本發(fā)明屬于建筑材料領(lǐng)域，具體涉及一種節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國社會(huì)總能耗的40％來自建筑能耗，而建筑能耗中又有50％是通過門窗流失的，可以說門窗已成為我國建筑節(jié)能重要組成部分。但目前門窗普遍存在強(qiáng)度低、保溫隔熱效果差、不耐熱和環(huán)保效果差的問題。
因此，大力發(fā)展強(qiáng)度高、耐熱且節(jié)能環(huán)保的門窗成為目前最迫切需要解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為了解決現(xiàn)有復(fù)合門窗型材存在著強(qiáng)度低、保溫隔熱效果差、不耐熱和環(huán)保效果差的問題，本發(fā)明的目的是提供一種節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材及其制備方法，制得的節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材具有著強(qiáng)度高、保溫隔熱效果好、耐熱和環(huán)保效果好優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案：
一種節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材，包括以下重量份的原料：乙烯基樹脂50-60份、鹵代不飽和聚酯35-45份、玻璃纖維氈22-36份、金屬纖維13-31份、陶瓷纖維12-18份、竹炭粉15-21份、納米二氧化鈦9-17份、氣凝膠23-35份、酚醛泡沫13-23份、聚酰胺纖維11-15份、阻燃劑0.2-0.6份、偶聯(lián)劑0.3-0.5份、抗氧化劑0.3-0.7份和流動(dòng)改性劑0.2-0.4份。
原料中添加了金屬纖維，金屬纖維具有彈性好、耐磨和耐高溫的特點(diǎn)。
原料中添加了陶瓷纖維，陶瓷纖維是一種纖維狀輕質(zhì)耐火材料，具有質(zhì)輕、耐高溫和導(dǎo)熱率低的特點(diǎn)。
原料中添加了竹炭，竹炭為疏松多孔結(jié)構(gòu)，其分子細(xì)密多孔，質(zhì)地堅(jiān)硬，具有很強(qiáng)的吸附能力，能夠凈化空氣、消除異味、抑菌驅(qū)蟲和呼吸調(diào)濕。
原料中添加了納米級(jí)二氧化鈦，納米級(jí)二氧化鈦具有殺菌、防污、除臭、無毒和性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，此外在紫外線的作用下，納米級(jí)二氧化鈦會(huì)被激活，生成具有高催化活性的游離基，具有很強(qiáng)的光氧化還原能力，可催化、光解附著于材料表面的各種甲醛等有機(jī)物，達(dá)到凈化空氣的效果，因此應(yīng)用該原料的復(fù)合門窗型材達(dá)到了環(huán)保的目的。
原料中添加了酚醛泡沫，酚醛泡沫是一種難燃、防火低煙的保溫材料。
原料中添加了聚酰胺纖維，聚酰胺纖維具有無毒、質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐磨和耐腐蝕的特點(diǎn)。
優(yōu)選地，包括以下重量份的原料：乙烯基樹脂55份、鹵代不飽和聚酯40份、玻璃纖維氈29份、金屬纖維22份、陶瓷纖維15份、竹炭粉18份、納米二氧化鈦13份、氣凝膠29份、酚醛泡沫18份、聚酰胺纖維13份、阻燃劑0.4份、偶聯(lián)劑0.4份、抗氧化劑0.5份和流動(dòng)改性劑0.3份。
優(yōu)選地，所述竹炭粉的粒徑為400目，竹炭粉作為細(xì)骨料，細(xì)小的粒徑可以更好地與其他原料混合，達(dá)到提高復(fù)合門窗型材的強(qiáng)度和環(huán)保性能的目的。
優(yōu)選地，所述阻燃劑為有機(jī)磷類阻燃劑，有機(jī)磷類阻燃劑受熱時(shí)能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或碳化層，碳化層的形成一方面能阻止聚合物進(jìn)一步熱解，另一方面能阻止內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進(jìn)入氣相參與燃燒過程。
優(yōu)選地，所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，能夠降低合成樹脂熔體的粘度，改善樹脂與填料的界面性能。
優(yōu)選地，所述抗氧化劑為聚羥基對(duì)苯二甲酸鋅，能夠防止或延緩復(fù)合門窗型材氧化。
優(yōu)選地，所述流動(dòng)改性劑為改性乙撐雙脂肪酸酰亞胺，提高復(fù)合門窗型材原料的流變性。
一種節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材的制備方法，包括以下步驟：
(1)按照節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材原料的重量份數(shù)稱取原料；
(2)采用溶膠-凝膠法制備氣凝膠，在氣凝膠形成前將玻璃纖維氈浸入，經(jīng)老化、改性、溶劑置換、干燥得到氣凝膠玻璃纖維氈；
(3)將步驟(2)得到的氣凝膠玻璃纖維氈、乙烯基樹脂、鹵代不飽和聚酯、金屬纖維、陶瓷纖維、竹炭粉、納米二氧化鈦、酚醛泡沫、聚酰胺纖維、阻燃劑、偶聯(lián)劑、抗氧化劑和流動(dòng)改性劑混合均勻，再拉擠成型，制備出節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材。
本發(fā)明的有益效果是：
1、本發(fā)明研制出的節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材，解決了現(xiàn)有復(fù)合門窗型材存在著強(qiáng)度低、保溫隔熱效果差、不耐熱和環(huán)保效果差的問題。
2、本發(fā)明的原料中添加了金屬纖維，金屬纖維具有彈性好、耐磨和耐高溫的特點(diǎn)。
3、本發(fā)明的原料中添加了陶瓷纖維，陶瓷纖維是一種纖維狀輕質(zhì)耐火材料，具有質(zhì)輕、耐高溫和導(dǎo)熱率低的特點(diǎn)。
4、本發(fā)明的原料中添加了竹炭，竹炭為疏松多孔結(jié)構(gòu)，其分子細(xì)密多孔，質(zhì)地堅(jiān)硬，具有很強(qiáng)的吸附能力，能夠凈化空氣、消除異味、抑菌驅(qū)蟲和呼吸調(diào)濕。
5、本發(fā)明的原料中添加了納米級(jí)二氧化鈦，納米級(jí)二氧化鈦具有殺菌、防污、除臭、無毒和性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，此外在紫外線的作用下，納米級(jí)二氧化鈦會(huì)被激活，生成具有高催化活性的游離基，具有很強(qiáng)的光氧化還原能力，可催化、光解附著于材料表面的各種甲醛等有機(jī)物，達(dá)到凈化空氣的效果，因此應(yīng)用該原料的復(fù)合門窗型材達(dá)到了環(huán)保的目的。
6、本發(fā)明的原料中添加了酚醛泡沫，酚醛泡沫是一種難燃、防火低煙的保溫材料。
7、本發(fā)明的原料中添加了聚酰胺纖維，聚酰胺纖維具有無毒、質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐磨和耐腐蝕的特點(diǎn)。
8、本發(fā)明中所述竹炭粉的粒徑為400目，竹炭粉作為細(xì)骨料，細(xì)小的粒徑可以更好地與其他原料混合，達(dá)到提高復(fù)合門窗型材的強(qiáng)度和環(huán)保性能的目的。
9、本發(fā)明中所述阻燃劑為有機(jī)磷類阻燃劑，有機(jī)磷類阻燃劑受熱時(shí)能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或碳化層，碳化層的形成一方面能阻止聚合物進(jìn)一步熱解，另一方面能阻止內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進(jìn)入氣相參與燃燒過程。
10、本發(fā)明中所述偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，能夠降低合成樹脂熔體的粘度，改善樹脂與填料的界面性能。
11、本發(fā)明中所述抗氧化劑為聚羥基對(duì)苯二甲酸鋅，能夠防止或延緩復(fù)合門窗型材氧化。
12、本發(fā)明中所述流動(dòng)改性劑為改性乙撐雙脂肪酸酰亞胺，提高復(fù)合門窗型材原料的流變性。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
一種節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材，包括以下重量份的原料：乙烯基樹脂55份、鹵代不飽和聚酯40份、玻璃纖維氈29份、金屬纖維22份、陶瓷纖維15份、竹炭粉18份、納米二氧化鈦13份、氣凝膠29份、酚醛泡沫18份、聚酰胺纖維13份、阻燃劑0.4份、偶聯(lián)劑0.4份、抗氧化劑0.5份和流動(dòng)改性劑0.3份。
原料中添加了金屬纖維，金屬纖維具有彈性好、耐磨和耐高溫的特點(diǎn)。
原料中添加了陶瓷纖維，陶瓷纖維是一種纖維狀輕質(zhì)耐火材料，具有質(zhì)輕、耐高溫和導(dǎo)熱率低的特點(diǎn)。
原料中添加了竹炭，竹炭為疏松多孔結(jié)構(gòu)，其分子細(xì)密多孔，質(zhì)地堅(jiān)硬，具有很強(qiáng)的吸附能力，能夠凈化空氣、消除異味、抑菌驅(qū)蟲和呼吸調(diào)濕。
原料中添加了納米級(jí)二氧化鈦，納米級(jí)二氧化鈦具有殺菌、防污、除臭、無毒和性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，此外在紫外線的作用下，納米級(jí)二氧化鈦會(huì)被激活，生成具有高催化活性的游離基，具有很強(qiáng)的光氧化還原能力，可催化、光解附著于材料表面的各種甲醛等有機(jī)物，達(dá)到凈化空氣的效果，因此應(yīng)用該原料的復(fù)合門窗型材達(dá)到了環(huán)保的目的。
原料中添加了酚醛泡沫，酚醛泡沫是一種難燃、防火低煙的保溫材料。
原料中添加了聚酰胺纖維，聚酰胺纖維具有無毒、質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐磨和耐腐蝕的特點(diǎn)。
竹炭粉的粒徑為400目，竹炭粉作為細(xì)骨料，細(xì)小的粒徑可以更好地與其他原料混合，達(dá)到提高復(fù)合門窗型材的強(qiáng)度和環(huán)保性能的目的。
阻燃劑為有機(jī)磷類阻燃劑，有機(jī)磷類阻燃劑受熱時(shí)能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或碳化層，碳化層的形成一方面能阻止聚合物進(jìn)一步熱解，另一方面能阻止內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進(jìn)入氣相參與燃燒過程。
偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，能夠降低合成樹脂熔體的粘度，改善樹脂與填料的界面性能。
抗氧化劑為聚羥基對(duì)苯二甲酸鋅，能夠防止或延緩復(fù)合門窗型材氧化。
流動(dòng)改性劑為改性乙撐雙脂肪酸酰亞胺，提高復(fù)合門窗型材原料的流變性。
一種節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材的制備方法，包括以下步驟：
(1)按照節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材原料的重量份數(shù)稱取原料；
(2)采用溶膠-凝膠法制備氣凝膠，在氣凝膠形成前將玻璃纖維氈浸入，經(jīng)老化、改性、溶劑置換、干燥得到氣凝膠玻璃纖維氈；
(3)將步驟(2)得到的氣凝膠玻璃纖維氈、乙烯基樹脂、鹵代不飽和聚酯、金屬纖維、陶瓷纖維、竹炭粉、納米二氧化鈦、酚醛泡沫、聚酰胺纖維、阻燃劑、偶聯(lián)劑、抗氧化劑和流動(dòng)改性劑混合均勻，再拉擠成型，制備出節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材。
實(shí)施例2
一種節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材，包括以下重量份的原料：乙烯基樹脂50份、鹵代不飽和聚酯35份、玻璃纖維氈22份、金屬纖維13份、陶瓷纖維12份、竹炭粉15份、納米二氧化鈦9份、氣凝膠23份、酚醛泡沫13份、聚酰胺纖維11份、阻燃劑0.2份、偶聯(lián)劑0.3份、抗氧化劑0.3份和流動(dòng)改性劑0.2份。
原料中添加了金屬纖維，金屬纖維具有彈性好、耐磨和耐高溫的特點(diǎn)。
原料中添加了陶瓷纖維，陶瓷纖維是一種纖維狀輕質(zhì)耐火材料，具有質(zhì)輕、耐高溫和導(dǎo)熱率低的特點(diǎn)。
原料中添加了竹炭，竹炭為疏松多孔結(jié)構(gòu)，其分子細(xì)密多孔，質(zhì)地堅(jiān)硬，具有很強(qiáng)的吸附能力，能夠凈化空氣、消除異味、抑菌驅(qū)蟲和呼吸調(diào)濕。
原料中添加了納米級(jí)二氧化鈦，納米級(jí)二氧化鈦具有殺菌、防污、除臭、無毒和性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，此外在紫外線的作用下，納米級(jí)二氧化鈦會(huì)被激活，生成具有高催化活性的游離基，具有很強(qiáng)的光氧化還原能力，可催化、光解附著于材料表面的各種甲醛等有機(jī)物，達(dá)到凈化空氣的效果，因此應(yīng)用該原料的復(fù)合門窗型材達(dá)到了環(huán)保的目的。
原料中添加了酚醛泡沫，酚醛泡沫是一種難燃、防火低煙的保溫材料。
原料中添加了聚酰胺纖維，聚酰胺纖維具有無毒、質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐磨和耐腐蝕的特點(diǎn)。
竹炭粉的粒徑為400目，竹炭粉作為細(xì)骨料，細(xì)小的粒徑可以更好地與其他原料混合，達(dá)到提高復(fù)合門窗型材的強(qiáng)度和環(huán)保性能的目的。
阻燃劑為有機(jī)磷類阻燃劑，有機(jī)磷類阻燃劑受熱時(shí)能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或碳化層，碳化層的形成一方面能阻止聚合物進(jìn)一步熱解，另一方面能阻止內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進(jìn)入氣相參與燃燒過程。
偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，能夠降低合成樹脂熔體的粘度，改善樹脂與填料的界面性能。
抗氧化劑為聚羥基對(duì)苯二甲酸鋅，能夠防止或延緩復(fù)合門窗型材氧化。
流動(dòng)改性劑為改性乙撐雙脂肪酸酰亞胺，提高復(fù)合門窗型材原料的流變性。
一種節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材的制備方法，包括以下步驟：
(1)按照節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材原料的重量份數(shù)稱取原料；
(2)采用溶膠-凝膠法制備氣凝膠，在氣凝膠形成前將玻璃纖維氈浸入，經(jīng)老化、改性、溶劑置換、干燥得到氣凝膠玻璃纖維氈；
(3)將步驟(2)得到的氣凝膠玻璃纖維氈、乙烯基樹脂、鹵代不飽和聚酯、金屬纖維、陶瓷纖維、竹炭粉、納米二氧化鈦、酚醛泡沫、聚酰胺纖維、阻燃劑、偶聯(lián)劑、抗氧化劑和流動(dòng)改性劑混合均勻，再拉擠成型，制備出節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材。
實(shí)施例3
一種節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材，包括以下重量份的原料：乙烯基樹脂60份、鹵代不飽和聚酯45份、玻璃纖維氈36份、金屬纖維31份、陶瓷纖維18份、竹炭粉21份、納米二氧化鈦17份、氣凝膠35份、酚醛泡沫23份、聚酰胺纖維15份、阻燃劑0.6份、偶聯(lián)劑0.5份、抗氧化劑0.7份和流動(dòng)改性劑0.4份。
原料中添加了金屬纖維，金屬纖維具有彈性好、耐磨和耐高溫的特點(diǎn)。
原料中添加了陶瓷纖維，陶瓷纖維是一種纖維狀輕質(zhì)耐火材料，具有質(zhì)輕、耐高溫和導(dǎo)熱率低的特點(diǎn)。
原料中添加了竹炭，竹炭為疏松多孔結(jié)構(gòu)，其分子細(xì)密多孔，質(zhì)地堅(jiān)硬，具有很強(qiáng)的吸附能力，能夠凈化空氣、消除異味、抑菌驅(qū)蟲和呼吸調(diào)濕。
原料中添加了納米級(jí)二氧化鈦，納米級(jí)二氧化鈦具有殺菌、防污、除臭、無毒和性能穩(wěn)定的特點(diǎn)，此外在紫外線的作用下，納米級(jí)二氧化鈦會(huì)被激活，生成具有高催化活性的游離基，具有很強(qiáng)的光氧化還原能力，可催化、光解附著于材料表面的各種甲醛等有機(jī)物，達(dá)到凈化空氣的效果，因此應(yīng)用該原料的復(fù)合門窗型材達(dá)到了環(huán)保的目的。
原料中添加了酚醛泡沫，酚醛泡沫是一種難燃、防火低煙的保溫材料。
原料中添加了聚酰胺纖維，聚酰胺纖維具有無毒、質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐磨和耐腐蝕的特點(diǎn)。
竹炭粉的粒徑為400目，竹炭粉作為細(xì)骨料，細(xì)小的粒徑可以更好地與其他原料混合，達(dá)到提高復(fù)合門窗型材的強(qiáng)度和環(huán)保性能的目的。
阻燃劑為有機(jī)磷類阻燃劑，有機(jī)磷類阻燃劑受熱時(shí)能產(chǎn)生結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或碳化層，碳化層的形成一方面能阻止聚合物進(jìn)一步熱解，另一方面能阻止內(nèi)部的熱分解產(chǎn)生物進(jìn)入氣相參與燃燒過程。
偶聯(lián)劑為硅烷偶聯(lián)劑，能夠降低合成樹脂熔體的粘度，改善樹脂與填料的界面性能。
抗氧化劑為聚羥基對(duì)苯二甲酸鋅，能夠防止或延緩復(fù)合門窗型材氧化。
流動(dòng)改性劑為改性乙撐雙脂肪酸酰亞胺，提高復(fù)合門窗型材原料的流變性。
一種節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材的制備方法，包括以下步驟：
(1)按照節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材原料的重量份數(shù)稱取原料；
(2)采用溶膠-凝膠法制備氣凝膠，在氣凝膠形成前將玻璃纖維氈浸入，經(jīng)老化、改性、溶劑置換、干燥得到氣凝膠玻璃纖維氈；
(3)將步驟(2)得到的氣凝膠玻璃纖維氈、乙烯基樹脂、鹵代不飽和聚酯、金屬纖維、陶瓷纖維、竹炭粉、納米二氧化鈦、酚醛泡沫、聚酰胺纖維、阻燃劑、偶聯(lián)劑、抗氧化劑和流動(dòng)改性劑混合均勻，再拉擠成型，制備出節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材。
對(duì)比例1
一種復(fù)合門窗型材，包括以下重量份的原料：鄰苯型不飽和聚酯45份、間苯型不飽和聚酯45份、玻璃纖維氈33份、玻璃纖維增強(qiáng)材料15份和氣凝膠16份。
玻璃纖維增強(qiáng)材料為無捻紗和連續(xù)氈。
一種復(fù)合門窗型材的制備方法，包括以下步驟：
(1)按照復(fù)合門窗型材原料的重量份數(shù)稱取原料；
(2)采用溶膠-凝膠法制備氣凝膠，在氣凝膠形成前將玻璃纖維氈浸入，經(jīng)老化、改性、溶劑置換、干燥得到氣凝膠玻璃纖維氈；
(3)將步驟(2)得到的氣凝膠玻璃纖維氈、鄰苯型不飽和聚酯、間苯型不飽和聚和玻璃纖維增強(qiáng)材料混合均勻，再拉擠成型，制備出復(fù)合門窗型材。
將實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3制得的節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材與對(duì)比例1制得的復(fù)合門窗型材中進(jìn)行性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表1所示：
從表1數(shù)據(jù)比較可以看出，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
1、從測(cè)得的節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材抗壓強(qiáng)度值可以看出，實(shí)施例1-3的抗壓強(qiáng)度值均高于對(duì)比例1，說明本發(fā)明的節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材的抗壓強(qiáng)度高。
2、從測(cè)得的節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材抗拉強(qiáng)度值可以看出，實(shí)施例1-3的抗拉強(qiáng)度值均高于對(duì)比例1，說明本發(fā)明的節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材的抗拉強(qiáng)度高。
3、從測(cè)得的節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材的導(dǎo)熱系數(shù)可以看出，實(shí)施例1-3的導(dǎo)熱系數(shù)均低于對(duì)比例1，說明本發(fā)明的節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材的保溫效果好。
4、從測(cè)得的節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材的甲醛凈化率可以看出，實(shí)施例1-3的甲醛凈化率均高于對(duì)比例1，說明本發(fā)明的節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材的環(huán)保性好。
5、從測(cè)得的節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材的熱變形溫度和耐火極限值可以看出，實(shí)施例1-3的熱變形溫度和耐火極限值均高于對(duì)比例1，說明本發(fā)明的節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材的耐熱效果好。
6、從測(cè)得的節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材在各個(gè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)可以看出，實(shí)施例1均優(yōu)于實(shí)施例2、實(shí)施例3和對(duì)比例1，說明本發(fā)明的節(jié)能環(huán)保復(fù)合門窗型材的原料配方和制備方法的合理性。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。