中国塑料门窗行业的现状及今后发展的方向

专家姓名：王 耀　　类别：市场观察

中国塑料门窗行业的现状及今后发展的方向
重庆新美鱼博洋铝业（塑钢型材）有限公司 王宗立 王 耀
河南开封树杰模具有限公司 李淑杰

前言
塑料门窗以环保、节能、密封、隔音、免维护及寿命长等特点，在建筑门窗领域占有很大的比重，但其发展的速度及发展水平与欧美国家相比较还有很大的差距。塑钢门窗行业发展现状以及中国塑料门窗将何去何从？将作为本文重点论述的要点。本文将从原料配方、挤出工艺、设备、模具以及门窗制作、安装来进行论述。
本文诚邀开封树杰模具有限公司总经理李淑杰，重庆新美鱼博洋铝业（塑钢型材）有限公司总经理王宗立、总工程师王耀参与指导，并受行业内专业人士的支持，在此表示感谢。
本文撰写时引用的资料、数据将在《参考文献》一栏内一一列出，所涉及的著作、版权请及时反馈，以便更正。
我国塑料门窗的发展历程（节选）：
1994年，成立建筑金属结构协会塑料门窗委员会。7月1日JG/3017《PVC塑料门》和JG/3018《PVC塑料窗》标准颁布实施。型材生产能力21万吨，实际销售7万吨；门窗组装能力2000万平方米，实际为700万平方米，占建筑门窗市场的3%。
1995年，JGJ26-95《民用建筑节能设计标准（采暖居住建筑部分）》颁布实施。中山威力、芜湖海螺开始投入生产。
1996年，JGJ103-96《塑料门窗安装及验收规程》颁布实施。型材生产能力30万吨，实际销售10万吨；门窗组装能力3000万平方米，实际为1000万平方米，占建筑门窗市场的8%。
1997年，JG/T5087.1-1997 《铝塑门窗组装设备 塑料门窗焊接机》、JG/T5087.2-1997 《铝塑门窗组装设备 铝塑型材仿形铣》、JG/T5087.3-1997 《铝塑门窗组装设备 铝塑型材切割锯》和JG/T5087.4-1997《铝塑门窗组装设备 铝塑型材V形锯》四项门窗设备行业标准颁布实施。山西惠丰、大连实德相继投产。型材销量15万吨，塑料门窗1500万平方米。
1998年，修订颁布了GB/T8814-1998《门、窗框用硬聚氯乙烯（PVC）型材》国家标准。北新建材、上海维卡相继投产。济南光明、济南天辰、济南德佳和济南华亚分别成立塑窗学校。型材销量20万吨，门窗2000万平方米。
1999年，型材销量30万吨，塑料门窗3000--4000万平方米
2000年，召开第五次全国塑料门窗行业年会。印发《国家化学建材产业“十五”计划和2010年发展规划纲要》“十五”发展目标提出：到2005年塑料门窗在全国市场占有率达到25%，到2010年达到30%以上。
2001年，建设部下发了JGJ134—2001《夏热冬冷地区居住建筑节能设计标准》及9项塑料门窗五金件标准。全年型材销量突破100万吨，门窗1亿平方米。
2002年，铜陵三佳成为第一个以模具为主业的上市公司。建设部下达了“东南沿海地区塑料门窗成套技术开发”和“严寒地区塑料门窗成套技术开发”两个科研开发项目。型材产能达到280万吨，实际销售120万吨；门窗组装能力2.5亿平方米，实际销售1.5亿平方米。
2003年，建设部发布了《夏热冬暖地区居住建筑节能设计标准》。塑料型材和门窗的产销量仍保持在2002年的水平。
2004年，国家质量监督检验检疫总局发布了GB/T8814—2004《门、窗用未增塑聚氯乙烯（PVC-U）型材》新标准。塑料型材和门窗的产销量仍保持在2003年的水平。
2005年，建设部和国家质量监督检验检疫总局发布了GB50189—2005《公共建筑节能设计标准》。着手编制《建筑门窗用未增塑聚氯乙烯（PVC-U）彩色型材》标准。建设部发布了JG/T180-2005《未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料门》、JG/T140-2005《未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料窗》和JG/T176-2005《塑料门窗及型材功能结构尺寸》三项建筑工业行业标准。
2006年，建设部发布了JG/T185-2006《玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）门》和JG/T186-2006《玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）窗》两项建筑工业行业标准。第一批评选出16个企业24个行业名牌窗。塑料门窗实际产销量约为2.2亿—2.4亿平方米，耗用型材200万吨。市场占有率达到35%。
2007年，建设部发布了由中国建筑金属结构协会和中国建筑标准设计研究院主编的国家建筑标准设计图集07J604《未增塑聚氯乙烯（PVC-U）塑料门窗》。建设部和国家质量监督检验检疫总局发布了GB50411-2007《建筑节能工程施工质量验收规范》。塑料门窗实际产销量约为2.5亿平方米，耗用型材200万吨以上，市场占有率达到40%。
2008年，委员会着手编制《塑料门窗制造业工人应知应会内容》和《塑料门窗培训教材》。塑料门窗产销量仍保持2007年的水平。芜湖海螺型材以52万吨的产销量位居榜首。
2009年，委员会在西安召开了“建筑金属结构协会塑料门窗委员会成立十五周年表彰大会”对行业先进单位、先进个人先进科技工作者和曾经为行业发展做出重要贡献的个人进行表彰。标志着中国塑料门窗行业已经进入了一个新的里程碑。
第一章 材 料
一、国内市场原料现状
（一）. PVC聚氯乙烯树脂
PVC聚氯乙烯树脂作为通用塑料之一，在塑料加工领域占有很大的比重。据不完全统计2009年PVC树脂的应用总量已达到430--450万吨，各类塑料异型材产量已经达到500万吨，全国各种型号的型材挤出生产线大约在12000—13000条左右，总产能大约在750—800万吨／年左右。我国目前塑料门窗加工制造能力可达7亿平方米／年，估计年应用量在4.5亿平方米以上。
1. PVC树脂的加工工艺
PVC树脂的来源有电石、石油和天然气。氯乙烯单体的合成主要有乙炔和氯化氢加成法、二氯乙烷裂解法和乙烯乙炔并用法三种。除此之外还有采用氧氯化法、乙烯与氯直接反应、乙烯直接氧氯化法、乙烷直接氧氯法等制造氯乙烯单体。氯乙烯单体经过聚合反应制得聚氯乙烯白色粉末，聚合方法有四种：悬浮聚合、乳液聚合、本体聚合和溶液聚合。国产树脂基本采用悬浮法制得，所得的聚合物粒径大，制造成本低，工艺过程易于控制，成品树脂中悬浮剂含量低，习惯上称悬浮法生产的树脂为粉状树脂。根据聚合度不同应用于不同塑料加工领域。生产PVC-U塑料异型材所用的型号一般是5型树脂。
2. 工艺水平和可加工性能
国产树脂80%以上采用电石法生产，比较有代表性的有：上海氯碱、湖北宜化、天津大沽化、宜宾天元等，石油法的有：齐鲁石化、天津乐金、北京二化等。进口的树脂在国内常见的有：韩国LG、日本钟渊等。存在大多数年产低于10万吨的小型树脂厂家，其生产的树脂大多存在批次不稳定现象，表观密度偏高，高分子颗粒含量较高，加工温度偏高等缺陷，在型材加工过程容易出现花纹、表面光洁度差、鱼眼和物理指标低等现象。石油法生产的树脂批次比较稳定，加工性能稳定，相对物理指标也比较稳定。
3. 国内外对比
国产树脂以齐鲁石化为代表的大型生产厂家的技术水平已达到国际水准，其树脂在国内塑料加工行业的占有比重较高。其他规模较小的生产厂家特别是应用电石法生产的尚存在设备简陋、技术水平偏低、生产成本高、耗能较大等问题，况且售价低廉，只能应用于低端塑料加工市场。
（二）. 稳定剂
中国现在的稳定剂加工企业可谓是百花齐放、百家争鸣，现目前已经达到年产30万吨的能力，除进出口和其他塑料加工之外，仅用于塑料异型材加工方面已经突破10万吨。
1.稳定剂的种类
热稳定剂：热稳定剂稳定剂的作用是抑制降解或与释放出的氯化氢发生反应以及防止聚氯乙烯加工时变色，硬质聚氯乙烯配方中使用的稳定剂有以下几种基本类型：铅盐类、金属皂类、有机锡（锑）类、稀土类。
光稳定剂：光稳定剂的作用是屏蔽和吸收转化紫外线对聚氯乙烯制品分子结构稳固性的破坏，应用在塑料异型材方面的品种主要有钛白粉、紫外线吸收剂等。
2.工艺水平
铅盐类稳定剂是在聚氯乙烯加工中应用最为广泛，技术最成熟的稳定剂，在上世纪八、九十年代应用量巨大。随着国家倡导环保节能政策的出台，其市场逐渐萎缩，正在慢慢退出历史舞台。但大多数的小规模的型材厂还在应用。后来出现的复合铅稳定剂在本世纪初作为其替代品应用了一段时期，近几年出现的稀土稳定剂、钙锌稳定剂和有机锡稳定剂正慢慢取代以上产品。目前应用量比较大的应该是稀土稳定剂，比较有代表性的有：广东广洋、内蒙皓海、南京威格德、江苏联盟化工、广东炜林纳等。但尚存在小规模的加工作坊式的生产厂家，其设备陈旧、技术落后、偷工减料，甚至造假等，以低廉的售价投放市场给塑料加工厂家造成危害。
3.各种稳定剂性能对比和可加工性能
现在国内应用比较广泛的为稀土稳定剂，其热稳定性和可加工性能比较好，价格适中，唯一的缺陷是在型材生产过程中的清模周期有点短。受价格制约，钙锌稳定剂的市场份额不高，且如果工艺操作不当很容易出现锌烧现象。有机锡稳定剂在所有稳定剂当中的性能是最好的，也是价格最高的，且有加工时气味难闻和光稳定性差的缺陷，市场份额比较小，只有少数塑料制品出口的企业在应用。
4.国内外对比
目前，在塑料门窗用型材产业中，德国等欧洲国家普遍采用复合铅类稳定剂，美国厂家几乎都使用有机锡稳定剂。
选择稳定剂应考虑以下因素：耐热性、耐候性、加工性、层析性、相容性、电绝缘性、阻燃性、透明性、卫生性、力学性能、挥发性、产业环境及经济性等。一个好的配方最重要的就是润滑平衡，稳定剂可以说是在塑料异型材生产配方中得核心部位，所以选择适合本地区本企业使用的稳定剂也是一门高深的学科。
（三）抗冲击改性剂
1. CPE氯化聚乙烯、ACR、MBS、ABS、EVA等
CPE作为塑料异型材配方中的抗冲类助剂，一般用8-15质量份，氯含量在33%-37%的CPE与PVC共混，其玻璃化温度较低，具有良好的弹性，被国内大多数型材厂家所应用。国内具有代表性的厂家有：潍坊亚星、天腾化工、威海天泓等，主要牌号是135A。
ACR是聚丙烯酸酯类改性剂的总称，是聚氯乙烯的新型改性剂。ACR与PVC共混制品具有优良的室温冲击强度，一般用5-7质量份就有极好的改性效果，经它改性的PVC型材外观色白、光滑细腻、焊接性和耐候性优良。但相对CPE成本要高。代表性的厂家有江西岳峰高、淄博瑞丰等。
其他几种应用于PVC塑料异型材改性的比较少见，只是有个别厂家尚在尝试阶段。
2. 工艺水平和现状分析
国内CPE和ACR的生产厂家可谓是鱼龙混杂，各有千秋，有的规模很小、条件简陋、技术落后。更有甚者偷工减料，无机填充物的含量达到20%，大大损害了型材生产厂家的利益，产品质量得不到保障。
3. 国内外对比
国内的加工改性剂的技术水平跟国外比还有很大的差距，国外具有代表性的是阿托菲纳的D-320,其具有良好的加工性能和抗冲击性能。
（四）加工类助剂
1. 种类ACR、 ACM
PVC加工困难，为改善这一现象必须加入加工助剂，常用的有ACR、甲基苯乙烯聚合物、丙烯酸酯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物，它们都具有促进PVC塑化、降低熔体黏度、改善加工流动性、提高制品表面质量的作用。
2. 工艺水平和现状分析
国内生产加工型加工助剂的厂家很多，比较有代表的厂家有：华星助剂、淄博瑞丰、山东日科等。也有规模很小、条件简陋、技术落后的生产厂家，给型材市场造成混乱。
3. 可加工性能
实验证明：甲基苯乙烯聚合物前期的加工性能要比丙烯酸酯-苯乙烯共聚物的要好，但后期的焊接性能和耐候性还属丙烯酸酯类的要好的多。
(五) 钛白粉
1. 种类
钛白粉作为塑料异型材中的光稳定剂和着色剂是必不可少的组成部分，有金红石型和锐钛型两种，在塑料异型材户外应用配方中必须要用金红石型，其晶体结构决定了其比锐钛型具有更高的耐候性、屏蔽紫外线和耐水性。
2. 现状分析
市场上出售的钛白粉很少是纯二氧化钛的，大部分是经过沉淀或机械混合等无机处理而在二氧化钛微粒表面形成沉淀层，用铝、硅等无机物进行表面包覆处理，含碱性稳定剂和未经表面处理的钛白粉，暴露于户外环境中受阳光和雨水的影响会产生不可逆转的灰色，所以在选用钛白粉时必须选择正规厂家的产品。国内比较有代表性的：四川龙蟒、山东东佳、河南佰利联等。
3.国内外对比
国外好的钛白粉是美国杜邦生产的R-105，但在中国境内销售的多数是台湾生产的，而且有的真伪难辨，又加价格昂贵，所以在国内型材厂家应用的量很小。
（六）填充剂
填充剂作为一种无机填充物，在型材生产中起到增加刚度、降低伸缩率、降低成本的作用。
1 .填充剂的种类：
应用在塑料异型材的填充剂有：碳酸钙、高岭土和红泥等，而常用的是碳酸钙。碳酸钙又分重钙和轻钙（普通、活化），轻质活化碳酸钙是经硬脂酸或偶联剂包覆处理具有良好的耐光性的白色无机粉末，在PVC塑料异型材加工中被广泛采用。
2. 工艺水平和现状分析
国内碳酸钙的生产条件和技术还是比较落后，重钙就是石灰石粉碎带一定的细度即可；轻钙是通过煅烧沉淀制得，又分湿法和干法。其包覆处理的工艺也不是完全成熟，混合的杂质也比较多。国内有代表性的是广西金山钙和江西的钙粉。
3. 可加工性能
轻质活化碳酸钙在一定范围内能增加型材的刚性，减少型材尺寸变化率，提高型材光亮度，是型材企业保证型材质量，降低成本的首选填充剂。但有些企业为降低成本大幅度增加碳酸钙的用量，所生产的型材根本没有什么质量可谈，这也是近几年来充斥整个建筑门窗市场的所谓的非标型材，这种产品的存在无疑会给整个塑料异型材行业一个致命的危害。
（七）润滑剂
1.润滑剂的种类
润滑剂又分内润滑剂和外润滑剂，有的还是内外兼备的，润滑剂作为配方中除稳定剂外对整个配方的润滑平衡起了关键作用的一种助剂，比较常见的有石蜡、聚乙烯蜡、氧化聚乙烯蜡、硬脂酸和硬脂酸钙等。
2.工艺水平和国内现状
现在大多数型材厂家为成本考虑而采用石蜡和硬脂酸配合，另一部分是PE蜡和硬脂酸搭配使用，当然这也分进口和国产之说，进口润滑剂从其加工性能上还是要优于国产，比较好的有马来西亚和印度尼西亚生产的硬脂酸，泰国PE蜡等。
3.应用状况
从应用情况来看，应用低分子润滑剂要比分子量高的和熔点高的润滑剂的清模周期要短的多，而且型材的光洁度和物料的流动性也有很大的区别。
（八）着色剂
着色剂作为调制型材颜色的一种辅助材料，本节不做具体描述
通常应用于白色塑料异型材着色的有钛白粉、增白剂、群青、酞青蓝、白炭黑等。值得注意的是在做通体彩色塑料异型材时，无机颜料比有机染料对型材的颜色稳定性要强的多，耐候性要高。
原材料市场的状况：
国内原材料市场应该说比较混乱，偷梁换柱者，投机取巧者，偷工减料者，弄虚作假者大有人在，所以选择好的原料要根据本地区本企业的实际需求，学会怎么去甄别选用也是一门高深的学科。
二、配方的设计
应该说，目前国内大约4000家塑料异型材加工企业，每家都有二、三个配方甚至更多，之所以塑料异型材配方有这么大的随意性，是因为每家的原料采购渠道、厂家、批次等造成了配方中各组分的比例不尽相同，但总的来说大的框架是确定的，只是每家根据自己的实际情况，譬如：原料、混料设备、挤出机、模具以及本地的气候特点、风压强度等进行了微调。
值得商榷的是，配方的设计要以科学理论和实践经验来确定。现在行业内的配方大都是经过抄袭、演变派生出来的，没有经过系统的理论和实践论证，就盲目投放市场，造成市场上塑料异型材的质量参差不齐。更有甚者，为降低成本，拼命加大填充剂的用量，也就是大家通常说的非标型材，不但壁厚达不到要求，且其他形式检验要求的各项指标根本不达标。
三、行业专业人员现状
行业内专业人员可以说是相当匮乏，虽说大家都在做塑料异型材，都能生产出产品，但产品的质量却大打折扣，行业内的从业技术人员水平参差不齐，也没有经过专业的培训，真正能从配方、工艺、设备模具等系统掌握起来的人少之又少。有些型材厂的总工或主要负责技术的人员都是行业企业之间互相挖掘，有的是搞材料出身的，但设备、模具对他来说是一个新的领域，虽然在行业内混的时间也不短，但并没有真正掌握吃透；有的是搞设备出身的也在搞配方；有的是搞模具出身的在当总工。一方面造成了行业的不健康发展，一方面造成了资源的重复浪费。也因此在上世纪90年代末塑料异型材红火的时候，一夜之间塑料异型材生产厂家遍布了中国的大江南北。
四、专业试验设备和实验室
具了解，国内除了几家规模大的塑料异型材生产厂家如：实德、海螺、中财、忠旺、中德、金鹏等有自己的实验室和检测设备外，其他中小规模的厂家具备这种条件的微乎其微。有的常规的检测设备如：落锤、角强度、尺寸变化率等就已经难能可贵了，更不用说，有的厂家就是在凭感觉，摸着石头过河，这样的厂家生产出来的产品质量就可想而知了。
五、型材市场的现状
1.规模品种
(1)按结构分
塑料异型材按结构分为平开和推拉，其中包含门和窗，其规格比较常见的有：60、65、70平开，60、80、85、88推拉等。
（2）按腔室分
塑料异型材按腔实可分为三腔、五腔和多腔，目前比较常见的为三腔，根据国家十二五规划，对建筑节能提出65%的要求，那么型材的腔室和断面必须要达到五腔三密封以上，规格也要在65以上，而且必须采用平开窗。

（3）按颜色分
塑料异型材按颜色分可以分为白色和彩色两种。
（4）按生产工艺分
塑料异型材彩色部分又分为：通体、喷涂、覆膜、共挤，共挤又可分为高光、亚光和雕花这三种，只是在生产工艺上与白料有所区别。
我国型材的产能已经超过800万吨，现在市场，具2009年不完全统计销量500万吨，而门窗制作面积是4.5亿平方米，用供过于求的说法不是很恰当，应该是供快于求，造成供需失衡。即使这样2010年还有的企业在几十条，上百条生产线的上马或扩产，这更刺激了市场的无序竞争。打价格战，实际牺牲的是整个行业的产品质量和市场信誉。2009年国标型材销量500万吨，其他如非标型材销量突破200万吨，占整个市场的30 %,这是一个危险的数字。
塑钢行业有个比较简便的计算方法，就是：配方成本加2000元/吨企业的经营成本，当然这也要与你的规模（产能）和你的实际产量来通算，比方说，10条生产线的产能是6000吨的话，那么你的保本经营至少是2000吨，低于这个数，2000元/吨的标准还是不够的，如果达到5000-6000吨，可能有1500元/吨的费用就能包在里面。低于这个价格的型材售价都是不正常的。虽说配方成本随PVC树脂的价格波动而变化，一般的配方成本等于或高于同一时期的树脂价格才是正常的。如果按2010年3月份来说，树脂价格7500元/吨，型材的售价在9000-9500元/吨以上是合理的，低于树脂价格的型材售价很明显就有问题了。
2.市场的监管机制
塑料异型材市场监管机制的缺位，也无疑助长了这种混乱的局面，随说非标型材的市场 部分局限在小城镇和农村市场，但不能不说这种产品的存在对整个塑料门窗行业来说是一个致命的影响。
更有甚者，有些人在经济利益的驱使下，铤而走险，拿这种产品贴大厂的牌子招摇上市，甚至上高层建筑、商住楼，这就造成了严重的安全隐患和市场对整个塑钢门窗的排斥。
大多数型材企业也是在盲目跟风，没有自己的创新能力，沿用抄袭，拿来就用，更不用说质量和技术革新意识，要改变这一现状，除了加强市场监管机制外，还要靠当地政府政策的配合，地方行业协会的引导监督，以及增强企业的自律意识。这还需要一个漫长的过程。
第二章 模 具
模具行业的现状
一、设计能力
国产挤出模具的自身设计能力，目前来说还是一片空白，大多模具制造厂家从上世纪90年代的盲目抄袭，盲目推广，演变成现在的高效模仿。并且模具的设计、制造、试模水平跟国外相比还有较大差距，主要表现在成型质量不高、挤出速度低、试模次数多、交货周期长。虽然近几年模具制造行业也有了较大的技术革新和发展，象开封树杰模具有限公司发明的无定型模具就取得了突破性进展，但实际推广还需要一段时间，值得欣慰的是近两年模具行业的出口份额在直线增长，一般出口中东和北欧地区，西欧和北美国家占得份额还比较少。这也不能不说明一个问题，就是国产模具的制造水平、质量还要提高。

二、金属材料
国产模具制造所使用的材料牌号混杂，一般国内应用的牌号有：1C r 13、2C r 13、3C r 13、2C r 17、9C r 18及德国DIN标准的2316、2080等，比较常见的是2C r 13Mo和2C r 17Mo调质处理。
模头零件与熔融物料直接接触，要求其材料的基本性能为（1）耐热性好；（2）耐磨性好；（3）耐腐蚀性好；（4）加工性能好；（5）抛光性能好；（6）热处理变形小；定型模材料的要求（1）加工性能好；（2）抛光性能好；（3）热处理变形小；（4）耐磨性好；（5）耐腐蚀性好；
三、加工工艺水平、精度
国产模具的加工设备一般还停留在通用设备的基础上，近几年有些模具厂家也将一些先进的设备应用到模具制造领域中如：高速铣削加工、深孔钻削加工、电火花切割加工、光整加工等，由原来的作坊式加工演变到今天的精密制造，是一个质的飞跃。近几年围绕先进制造技术的研究，也涌现出不少新的制造技术、新概念和哲理如：敏捷制造、精良生产、柔性加工、并行工程和计算机集成制造系统等。高精度测绘仪器三坐标测量仪也被应用在模具加工行业，使模具的加工精度得以保证。
四、模具调试水平
很多模具调试人员对设备、工艺、配方的系统掌握还远远不够，为试模而试模，因为他们大多缺乏设备操作、工艺调整、配方的组成及挤出原理方面的经验，所以无形增加了试模次数，给型材生产厂家造成损失不说，却恰恰暴露了自己的技术实力薄弱，使得型材生产厂家对模具的信任度大打折扣。
现目前国内生产塑料异型材模具厂家近200家，从作坊式生产到精密制造各有千秋，比较有代表性的厂家有：铜陵三佳、连云港杰瑞、洛阳建园、开封树杰等。近几年模具制造行业的发展比较迅速，这对整个行业的发展也起到了提升作用，但其加工精度和技术水平有待提高，其中快速制模技术是模具行业发展的一大瓶颈。
第三章 设 备
设备行业现状
塑料异型材加工以及门窗制作所用的设备有：混料设备、挤出设备、门窗组装设备及辅助设备等，混料设备就是将使几种配方原料，在扩散、对流、剪切的作用下，通过热混和冷混来使物料达到均匀分散，均匀混合的目的，为下道工序提供保障，一般的混料设备是热混冷混一体的，现目前应用比较广泛的规格是800/2500L，比较有代表性的设备厂家有：张家港联冠、张家港繁昌、苏州大云等。门窗组装设备将在下章论述，本章重点阐述一下整个生产环节的关键设备—-型材挤出设备
一、设计能力
我国塑料设备是在上世纪80年代末90年代初开始引进和推广应用的，当时基本上是直接测绘，完全按样子照做，并没有经过消化和改进。就是包括近几年也是在盲目抄袭、高效模仿、盲目推广阶段，根本谈不上自己的自主创新，虽然有的企业也有自己的设计和创新能力，那也只是一些基础性的东西。要想达到有自己知识产权的自主创新，还有很大一块工作要做。塑料挤出机组一般包括：挤出机、定型台、牵引切割机、堆料平台四部分组成，这里只介绍挤出机。
二、金属材料
1. 螺筒、螺杆是整个挤出系统的核心部位，一般螺筒、螺杆的制造材料为38CrMoAL渗氮处理；
2．随着塑料异型材高填充的出现也派生了螺筒、螺杆双金属材料的应用。
三、加工工艺水平、精度
一般企业还达不到自己有全部加工能力的水平，还是在组装阶段。象减速箱大多用江阴齿轮总厂的，螺杆螺筒用舟山金海螺、金星等。其加工精度与国外相比还有很大的差距，产品的耐用性（应用周期）很短，同等型号的挤出机进口的减速箱能保证30年免维护，螺杆、螺筒可保用10年，国产设备的减速箱2-3年就要将油封、轴承全部更换，齿轮齿面磨损严重。常规的螺杆、螺筒能保证用1年就已经很不错了，双金属也仅仅在3年左右。
四、安装调试水平和售后服务保障
跟模具一样，设备厂家的安装调试人员，很少具备模具、配方工艺等方面的知识，为试机而试机。售后服务不及时，设备配件昂贵的现象也时有发生。这也是制约设备制造企业良性发展的因素。
加工塑料异型材一般的通用设备型号为65/132。比较有代表性的有：上海金湖、上海金纬（苏州杰威尔）、上海申威达、舟山汉龙等，他们制造历史比较早，技术水平也可以说代表了整个国产设备制造业的整体水平。
第四章 门 窗
一、门窗设计
1．型材断面设计
我国型材断面的设计没有独创性，应该根据各地域的气候条件、抗风压荷载、建筑物高度、建筑门窗的要求来设计型材的断面，而不是抄袭欧美国家的型材断面，不经消化，拿来就用，这也就扼杀了目前国内模具制造行业的设计和创新能力。
2.窗型分割设计
根据建筑物的区域和高度、抗风压荷载系数，进行合理的门窗设计。
3.保温性（节能性）要求
我国地域广阔，纬度大，冬暖夏热地区和冬冷夏热地区的门窗设计大多采用双玻、三玻、多腔三密封等。一般的建筑物要求门窗面积占建筑面积的30%，据监测报告建筑物的热量80%以上是经过门窗丧失的。所以从窗型来说平开优于推拉，从型材断面来说多腔优于少腔，从玻璃来说镀膜优于普玻，从玻璃结构来说双玻或三玻优于单玻。那么窗型结构和玻璃组成是整个建筑物节能的关键。
4.耐候性要求
如前面所说我国地域广阔，纬度大，紫外线照射系数也差别很大，还有像酸雨、湿度等大气环境也不尽相同，所以对型材的耐候性的要求也不一样，一个配方打天下的情况是不存在的，对于紫外线系数较高的地区，象深圳、海南、新疆、内蒙等地钛白粉的质量和用量、紫外线吸收剂以及抗氧化剂是必不可少的。其他原料的影响在前面的材料章节中已经描述。
二、门窗制作
门窗的制作应该说是整个门窗形成的环节中是另一个重点，再好的型材如果在制作环节中把关不严或不规范制作，都会对塑料门窗的整体质量造成影响。那么门窗制作设备也是随型材的出现引进我国的，比较有代表性的有济南光明、济南天辰、济南德佳、太仓威格玛等。门窗制作生产线的组成一般有：焊机（单点、两位、三位、四位、四角等）、双端锯、V型锯、压条锯、清角机、仿形铣及辅助设备，一条线的加工能力为10万平方米。先进的有全自动焊清线。
1. 操作规范
要想制作好的塑料门窗，必须严格按照操作规范进行。首先对建筑物洞口进行测量，根据本地的风压、建筑物高度、以及紫外线系数等进行型材和五金件选型来设计门窗窗型，其涉及的内容有：型材惯性矩、钢衬惯性矩所要求的截面形状和厚度、型材耐候性的等级等。
2. 焊接工艺
焊接工艺是在门窗整个制作过程中最重要的一个环节，塑料焊接的基本原理是热熔融状态下的大分子在焊接压力的作用下相互扩散，产生范德华力，从而紧密地粘接在一起。
不同厂家的型材在同一台设备上焊接所需要设置的参数是不一样的，同挤出工艺一样，不同配方的型材、不同截面的型材有自己独立的一套焊接工艺参数，都应经过焊角强度测试来最终确认。一般的型材：焊接温度在260℃—280℃之间；加热时间在28S左右；焊接时间为30S左右。以焊口均匀外翻，微微泛黄为最佳。焊接时前后压钳的压力以压住型材而不使其变形为原则。
3、塑料门窗制作时应注意的几个问题
　 3.1 塑料型材应在门窗组装生产车间内放置24h以后，方可切割下料，进行焊接。下好的料段，必须在当日焊接完毕。
　 3.2 焊接操作时不能强制通风，生产车间温度不应低于12℃。冬季施工应该特别注意环境温度。
　 3.3 要经常检查焊机上的夹紧定位螺钉、加热定位螺钉和焊接定位螺钉是否有松动、变化，以确保定位正确；
3.4焊机的锁紧装置应能牢固地锁紧，以免被焊接的型材及夹持型材的底座发生位移，影响焊接质量。
3.5 应经常检查加热板表面温度与设备上仪表指示温度的差值，并掌握焊机上每块加热板表面温度变化的规律，特别要注意加热板表面温度随电源电压变化的规律，及时进行调整。
3.6 要严格控制操作工艺参数，掌握焊接程序，不允许随意焊接。
3.7 焊机加热到预定温度，恒温0.5h后，方可进行焊接。
3.8 经常清理黏附在焊布上的糊料、焊渣以免影响焊接质量，焊布一旦损坏，应及时更换，当加热板上带有油污时，待焊板冷却状态时用清洗剂洗去。
3.9 焊接后的门窗框、扇应竖立摆放，让刚刚焊接的角部在无负荷的状态下存放，为防止焊件型材扭曲变形，焊接处需在完全冷却后方可移动。
3.10用钢卷尺测量焊接件的长、宽度尺寸，检查配件的焊接精度，如发现问题应查找原因及时解决。
三、门窗运输
（一）、门窗包装
为防止在装卸、运输、搬运、安装、墙体粉刷过程中损坏，门窗在工厂经检验合格后应进行包装。门窗包装时，首先应补贴型材表面已被损伤的保护膜，然后将门窗四个角采用0.3-0.5㎜厚的纸垫（或塑料保护模）包好，平开窗框与扇搭接的压条槽部位、推拉窗下轨道应用塑料自粘胶带缠绕。包好的门窗应粘贴产品标签和合格证。
（二）、门窗运输和堆放
塑料门窗从制作好到安装前需经历一个装车、运输、卸车、堆放、搬运至安装地点的动态过程。为控制门窗变形和损坏，必须采取相应防范保护措施：
1、装运门窗的车辆应设有防雨措施，并保持清洁。运输门窗应竖直排放，固定牢靠，防止颠震变形和损坏。樘与樘之间应用非金属软质材料隔开，五金部位也应相互错开，以免磨损及压坏。装卸门窗应轻拿轻放，不得翘、甩、摔。吊运门窗，其表面应用非金属材料垫，并在门窗边缘选择牢靠，平稳着力点，不得在框扇内插入抬杠起吊；
2、门窗运输到施工现场，应放置在清洁、平整、坚实的地方。不得与腐蚀物质接触。门窗摆放时下部应放置垫木，且均匀立放。立放角度不应小于70°，并采取防颠倒措施。存放环境温度不得大于50℃。与热源距离不应小于1米、放置时间不应超过2个月。当在环境温度0℃以下存放时，安装前应在室温下存放24小时。
安装过程中的搬运，吊装方式和门、窗框的安装不规范都会造成门窗安装后期的不同程度的应力开裂。在进行窗扇、门扇、和固定玻璃时，必须安装玻璃调整垫和承重块，如不然很容易造成窗扇等变形、卡滞或玻璃破裂，平开门扇和窗扇会造成下垂。
四、门窗安装
（一）、门窗安装
由于塑料门窗在低温条件下，受外力作用容易发生冷脆损坏，因此在塑料门窗安装时环境温度不得低于5℃。否则应推迟安装或采取相应保温措施。老建筑更换门窗，门窗框扇安装可一并进行。新建筑门窗安装，框扇应分步进行。框应在墙体湿作业完工且硬化后安装。当需要在湿作业前或湿作业同步安装时，应采取相应防护措施。窗扇、玻璃纱扇、锁具等因待基建墙体粉面、装修完工后安装。
（二）、门窗安装质量控制点
1、门窗摆放：将不同规格的塑料门窗搬运到相应的洞口旁竖放。当发现保护膜脱落时，应补贴保护膜并应在窗框的上下边标出中线；
2、清理洞口：门窗安装前应对洞口的浮尘、杂质或毛边进行认真清理，并在洞口底边与两侧四分之一处采用防水砂浆作防水处理；
3、安装固定件：检查窗框上下边的位置及内外朝向，确认无误后再安装固定件（三扇以上推拉门窗上框可不装固定件，采用直接法安装）。当洞口间隙较小时，可采取单向固定件。当洞口间隙较大时，必须采用双向固定件或单向固定件双向固定。固定件厚度不得小于1.5㎜。固定件的位置应距窗角、中竖框、中横框150-200㎜，固定件的间距应≤600㎜，不得将固定件直接安装在中竖框、中横框的档头上。在较高楼层安装时，固定件安装间距应适当减少。安装时应先将固定件卡入框底面燕尾槽内，然后用直径∮3.2钻头钻孔，用十字槽盘头M4×20的自攻丝拧入；
4、窗框安装：将窗框装入洞口，进行三维方向找正。找出窗框在墙体厚度方向的位置，然后将窗框中线和底面与洞口中线与底线对齐，用木楔在窗框上下左右四个角及横竖梃等部位进行临时固定后再按门窗安装规范要求，采用水平仪、吊线锤等工具进行精确调整；
5、门框安装：门框安装基本上与窗框一致。所不同的是是门的安装应采用防止门框变形的措施。三扇以上的推拉门上框宜采用直连法安装。无下框平开门应使两边框的下脚低于地面标高30㎜，带下框的平开门或推拉门下框低于地面标高10㎜，然后将上框一个固定件固定在墙体上，调整门框的水平度和垂直度。安装门连窗时，门与窗采用拼管拼接，拼管下端应固定在窗台上；
6、门窗固定：门窗框与墙体固定时，应先固定上框，再固定边框与下框。固定方法应符合下列要求：a、混凝土洞口应采用射钉或塑料膨胀螺钉固定；b、砖墙洞口应采用塑料膨胀螺钉固定，不得用射钉固定，不得固定在砖缝处；c、加气混凝土洞口可在安装部位钻 ∮12-14的圆孔，嵌入胶粘圆木用木螺钉固定；d、设有预埋件的洞口应采用焊接方法固定，也可先在预埋件上打基孔，然后用固定件固定；e、当需要装窗台板时，应按设计要求将其插入窗下框，并应将窗台板与下边框紧密靠实，安装水平精度应与窗框一致；f、安装组合窗时，加强拼管与混凝土边梁或柱子的连接应采用焊接或打基孔方法用固定件固定。加强拼管与砖墙连接时，拼管两端插入墙洞深度不少于20㎜，然后用20#细石混凝土浇灌固定；g、组合窗框之间的连接，将两窗框与加强拼管卡接，再用紧固件双向拧紧，其间距应≤600mm，紧固件端头与加强拼管与窗框之间的缝隙应用嵌封膏处理。为克服热胀冷缩产生的影响，组合带式窗安装时，应在每隔6000㎜间距，按设计要求安装一组伸缩调节拼管。
7、洞口密封处理：门窗框与洞口之间的间隙应采用聚氨脂发泡剂填充，注射发泡剂时，应从室内一侧向室外一侧注射，室外一侧应采用铝合金挡板阻隔。门窗框与洞口间隙应填满。填充后撤掉临时固定用的木楔或垫块，其间隙也用发泡剂填塞；墙洞内外侧与门窗缝抹面时，普通单玻璃内外侧采用水泥砂浆填实抹平，靠近绞链一侧砂浆压住窗框的厚度一般为5㎜，以不影响扇的开启与排水为限。待水泥硬化后，其外侧应用嵌封膏进行密封处理。保温隔声窗内侧采用水泥砂浆填实抹平，当外侧抹灰时应用片材将抹灰层与窗框临时隔开，其厚度为5㎜.待外抹灰层硬化后，应撤出片材并将嵌封膏挤入其缝隙内，保温隔声等级要求较高的工程，洞口内侧与窗框之间也应用以上方法处理；
8、门窗安装后清理：门窗框与洞口经水泥砂浆抹面处理后，框、梃上若沾有水泥砂浆，在其硬化前应用湿布擦拭干净。不得使用硬质材料铲刮窗框扇表面。推拉窗安装后宜用橡胶方棒填塞窗框下轨道槽或在上下粘贴保护胶带，以避免水泥砂浆填塞下轨道；
9、推拉门窗扇安装：a、将窗框保护膜清除掉，认真检查窗框是否有损坏；b、用起子将窗框轨道槽撕开，安装铝合金滑轨。安装时应采用橡胶锤将铝合金滑轨轻轻敲入；c、将推拉扇从框上轨道槽嵌入框下轨道槽；d、推拉扇置于关闭状态，将封盖对准竖扇的轨道槽用橡胶锤轻轻嵌入；e、安装五金件；
10、平开窗扇安装：a、将窗框保护膜清除掉，认真检查窗框是否有损坏；b、用平铰链或摩擦铰链将门窗扇与框连接在一起。具体方法与要求见五金件选用与装配一节；c、安装五金件；
五、玻璃切割与安装
（一）、玻璃安装一般在窗户安装上墙后进行。玻璃切割尺寸应比框扇镶嵌槽每边小4 - 5㎜。切割允许偏差±1㎜，对角线允许偏差＜3㎜.为了使玻璃安装后不与螺钉接触，并使玻璃与框扇镶嵌槽搭接均匀，同时将平开扇与玻璃的重量传递给安装铰链一侧的竖框，避免扇下垂，在玻璃安装前应在框扇镶嵌槽内放置玻璃承重块与玻璃垫块。不同类型门窗玻璃承重块与玻璃块放置位置见《玻璃承重块与玻璃垫块放置位置图》。玻璃承重块与玻璃垫块应采用邵氏硬度70 – 90的塑性材料，确保受力后不变形。不允许使用木材等其它吸水或易腐蚀材料。
（二）、玻璃安装质量控制要点：
1、玻璃安装前应对窗户框扇玻璃镶嵌槽内的水泥砂浆进行彻底清理
2、玻璃承重块与玻璃垫块厚度为3 - 4㎜，宽度一般玻璃槽厚度相同，长度35 - 40㎜；
3、玻璃承重块距离框扇下部两侧100 - 150㎜，不得堵塞排水孔，框扇两侧与上部玻璃干燥后再行安装；
4、玻璃安装前应认真检查边角是否有裂纹、缺角。安装双玻时，应认真清理玻璃，待干燥后再进行安装；
5、玻璃在框扇镶嵌槽就位后，应先装短压条，后装长压条；
6、装玻璃压条时，采用橡胶锤（严禁采用铁锤）轻轻敲击压条。按两边先入槽，再中心入槽的顺序进行。敲击压条时，应与框扇保持55 – 60度，不准将受力点作用于玻璃，以防玻璃破碎
六、五金件安装
（一）、五金件是塑料门窗结构的重要配件，直接关系到塑料门窗的安全、密封性能、美观与寿命。平开门窗主要五金件有铰链、摩擦铰链、窗（锁）执手、窗撑、传动器、助升块等。推拉门窗主要五金件有滑轮、半圆锁、月牙锁、限位块、缓冲垫、密封桥、传动器、角轮、铝滑轨等。五金件应根据门窗规格、结构、承重、风压、档次及用户需要进行选用。装配应符合美观、适用、牢固可靠、满足功能要求的原则。
（二）、五金件装配质量控制点：
1.绞链装配根据窗扇规格大小、玻璃厚度与层数、窗户所在位置的风压确定。铰链一般可分为平铰链与摩擦铰链（亦称四连杆）。平铰链在开启状态没有定位功能，必须与窗撑相使用。但平铰链在门窗竖扇一侧安装，可根据扇的高度和宽度、承重和风压情况，决定装配数量，使用范围较广，缺点是不方便擦拭玻璃。摩擦铰链有定位功能，可单独使用，摩擦铰链在窗扇上下两横扇上安装，一个窗扇只能安装两个，不适用门扇使用。当窗扇过高、过重、风压较大时，易发生变形或掉角。因此应严格按说明书要求进行使用。摩擦铰链选用时，叠高不得超过15㎜，装配时应保证窗扇四周搭接均匀；一般单层玻璃窗扇高度≥1000㎜或双层玻璃高度≥900㎜，可装配三个平铰链；其余可装配两个平铰链。但六层建筑以上的外平开窗及所有平开门则必须装配三个平铰链。两侧铰链装配位置应距门窗拐角100-150㎜.其余一个应跨中装配。装配平铰链时应吊高1-2㎜；
2.执手装配：当平开窗扇＜800㎜时，可装一个执手，一般装在窗扇中部，距离地面约1.5㎜处，当窗扇高度＞800㎜时应该执手，分别装在上下四分之一处。当窗扇较高影响开启时，应采用联动执手。建筑楼层较高，对密封要求严时应采用多点锁紧传动器。
3.传动器装配：以《传动器规格选用表》为基准选用传动器。装配时分别以扇高度中线与扇小面轨道边沿21.5㎜（平开窗、推拉窗）、27.5㎜（推拉门）、35（平开门）处的交点及交点轴向两侧21㎜处钻锁孔，中心锁孔直径为 ∮12㎜，两侧锁孔直径为∮10㎜，传动器装入扇轨道欧式槽内与锁孔对准，执手插入传动器，分别用埋头自攻丝固定。固定时，先固定执手两端自攻丝，使传动器定位后，再固定传动器上的自攻丝。自攻丝固定时应平直钻入，不得打滑、打斜、自攻丝应与传动器平齐。
传动器规格选用表
扇高度 传动器规格 扇高度 传动器规格 扇高度 传动器规格
400-600 400 850-1000 800 1250-1400 1200
650-800 600 1000-1200 1000 1450-1550 1400
4.助升块装配：助升块装在开平框下部与扇搭接处。当扇关闭时，不仅可以限位，使扇不下垂，而且可使扇处于不受自重力影响的休息状态。
5.半圆锁装配：两扇推拉窗装一个半圆锁，三扇推拉窗装两个半圆锁。位置在扇的二分之一处；
6.滑轮装配：应选用槽式滑轮，有效高度为13㎜（大于或小于13㎜时，均会致使框框扇搭接量的不均）。每个推拉窗扇装配两个滑轮。位置一般距扇两端80-120㎜，可根据扇的宽窄进行调整，扇较窄时，可靠边一些，扇较宽时，可靠中一些；
7.缓冲垫（亦称碰珠）装饰：当推拉扇≤1500㎜时，装两个缓冲垫，距扇高十分之一处，当窗扇＞1500㎜时装三个缓冲垫；
8.密封桥装配：推拉框下轨道应采用15㎜高度的密封桥，上轨道应采用13㎜高度的密封桥。密封桥装在两个推拉扇与框搭接的上下部框轨道上，起到两扇与框密封作用；
9.角轮装配：角轮装在扇与侧框搭接的上部轨道槽内，即起到导向作用，又有防盗作用；
10.限位块装配：限位块装在当推拉扇开启时与框搭接的下框边缘一侧，起到推拉扇锁具不与框顶碰的作用；
总 结
总的来说，我国的塑料门窗（型材）行业的发展，已经达到一个成熟期，但如何能应对市场质量和建筑标准的高要求及人们对高品质生活的追求，还有一条漫长的路要走。
那么，今后我国塑料门窗市场能够得到健康稳固的发展，笔者认为还有以下几条工作要做：
一、 市场规范
国家机构和协会应根据地域（风压、紫外线、湿度等）环境，指导地方协会制定适合本地区应用和发展的型材断面、窗型结构、保温性和耐候性的相关政策和规定，以规范本地市场。对规模较小、技术落后、质量低下的生产厂家进行整合、改编或淘汰。对假冒伪劣、投机取巧的给予严厉打击和取缔。在地方建筑手册和规范中有指导性的推荐名录，使有些厂家知难而退或转型，从另一方面讲这样也有利控制了资源的重复浪费。
二、 培养专业化队伍
在大专院校或专业机构设立相关课程，对从业人员进行定期或不定期的培训，以提高整个行业的整体素质。
三、 新产品的研究开发
鼓励和倡导适合中国国情的断面设计和门窗风格，对在这方面做出突出成绩的模具、型材和门窗厂家及个人给予表彰并推广。
达到以上几点，关键的一点是要建立国家级实验室。在全国区域内建立试验和研发平台，从原料、设备、模具、门窗厂家抽调精英人士组建研发队伍。不论学历，不拘一格，选拔人才。特别是生产一线具有实战经验的技术人员，对配方、工艺、设备、模具、门窗设计、制作安装能系统掌握，全面了解的人员担当助手，由国内科研机构和大专院校调拨专家组成，统一指挥，统一管理。企业在职人员可以不脱产，兼职或挂职，每月定期参与，提供资料数据等。
从小的方面讲，塑料异型材如果想在建材市场健康持续发展，这也是一条必经之路。从大的方面讲，这也是与国家提倡的低碳、环保、节能的号召和指导思想息息相关的。
但愿，在今后较短的时间内市场得到规范，行业实现进步，这将会是整个建筑行业和老百姓的福祉。

参考文献：
1、李志英 《硬聚氯乙烯异型材和塑料窗制造与应用》北京中国建材出版社 1997
2、杨安昌等 《塑料门窗技术》北京化学工业出版社 2003
3、王存吉《2010年全国塑料异型材及门窗行业年会工作报告》《塑料异型材》2010年 总第96期
4、闫雷光《中国塑料门窗行业发展十五周年回顾》中国建筑金属结构协会塑料门窗委员会2009.3
5、杨安昌等《塑料异形材挤出模技术》机械工业出版社1999.8

发表时间：2011-03-25

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