CN106479308B - 耐刮铝合金门窗及其制备方法 - Google Patents

耐刮铝合金门窗及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐刮铝合金门窗及其制备方法，该制备方法为：(1)将丙三醇、炭黑、环氧丙烷、脲醛树脂、聚丙烯酰胺和聚氯乙烯混合以制得涂层组合物；(2)将铝合金门窗基体依次用碱液和表面活性剂进行除油处理；(3)将经除油处理后的铝合金门窗基体用乙醇和水进行表面清洗；(4)将涂层组合物涂覆于经表面清洗后的铝合金门窗基体表面，并加热以制得耐刮铝合金门窗；其中，以重量份计，相对于5份丙三醇，炭黑的用量为4‑8份，环氧丙烷的用量为30‑40份，脲醛树脂的用量为40‑50份，聚丙烯酰胺的用量为5‑9份，聚氯乙烯的用量为10‑15份。通过该方法制得的耐磨铝合金门窗具有优异的机械力学性能和耐磨、耐刮特性。

Description

耐刮铝合金门窗及其制备方法
技术领域
本发明涉及门窗，具体涉及耐刮铝合金门窗及其制备方法。
背景技术
门窗是建筑物围护结构系统中重要的组成部分，按其组成材料来分，常见的门窗有木质门窗、玻璃门窗和铝合金门窗等。木质门窗易燃、易变形，被破坏后不易修复，容易开裂，结疤，抗腐蚀性能差，易受虫蛀等影响，且受潮易发生霉变。玻璃门窗存在易碎的缺陷从而限制其应用。铝合金门窗因其具有不易生锈、便于加工、价格比较低、重量轻、可做成复杂截面和构造等优点而被大规模用于工业化生产，此外，铝合金门窗安装与清理方便。
但是，当前市售的铝合金门窗在使用中易发生表面磨损现象，且门窗表面易受到腐蚀，从而影响其美观和使用。
发明内容
本发明的目的之一是提供条件温和、操作简单的耐刮铝合金门窗的制备方法。
本发明的另一目的是提供由上述方法制备而成的具有优异耐磨特性的耐刮铝合金门窗。
本发明提供的耐刮铝合金门窗的制备方法为：(1)将丙三醇、炭黑、环氧丙烷、脲醛树脂、聚丙烯酰胺和聚氯乙烯混合以制得涂层组合物；(2)将铝合金门窗基体依次用碱液和表面活性剂进行除油处理；(3)将经除油处理后的铝合金门窗基体用乙醇和水进行表面清洗；(4)将涂层组合物涂覆于经表面清洗后的铝合金门窗基体表面，并加热以制得耐刮铝合金门窗；其中，以重量份计，相对于5份丙三醇，炭黑的用量为4-8份，环氧丙烷的用量为30-40份，脲醛树脂的用量为40-50份，聚丙烯酰胺的用量为5-9份，聚氯乙烯的用量为10-15份。
在上述制备方法的步骤(1)中，聚氯乙烯的重均分子量可以在宽的范围内选择，为提高所制得涂层组合物耐磨抗磨损等特性，优选地，聚氯乙烯的重均分子量为7万-9万。
在上述制备方法的步骤(2)中，碱液的具体种类可以在宽的范围内选择，从除油效果上考虑，优选地，碱液为纯碱溶液、硅酸钠溶液和三聚磷酸钠溶液中的一种或多种。
在上述制备方法的步骤(2)中，碱液的碱性大小可以在宽的范围内选择，从安全性和除油效果上考虑，优选地，碱液的pH值为9-13。
在上述制备方法的步骤(2)中，表面活性剂的具体种类可以在宽的范围内选择，为进一步保证铝合金门窗基体表面的清洁度，同时为不损伤铝合金门窗基体，优选地，表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甘油酯和甘胆酸钠中的一种或多种。
在上述制备方法的步骤(3)中，表面清洗的具体方式可以在宽的范围内选择，为提高铝合金门窗基体与涂层组合物之间的表面结合力，优选地，表面清洗的具体方式为：使用水和乙醇进行交替洗涤，且所述交替洗涤为先使用水进行洗涤。
在上述制备方法的步骤(4)中，涂覆的方式可以在宽的范围内选择，为提高所制得耐刮铝合金门窗的机械力学性能，进一步增强其耐磨效果，优选地，涂覆的方式为多次涂覆。
在上述制备方法的步骤(4)中，加热的具体温度和时间可以在宽的范围内选择，为提高铝合金门窗基体与涂层组合物之间的表面结合力，优选地，加热的温度为110-130℃，加热的时间为30-50min。
本发明还提供了耐刮铝合金门窗，该耐刮铝合金门窗是通过上述的方法制备而成。
通过上述技术方案，本发明通过将丙三醇、炭黑、环氧丙烷、脲醛树脂、聚丙烯酰胺和聚氯乙烯混合以制得涂层组合物；并将铝合金门窗基体依次用碱液和表面活性剂进行除油处理后用乙醇和水进行表面清洗；最后将涂层组合物涂覆于上述铝合金门窗基体表面，并加热制得耐刮铝合金门窗。在此过程中，各物料间相互作用使所制得的涂层组合物具有高品质，以保证通过在铝合金门窗基体表面涂覆有涂层组合物而所制得的耐刮铝合金门窗具有优异的机械力学性能和优异的耐磨特性；将铝合金门窗基体进行除油处理和表面清洗能够保证铝合金门窗基体表面的清洁度，提高铝合金门窗基体与涂层组合物之间的表面结合力。该方法为一种成本低廉、绿色环保和操作简单的方法。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1
(1)以重量份计，将5份丙三醇、5份炭黑、32份环氧丙烷、41份脲醛树脂、5份聚丙烯酰胺和11份重均分子量为7万的聚氯乙烯混合以制得涂层组合物；
(2)将铝合金门窗基体依次用pH值为9的纯碱溶液和十二烷基苯磺酸钠进行除油处理；
(3)将经除油处理后的铝合金门窗基体用水和乙醇进行交替洗涤，且交替洗涤为先使用水进行洗涤；
(4)将涂层组合物用多次涂覆的方式涂覆于经表面清洗后的铝合金门窗基体表面，并在110℃的温度下加热35min以制得耐刮铝合金门窗A1。
实施例2
(1)以重量份计，将5份丙三醇、8份炭黑、40份环氧丙烷、48份脲醛树脂、8份聚丙烯酰胺和14份重均分子量为9万的聚氯乙烯混合以制得涂层组合物；
(2)将铝合金门窗基体依次用pH值为13的硅酸钠溶液和脂肪酸甘油酯进行除油处理；
(3)将经除油处理后的铝合金门窗基体用水和乙醇进行交替洗涤，且所述交替洗涤为先使用水进行洗涤；
(4)将涂层组合物用多次涂覆的方式涂覆于经表面清洗后的铝合金门窗基体表面，并在130℃的温度下加热50min以制得耐刮铝合金门窗A2。
实施例3
(1)以重量份计，将5份丙三醇、6份炭黑、35份环氧丙烷、45份脲醛树脂、7份聚丙烯酰胺和13份重均分子量为8万的聚氯乙烯混合以制得涂层组合物；
(2)将铝合金门窗基体依次用pH值为11的三聚磷酸钠溶液和甘胆酸钠进行除油处理；
(3)将经除油处理后的铝合金门窗基体用水和乙醇进行交替洗涤，且所述交替洗涤为先使用水进行洗涤；
(4)将涂层组合物用多次涂覆的方式涂覆于经表面清洗后的铝合金门窗基体表面，并在120℃的温度下加热40min以制得耐刮铝合金门窗A3。
对比例1
按照实施例1的方法进行制得铝合金门窗B1，所不同的是，在步骤(1)中未加入炭黑。
对比例2
按照实施例1的方法进行制得铝合金门窗B2，所不同的是，在步骤(1)中未加入环氧丙烷。
对比例3
按照实施例1的方法进行制得铝合金门窗B3，所不同的是，在步骤(1)中未加入脲醛树脂。
对比例4
按照实施例1的方法进行制得铝合金门窗B4，所不同的是，在步骤(1)中未加入聚丙烯酰胺。
对比例5
按照实施例1的方法进行制得铝合金门窗B5，所不同的是，在步骤(1)中未加入聚氯乙烯。
对比例6
按照实施例1的方法进行制得铝合金门窗B6，所不同的是，未进行步骤(2)的除油处理。
对比例7
按照实施例1的方法进行制得铝合金门窗B7，所不同的是，未进行步骤(3)的表面清洗。
检测例1
将上述实施例和对比例制得的铝合金门窗A1-A3，B1-B7进行机械力学性能的检测，具体结果见表1。
检测例2
将上述实施例和对比例制得的铝合金门窗A1-A3，B1-B7用砂纸在门窗表面进行100次摩擦后，测定其表面的摩擦系数，具体结果见表1。
表1
A1 A2 A3 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7
屈服强度/MPa 780 800 780 550 560 540 600 580 300 320
抗拉强度/MPa 800 780 800 600 620 640 620 640 550 460
摩擦系数 0.20 0.18 0.18 0.32 0.34 0.4 0.38 0.34 0.55 0.60
通过上述检测例可知，上述实施例所制备的铝合金门窗具有屈服强度大、抗拉强度大的特性，且具有优异的耐磨特性；而未加入炭黑、环氧丙烷、脲醛树脂、聚丙烯酰胺、聚氯乙烯以及未进行除油处理、表面清洗的对比例所制得的铝合金门窗的屈服强度小、抗拉强度小、耐磨性能差。这表明本发明提供的耐刮铝合金门窗是各物料共同作用的结果，是整体制备方法相统一的结果。此外，从本发明的制备过程可以看出，本发明提供的耐刮铝合金门窗的制备方法条件温和，操作简单。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种耐刮铝合金门窗的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：
(1)将丙三醇、炭黑、环氧丙烷、脲醛树脂、聚丙烯酰胺和聚氯乙烯混合以制得涂层组合物；
(2)将铝合金门窗基体依次用碱液和表面活性剂进行除油处理；
(3)将经除油处理后的所述铝合金门窗基体用乙醇和水进行表面清洗；
(4)将所述涂层组合物涂覆于经表面清洗后的所述铝合金门窗基体表面，并干燥以制得耐刮铝合金门窗；
其中，以重量份计，相对于5份所述丙三醇，所述炭黑的用量为4-8份，所述环氧丙烷的用量为30-40份，所述脲醛树脂的用量为40-50份，所述聚丙烯酰胺的用量为5-9份，所述聚氯乙烯的用量为10-15份。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤(1)中，所述聚氯乙烯的重均分子量为7万-9万。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤(2)中，所述碱液为纯碱溶液、硅酸钠溶液和三聚磷酸钠溶液中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，在步骤(2)中，所述碱液的pH值为9-13。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的制备方法，其中，在步骤(2)中，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甘油酯和甘胆酸钠中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤(3)中，所述表面清洗的具体方式为：使用水和乙醇进行交替洗涤，且所述交替洗涤为先使用水进行洗涤。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，在步骤(4)中，所述涂覆的方式为多次涂覆。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其中，在步骤(4)中，所述干燥采用加热的方式进行，所述加热的温度为110-130℃，所述加热的时间为30-50min。
9.一种耐刮铝合金门窗，其特征在于，所述耐刮铝合金门窗通过权利要求1-8中任意一项所述的方法制备而成。
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