接两个连接桥后，将冷却包的两端插入相邻安装座的放置槽内，将安装座与隔离架连接，根据隔热需要将带有隔热涂料的反光板通过螺杆与安装螺孔的连接安装在外支撑骨架上，将开关板的滑块卡入滑轨，通过开关板的滑动实现通孔一和通孔二的位置相对和相错，在隔断槽上连接隔热密封条，完成窗框型材的制备。

本发明的有益效果是：型材具有高性能隔热效果，型材能够配合和利用内环境温度变化提高隔热性能；型材具有多重隔热、隔音措施；结构间连接稳定性提高；提高结构使用灵活性和可调节性；结构间具有高密封性和连接强度。

附图说明

图1 是本发明的立体图（型材剖切面）；

图2是图1的剖视图；

图3是图2中A处的放大图；

图4是冷却组件结构示意图；

图5是冷却组件和隔离架连接结构示意图；

图6是开关板与内支撑骨架连接剖视图。

图中：1.外支撑骨架，2.内支撑骨架，3.隔离腔，4.连接桥，5.冷却腔，6.水冷组件，7.冷却通道，8.连通孔，9.冷却包，10.安装座，11.放置槽，12.通孔，13.隔离架，14.支杆，15.限位脚，16.活动槽，17.开关板，18.通孔一，19.滑轨，20.滑块，21.通孔二，22.连接凹槽，23. 密封条，24.隔断槽，25.反光板，26.安装螺孔，27.螺杆，28.卡口，29.隔热密封条。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、工艺和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、工艺和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

实施例1：

如图1所示，一种高性能隔热铝合金型材，包括外支撑骨架1、内支撑骨架2和连接桥4，外支撑骨架1和内支撑骨架2上均设有若干隔离腔3，连接桥4的一端与外支撑骨架1卡接，连接桥4的另一端与内支撑骨架2拆卡接，连接桥4设有两个且相对平行布置，连接桥4之间的空间设为冷却腔5，冷却腔5内设有水冷组件6，外支撑骨架1和内支撑骨架2上均设有冷却通道7，连接桥4上设有连通孔8，冷却通道7与连通孔8相连通。

如图1、2、4所示，水冷组件6包括冷却包9和安装座10，冷却包9由PVC材质制作而成并密封连接，冷却包9的结构形状为矩形状，冷却包9设有若干个，安装座10置于相邻冷却包9间，安装座10与冷却腔5嵌接。安装座10的侧面设有放置槽11，冷却包9的两端分别与相邻安装座10的放置槽11嵌接，安装座10上设有若干通孔12。

如图2、5所示，冷却腔5内设有隔离架13，隔离架13包括支杆14和限位脚15，支杆14的一端与冷却腔5连接，支杆14的另一端与限位脚15的一侧连接，限位脚15的另一侧与安装座10卡接。

如图2、3、6所示，连通孔8的一端与冷却通道7相连通，连通孔8的另一端与与冷却腔5相连通。内支撑骨架2表面设有活动槽16和开关板17，活动槽16的槽底上设有通孔一18，通孔一18与冷却通道7相连通，活动槽16的槽壁上设有滑轨19，开关板17上设有滑块20，滑块20与滑块20嵌接，开关板17通过滑块20与活动槽16滑动连接，开关板17上设有通孔二21，通孔二21和通孔一18相适配。活动槽16的槽底上设有连接凹槽22，连接凹槽22内嵌接有密封条23，密封条23与开关板17相贴。

如图1所示，外支撑骨架1上设有隔断槽24，隔断槽24与隔离腔3相连通，隔断槽24上连接有隔热密封条29。外支撑骨架1上设有反光板25，反光板25上带有隔热涂料，外支撑骨架1设有安装螺孔26，反光板25上连接有螺杆27，螺杆27与安装螺孔26螺纹连接。

如图1-6所示：外支撑骨架1和内支撑骨架2由铝合金金属材质制作而成，进而通过铝合金的质轻且强度高，可挤压成各种复合的断面型材，在制备外支撑骨架1和内支撑骨架2时方便对原料进行模具挤压，得到带有安装螺孔26和隔离腔3的外支撑骨架1、带有隔离腔3和活动槽16的内支撑骨架2。隔离腔3形成型材具有多腔结构，外支撑骨架1和内支撑骨架2上的隔离腔3大小各异形成不规则结构以便于隔断噪音传导；

外支撑骨架1上在预制时留有隔断槽24，隔断槽24在外支撑骨架1上起到打断铝合金结构间的连接，进而起到断桥效应，在隔断槽24处紧密连接隔热密封条29，隔热密封条29由隔热密封材质制作而成，可采用三元乙丙密封胶条材料，以断开铝合金材料连接同时密封隔断槽24防止液体进入隔离腔3内。

反光板25的结构形状与外支撑骨架1贴合，使隔热密封条29得到保护，同时反光板25上涂有隔热涂料，反光板25为金属板且表面隔热涂料可采用由100%丙烯酸聚合物和微泡玻璃球及微孔隔热技术制成的高效隔热涂料组成的隔热涂料制备，以使组合后的型材具有良好的防水隔热及反照功能。

外支撑骨架1和内支撑骨架2的相对侧面上设有卡口28，注塑得到两端与卡口28相适配的两个连接桥4，连接桥4为塑料材质制作而成，可采用pA66材质制作，以形成隔断空间使外支撑骨架1和内支撑骨架2不能直接接触，从而使铝合金的热导性最小化，实现隔热、隔音效果。

安装座10为薄片结构减少对冷却腔5的空间占用，同时安装座10上的通12设有若干个以提高安装座10内外气流的流通效率。

本申请还涉及一种高性能隔热铝合金型材的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤一：对原料进行熔铸，并进行模具挤压，得到带有安装螺孔26和隔离腔3的外支撑骨架1、带有隔离腔3和活动槽16的内支撑骨架2，以及外支撑骨架1和内支撑骨架2上留有隔断槽24，同时外支撑骨架1和内支撑骨架2的侧面上均开设有与连接桥4相适配的卡口28；

步骤二：对外支撑骨架1和内支撑架均进行开孔以形成冷却通道7；

步骤三：对外支撑骨架1和内支撑骨架2进行矫正和清洗；

步骤四：通过注塑得到两端与卡口28相适配的两个连接桥4，在连接桥4上开设若干连通孔8；

步骤五：在连接桥4上均连接隔离架13，通过外支撑骨架1和内支撑骨架2的卡口28，使连接桥4的一端连接外支撑骨架1、另一端连接内支撑骨架2；

步骤六：连接两个连接桥4后，将冷却包9的两端插入相邻安装座10的放置槽11内，将安装座10与隔离架13连接；

步骤七：根据隔热需要将带有隔热涂料的反光板25通过螺杆27与安装螺孔26的连接安装在外支撑骨架1上，将开关板17的滑块20卡入滑轨19，通过开关板17的滑动实现通孔一18和通孔二21的位置相对和相错；

步骤八：在隔断槽24上连接隔热密封条29，完成窗框型材的制备。

具体制备方法如下：

对原料进行熔铸，并进行模具挤压，得到带有安装螺孔26和隔离腔3的外支撑骨架1、带有隔离腔3和活动槽16的内支撑骨架2，以及外支撑骨架1上留有隔断槽24。其中外支撑骨架1上带有三个大小各异的隔离腔3，隔断槽24开合有两个且与隔离腔3相连通；内支撑骨架2上带有单个代销各异的隔离腔3；

外支撑骨架1和内支撑骨架2的侧面上均开设有与连接桥4相适配的卡口28，对外支撑骨架1和内支撑骨架2均进行开孔以形成冷却通道7。同时内支撑骨架2上的冷却通道7与连通孔8之间为冷却腔3、外支撑骨架1上的冷却通道7与连通孔8间同为冷却腔，使冷却腔3内在高温或低温气流进入后对周边的铝合金结构进行温度同化，包括在室外温度高、室内温度低的情况下便于型材的隔热；

对外支撑骨架1和内支撑骨架2进行矫正和清洗；

通过注塑得到两端与卡口28相适配的两个连接桥4，在连接桥4上开设若干连通孔12，在连接桥4上均连接隔离架13，其中支杆14的一端与安装座表面相抵、另一端连接限位脚15，限位脚15与冷却腔5的腔壁相抵；

通过外支撑骨架1和内支撑骨架2的卡口28，使连接桥4的一端连接外支撑骨架1、另一端连接内支撑骨架2，连接两个连接桥4后，将冷却包9的两端插入相邻安装座10的放置槽11内，将安装座10与隔离架13连接，根据隔热需要将带有隔热涂料的反光板25通过螺杆27与安装螺孔26的连接安装在外支撑骨架1上，将开关板17的滑块20卡入滑轨19，通过开关板17的滑动实现通孔一18和通孔二21的位置相对和相错，在隔断槽24上连接隔热密封条29，完成窗框型材的制备，以待与玻璃框及玻璃连接。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。