一種複合門窗型材及其製備方法與流程
2023-05-13 21:54:06
本發明屬於建築材料領域，具體涉及一種複合門窗型材及其製備方法。
背景技術：
我國社會總能耗的40％來自建築能耗，而建築能耗中又有50％是通過門窗流失的，可以說門窗已成為我國建築節能重要組成部分，但目前門窗普遍存在著保溫隔熱性差的問題。
門窗除了存在上述的保溫隔熱性問題，其在強度和耐火性上也有很多足。
技術實現要素：
為了解決現有複合門窗型材存在著強度低、防火性差、節能環保效果差和成本高的問題，本發明的目的是提供一種複合門窗型材及其製備方法，製得的複合門窗型材具有強度高、防火性好、節能環保效果好和成本低的優點。
本發明提供了如下的技術方案：
一種複合門窗型材，包括以下重量份的原料：鄰苯型不飽和聚酯40-50份、間苯型不飽和聚酯39-55份、玻璃纖維氈24-40份、陶瓷纖維11-33份、聚丙烯纖維21-27份、玻璃棉13-21份、漂珠17-33份、海泡石粉21-33份、納米碳化矽12-20份、碳化鈣19-31份、氣凝膠13-17份、阻燃劑0.3-0.7份、偶聯劑0.4-0.8份、抗氧化劑0.2-0.6份、光穩定劑0.1-0.7份和熱穩定劑0.5-0.9份。
原料中添加了陶瓷纖維，陶瓷纖維具有質輕、耐高溫、熱穩定性好、耐火性好、保溫隔熱性好和抗拉抗折強度高的特點，有助於提高製備的複合門窗型材的耐火性能和抗拉性能。
原料中添加了聚丙烯纖維，聚丙烯纖維具有質輕、強度高、彈性好、耐磨和耐熱的特點。
原料中添加了玻璃棉，玻璃棉內部具有許多細小的孔隙，在保溫絕熱、吸音性、耐腐蝕性和化學穩定性上表現良好。
原料中添加了漂珠，漂珠具有質輕、強度高、耐磨、保溫隔熱、耐高溫和阻燃的優點。
原料中添加了海泡石粉，海泡石具有質輕、耐高溫、隔熱和熱穩定的優點。
原料中添加了納米碳化矽，納米碳化矽具有耐火性好、比表面積大、硬度高、耐磨性好和導熱係數低的特點。
原料中添加了氣凝膠，氣凝膠具有導熱係數低、密度小、柔韌性好和防火的優點。
優選地，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47份、玻璃纖維氈32份、陶瓷纖維22份、聚丙烯纖維24份、玻璃棉17份、漂珠25份、海泡石粉27份、納米碳化矽16份、碳化鈣25份、氣凝膠15份、阻燃劑0.5份、偶聯劑0.6份、抗氧化劑0.4份、光穩定劑0.4份和熱穩定劑0.7份。
優選地，所述阻燃劑為三氧化二銻，能夠有效地阻止或延緩火焰的傳播。
優選地，所述偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑，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。
優選地，所述抗氧化劑為硫代二丙酸二硬脂醇酯，能夠防止或延緩複合門窗型材氧化。
優選地，所述光穩定劑為碳黑，能夠遮蔽或反射紫外線的物質，使光不能透入隔熱條內部，從而保護複合門窗型材。
優選地，所述熱穩定劑為硬脂酸鋁，能夠提高複合門窗型材的熱穩性。
一種複合門窗型材的製備方法，包括以下步驟：
(1)按照複合門窗型材原料的重量份數稱取原料；
(2)採用溶膠-凝膠法製備氣凝膠，在氣凝膠形成前將玻璃纖維氈浸入，經老化、改性、溶劑置換、乾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、陶瓷纖維、聚丙烯纖維、玻璃棉、漂珠、海泡石粉、納米碳化矽、碳化鈣、阻燃劑、偶聯劑、抗氧化劑、光穩定劑和熱穩定劑混合均勻，再拉擠成型，製備出複合門窗型材。
本發明的有益效果是：
1、本發明解決了現有複合門窗型材存在著強度低、防火性差、節能環保效果差和成本高的問題。
2、本發明的原料中添加了陶瓷纖維，陶瓷纖維具有質輕、耐高溫、熱穩定性好、耐火性好、保溫隔熱性好和抗拉抗折強度高的特點，有助於提高製備的複合門窗型材的耐火性能和抗拉性能。
3、本發明的原料中添加了聚丙烯纖維，聚丙烯纖維具有質輕、強度高、彈性好、耐磨和耐熱的特點。
4、本發明的原料中添加了玻璃棉，玻璃棉內部具有許多細小的孔隙，在保溫絕熱、吸音性、耐腐蝕性和化學穩定性上表現良好。
5、本發明的原料中添加了漂珠，漂珠具有質輕、強度高、耐磨、保溫隔熱、耐高溫和阻燃的優點。
6、本發明的原料中添加了海泡石粉，海泡石具有質輕、耐高溫、隔熱和熱穩定的優點。
原料中添加了納米碳化矽，納米碳化矽具有耐火性好、比表面積大、硬度高、耐磨性好和導熱係數低的特點。
7、本發明的原料中添加了氣凝膠，氣凝膠具有導熱係數低、密度小、柔韌性好和防火的優點。
8、本發明中所述阻燃劑為三氧化二銻，能夠有效地阻止或延緩火焰的傳播。
9、本發明中所述偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑，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。
10、本發明中所述抗氧化劑為硫代二丙酸二硬脂醇酯，能夠防止或延緩複合門窗型材氧化。
11、本發明中所述光穩定劑為碳黑，能夠遮蔽或反射紫外線的物質，使光不能透入隔熱條內部，從而保護複合門窗型材。
12、本發明中所述熱穩定劑為硬脂酸鋁，能夠提高複合門窗型材的熱穩性。
具體實施方式
實施例1
一種複合門窗型材，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47份、玻璃纖維氈32份、陶瓷纖維22份、聚丙烯纖維24份、玻璃棉17份、漂珠25份、海泡石粉27份、納米碳化矽16份、碳化鈣25份、氣凝膠15份、阻燃劑0.5份、偶聯劑0.6份、抗氧化劑0.4份、光穩定劑0.4份和熱穩定劑0.7份。
原料中添加了陶瓷纖維，陶瓷纖維具有質輕、耐高溫、熱穩定性好、耐火性好、保溫隔熱性好和抗拉抗折強度高的特點，有助於提高製備的複合門窗型材的耐火性能和抗拉性能。
原料中添加了聚丙烯纖維，聚丙烯纖維具有質輕、強度高、彈性好、耐磨和耐熱的特點。
原料中添加了玻璃棉，玻璃棉內部具有許多細小的孔隙，在保溫絕熱、吸音性、耐腐蝕性和化學穩定性上表現良好。
原料中添加了漂珠，漂珠具有質輕、強度高、耐磨、保溫隔熱、耐高溫和阻燃的優點。
原料中添加了海泡石粉，海泡石具有質輕、耐高溫、隔熱和熱穩定的優點。
原料中添加了納米碳化矽，納米碳化矽具有耐火性好、比表面積大、硬度高、耐磨性好和導熱係數低的特點。
原料中添加了氣凝膠，氣凝膠具有導熱係數低、密度小、柔韌性好和防火的優點。
阻燃劑為三氧化二銻，能夠有效地阻止或延緩火焰的傳播。
偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑，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。
抗氧化劑為硫代二丙酸二硬脂醇酯，能夠防止或延緩複合門窗型材氧化。
光穩定劑為碳黑，能夠遮蔽或反射紫外線的物質，使光不能透入隔熱條內部，從而保護複合門窗型材。
熱穩定劑為硬脂酸鋁，能夠提高複合門窗型材的熱穩性。
一種複合門窗型材的製備方法，包括以下步驟：
(1)按照複合門窗型材原料的重量份數稱取原料；
(2)採用溶膠-凝膠法製備氣凝膠，在氣凝膠形成前將玻璃纖維氈浸入，經老化、改性、溶劑置換、乾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、陶瓷纖維、聚丙烯纖維、玻璃棉、漂珠、海泡石粉、納米碳化矽、碳化鈣、阻燃劑、偶聯劑、抗氧化劑、光穩定劑和熱穩定劑混合均勻，再拉擠成型，製備出複合門窗型材。
實施例2
一種複合門窗型材，包括以下重量份的原料：鄰苯型不飽和聚酯40份、間苯型不飽和聚酯39份、玻璃纖維氈24份、陶瓷纖維11份、聚丙烯纖維21份、玻璃棉13份、漂珠17份、海泡石粉21份、納米碳化矽12份、碳化鈣19份、氣凝膠13份、阻燃劑0.3份、偶聯劑0.4份、抗氧化劑0.2份、光穩定劑0.1份和熱穩定劑0.5份。
原料中添加了陶瓷纖維，陶瓷纖維具有質輕、耐高溫、熱穩定性好、耐火性好、保溫隔熱性好和抗拉抗折強度高的特點，有助於提高製備的複合門窗型材的耐火性能和抗拉性能。
原料中添加了聚丙烯纖維，聚丙烯纖維具有質輕、強度高、彈性好、耐磨和耐熱的特點。
原料中添加了玻璃棉，玻璃棉內部具有許多細小的孔隙，在保溫絕熱、吸音性、耐腐蝕性和化學穩定性上表現良好。
原料中添加了漂珠，漂珠具有質輕、強度高、耐磨、保溫隔熱、耐高溫和阻燃的優點。
原料中添加了海泡石粉，海泡石具有質輕、耐高溫、隔熱和熱穩定的優點。
原料中添加了納米碳化矽，納米碳化矽具有耐火性好、比表面積大、硬度高、耐磨性好和導熱係數低的特點。
原料中添加了氣凝膠，氣凝膠具有導熱係數低、密度小、柔韌性好和防火的優點。
阻燃劑為三氧化二銻，能夠有效地阻止或延緩火焰的傳播。
偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑，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。
抗氧化劑為硫代二丙酸二硬脂醇酯，能夠防止或延緩複合門窗型材氧化。
光穩定劑為碳黑，能夠遮蔽或反射紫外線的物質，使光不能透入隔熱條內部，從而保護複合門窗型材。
熱穩定劑為硬脂酸鋁，能夠提高複合門窗型材的熱穩性。
一種複合門窗型材的製備方法，包括以下步驟：
(1)按照複合門窗型材原料的重量份數稱取原料；
(2)採用溶膠-凝膠法製備氣凝膠，在氣凝膠形成前將玻璃纖維氈浸入，經老化、改性、溶劑置換、乾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、陶瓷纖維、聚丙烯纖維、玻璃棉、漂珠、海泡石粉、納米碳化矽、碳化鈣、阻燃劑、偶聯劑、抗氧化劑、光穩定劑和熱穩定劑混合均勻，再拉擠成型，製備出複合門窗型材。
實施例3
一種複合門窗型材，包括以下重量份的原料：鄰苯型不飽和聚酯50份、間苯型不飽和聚酯55份、玻璃纖維氈40份、陶瓷纖維33份、聚丙烯纖維27份、玻璃棉21份、漂珠33份、海泡石粉33份、納米碳化矽20份、碳化鈣31份、氣凝膠17份、阻燃劑0.7份、偶聯劑0.8份、抗氧化劑0.6份、光穩定劑0.7份和熱穩定劑0.9份。
原料中添加了陶瓷纖維，陶瓷纖維具有質輕、耐高溫、熱穩定性好、耐火性好、保溫隔熱性好和抗拉抗折強度高的特點，有助於提高製備的複合門窗型材的耐火性能和抗拉性能。
原料中添加了聚丙烯纖維，聚丙烯纖維具有質輕、強度高、彈性好、耐磨和耐熱的特點。
原料中添加了玻璃棉，玻璃棉內部具有許多細小的孔隙，在保溫絕熱、吸音性、耐腐蝕性和化學穩定性上表現良好。
原料中添加了漂珠，漂珠具有質輕、強度高、耐磨、保溫隔熱、耐高溫和阻燃的優點。
原料中添加了海泡石粉，海泡石具有質輕、耐高溫、隔熱和熱穩定的優點。
原料中添加了納米碳化矽，納米碳化矽具有耐火性好、比表面積大、硬度高、耐磨性好和導熱係數低的特點。
原料中添加了氣凝膠，氣凝膠具有導熱係數低、密度小、柔韌性好和防火的優點。
阻燃劑為三氧化二銻，能夠有效地阻止或延緩火焰的傳播。
偶聯劑為鈦酸酯偶聯劑，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。
抗氧化劑為硫代二丙酸二硬脂醇酯，能夠防止或延緩複合門窗型材氧化。
光穩定劑為碳黑，能夠遮蔽或反射紫外線的物質，使光不能透入隔熱條內部，從而保護複合門窗型材。
熱穩定劑為硬脂酸鋁，能夠提高複合門窗型材的熱穩性。
一種複合門窗型材的製備方法，包括以下步驟：
(1)按照複合門窗型材原料的重量份數稱取原料；
(2)採用溶膠-凝膠法製備氣凝膠，在氣凝膠形成前將玻璃纖維氈浸入，經老化、改性、溶劑置換、乾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、陶瓷纖維、聚丙烯纖維、玻璃棉、漂珠、海泡石粉、納米碳化矽、碳化鈣、阻燃劑、偶聯劑、抗氧化劑、光穩定劑和熱穩定劑混合均勻，再拉擠成型，製備出複合門窗型材。
對比例1
一種複合門窗型材，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、玻璃纖維增強材料15份和氣凝膠16份。
玻璃纖維增強材料為無捻紗和連續氈。
一種複合門窗型材的製備方法，包括以下步驟：
(1)按照複合門窗型材原料的重量份數稱取原料；
(2)採用溶膠-凝膠法製備氣凝膠，在氣凝膠形成前將玻璃纖維氈浸入，經老化、改性、溶劑置換、乾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材料混合均勻，再拉擠成型，製備出複合門窗型材。
將實施例1、實施例2、實施例3和對比例1中製得複合門窗型材進行性能測試，測試結果如表1所示：
從表1數據比較可以看出，本發明的優點是：
1、一種複合門窗型材及其製備方法，從測得的原料損耗減少率可以看出，實施例1-3的原料損耗減少率均高於對比例1，說明本發明複合門窗型材的節能效果好。
2、一種複合門窗型材及其製備方法，根據國家標準《建築材料及製品燃燒性能分級》gb862，從測得的阻燃等級可以看出，實施例1-3的阻燃等級均優於對比例1，說明本發明複合門窗型材的耐火性好。
3、一種複合門窗型材及其製備方法，從測得的抗壓強度和抗拉強度可以看出，實施例1-3的抗壓強度和抗拉強度均高於對比例1，說明本發明複合門窗型材的強度高。
4、一種複合門窗型材及其製備方法，從測得的導熱係數可以看出，實施例1-3的導熱係數均低於對比例1，說明本發明複合門窗型材的保溫隔熱好。
5、一種複合門窗型材及其製備方法，從測得的各個指標的數據可以看出，實施例1均優於實施例2、實施例3和對比例1，說明本發明複合門窗型材的原料配方和製備方法的合理性。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。