PA66GF25在列车车窗中的应用

2016-09-27唐山华达总公司廖淑香孙兆金

电子世界 2016年16期

唐山华达总公司　廖淑香　孙兆金

PA66GF25在列车车窗中的应用

唐山华达总公司廖淑香孙兆金

轨道交通列车的工作环境温度：非高寒地区-25℃到40℃，高寒地区-40℃到50℃；储存环境温度：-40℃到60℃。以车厢为一单元分析，与外界进行热交换主要是通过安装在车体上的车窗。车窗的一般性能要求有6项：防雨性能、水密性能、抗风压性能、隔热性能、隔声性能、耐久性能。列车在运行过程中，目前的车窗隔热性能：传热系数K≤3.5 W/（m2.K），青藏客车K≤3 W/（m2.K）。在夏天或冬天，室内温度差大的情况下，为了保证乘客在车厢内有舒适的温度，节省列车的能源，降低传热系数K值是很有必要的。因此PA66GF25如何在车窗上正确的应用，成为轨道交通一个重要的研究领域。

车厢；舒适的温度；PA66GF25

PA的英文名称：Polyamide，中文名称：尼龙。PA66GF25：由聚酰胺66加25%玻璃纤维制成。加入到车窗铝框中的隔热条的主要成分为不小于65%的聚酰胺66和25%±2.5%的玻璃纤维，余量为添加剂。截面高度为14.8mm，产品代码为00001的实心型隔热条，标记为：S00001 14.8 PA66GF25 GB/T 23615.1-2009；目前列车车窗上应用的为实心型的隔热条，

1　隔热条的要求

1.1隔热条的主要成分

由不小于65%的聚酰胺66和25%±2.5%的玻璃纤维组成，余量为添加剂。玻璃纤维含量试验后，显微镜下观察隔热条烧断后的残余玻璃纤维，应透明、细长（图1为该玻璃纤维典型图示）。

图1　玻璃纤维典型图示

1.2隔热条的内部组织

隔热条内部结构应致密，无气泡，无裂纹，无明显夹杂物，玻璃纤维均匀分布（图2为隔热条纵向玻璃纤维分布典型图示，图3为隔热条横向玻璃纤维分布典型图示）。

图2　　隔热条纵向玻璃纤维分布典型图示

图3　　隔热条横向玻璃纤维分布典型图示

1.3隔热条的性能

PA66是系列改性工程塑料合金，与其他工程塑料相比，尼龙（PA66）具有以下特性：

*高熔点、出色的耐热性能以及自熄性；

*韧性、耐久性、电性能以及其他物理性能都具有出色的平衡指标；

*优良的耐油性剂、耐化学品性能；

*具有优良的耐磨、抗蠕变及耐老化性能；

但是我们必须清楚的知道，没有经过改性的PA66材料在抗拉强度和线膨胀系数上与铝合金是不匹配的，那么我们首先必须对PA66原材料进行改性，使之与铝合金型材相匹配，并提高它在不同状态下的横向抗拉强度，达到实际使用过程中耐候性上的要求。

经过反复的对比实验和近20年的实际使用后，国际上确立了用PA66加25%的玻璃纤维改性成工程塑料作为隔热条的基本材料（目前国际上还没有发现比这个材料合理、更经济的新材料），使热变形温度（℃）、热导率（导热系数）（W/m.K）、线膨胀系数（K-1）、冲击强度（无缺口）（kj/m2）、断裂伸长率（%）、耐紫外线和热老化性能等更符合铝合金型材的性能和加工特征。

2　PA66GF25在车窗上正确的应用

2.1时效处理、表面处理（氧化、喷塑、喷漆）对带隔热条的车窗的影响

时效处理：温度在205±5℃，时间为2.5-3小时；表面处理：一般有3种方法：1）氧化，温度在20℃以下；2）喷塑，温度在180-200℃之间；3）喷漆，温度在60-80℃之间。

分析：时效温度、喷塑温度都比较接近隔热条的维卡软化温度230℃，对PA66GF25隔热条性能是有影响的，通过对带有隔热条的2段铝型材分别进行时效、喷塑处理。实践证明：时效处理的铝型材和隔热条会出现脱落现象，也就是说原本固定在一起的隔热条和铝型材出现松动现象；喷塑处理的铝型材和隔热条，在铝型材的看面上会有2道“凸”痕。效果比时效处理好很多。而氧化和喷漆温度都远低于隔热条的维卡软化温度，PA66GF25可长时间在-45到100℃之间，故带隔热断桥的车窗可以选择表面处理方式氧化最好，喷漆次之，喷塑在满足密封条件下可以考虑，但最好是选择氧化或者喷漆。当然这些只是浅浅的分析，如果想得出最准的数据，可以做3种表面处理的活动窗，进行型式试验作为最终的依据来验证。

2.2隔热条在车窗上的结构型式

常用隔热条的结构型式有两种：1）实心型：S；2）空心型：K。最常见的还是实心型的，型材一般都采用两个实心型的隔热条，既使铝型材从中间隔开，阻断铝型材的传热，又能保证铝型材和隔热条连接处设备能加工到位。隔热条的壁厚尺寸按照工程设计计算选择。实心型隔热条主要受力部位最小局部壁厚实测值应不小于1.75mm.隔热条横截面尺寸偏差应符合表1规定。隔热条横截面端头角度θ的允许偏差为±1°，其他角度的允许偏差为±1.5°.隔热条横截面其他部位尺寸允许偏差按照GB5237.1高精度的要求，由供需双方协商确定，并在合同（或订货单）中注明。