CN106810787A - 一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料 - Google Patents

一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯树脂20～35份、聚氯乙烯树脂30～50份、木粉15～25份、竹粉15～25份、秸秆纤维10～22份、氢氧化钠溶液45～70份、马来酸酐15～30份、增强材料8～15份、甲醛吸附材料8～15份、十二烷基磺酸钠2～5份、发泡剂1～3份、成核剂1～3份。本发明提出的一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，其具有密度小、强度高、比重轻、力学性能好的特点，同时具有良好的保温隔热、隔音降噪性能和强大的吸附功能，能有效的去除甲醛及室内其他有害物质，改善人们的生活环境，本发明提出的材料可用于门、窗及相关产品的制备，使用范围广，使用寿命长，值得推广。

Description

一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料
技术领域
本发明涉及复合门窗材料技术领域，尤其涉及一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料。
背景技术
传统的竹、木门复合窗材料具有密度大、脆性大、使用寿命短、安全性能不高等缺点，而传统的金属门窗材料虽安全性能高，但外形不够大气、美观，且具有成本高的缺点。不仅如此，传统的竹、木门复合门窗材料保温隔热性能差，其在制造和使用过程中，易对人们的身体健康造成损害和对社会环境造成污染。随着人们生活水平的不断提高，以及人们健康、安全和环保意识的不断增强，传统的门窗的材料已经不足以满足人们的要求。发泡复合门窗材料作为一种新兴的绿色环保类材料，成为了近期的研究热点。基于上述陈述，本发明提出了一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料。
一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯树脂20～35份、聚氯乙烯树脂30～50份、木粉15～25份、竹粉15～25份、秸秆纤维10～22份、氢氧化钠溶液45～70份、马来酸酐15～30份、增强材料8～15份、甲醛吸附材料8～15份、十二烷基磺酸钠2～5份、发泡剂1～3份、成核剂1～3份。
优选的，所述的一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯树脂25～30份、聚氯乙烯树脂35～45份、木粉18～22份、竹粉18～22份、秸秆纤维12～20份、氢氧化钠溶液50～65份、马来酸酐18～25份、增强材料10～14份、甲醛吸附材料10～14份、十二烷基磺酸钠3～4份、发泡剂1.5～2.5份、成核剂1.5～2.5份。
优选的，所述的一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯树脂28份、聚氯乙烯树脂40份、木粉20份、竹粉20份、秸秆纤维15份、氢氧化钠溶液60份、马来酸酐20份、增强材料12份、甲醛吸附材料12份、十二烷基磺酸钠4份、发泡剂2份、成核剂2份。
优选的，所述木粉的粒径为0.3～1.8mm，所述竹粉的粒径为0.1～1.5mm。
优选的，所述氢氧化钠溶液的浓度为5～9%。
优选的，所述增强材料为玻璃纤维、碳纤维、碳酸钙和滑石粉中的一种或任意组合物。
优选的，所述甲醛吸附材料为玛雅蓝、活性炭、硅藻土和远红外陶瓷粉中的一种或任意组合物。
本发明还提出了一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的聚氨酯树脂和聚氯乙烯树脂加入到树脂软化罐中，高温140～170℃加热3～5h，加热完成后，以220～280r/min的转速保温搅拌25～50min，搅拌均匀得混合树脂液A；
S2、将所述比重的木粉、竹粉和秸秆纤维加入到所述比重的氢氧化钠溶液中，常温下超声溶解15～30min，然后经沉淀分离得混合粉末B；
S3、将步骤S2中所得的混合粉末B在90～110℃的环境下，真空干燥30～50min，然后与所述比重的马来酸酐在800～1000r/min 的转速下高速混合20～40min，得改性混合粉末C；
S4、将步骤S1中所得的混合树脂液A和步骤S3中所得的改性混合粉末C与所述比重的增强材料、甲醛吸附材料和十二烷基磺酸钠在高温130～160℃下，以450～650r/min的转速，搅拌混合1～2h，混合均匀后，保温加入所述比重的发泡剂和成核剂，保持转速不变，继续搅拌混合18～40min，混合均匀得混合材料D；
S5、将步骤S4中所得的混合材料D通过双螺杆挤出机，在高温120～140℃下挤出造粒即得。
本发明提出的一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，其具有密度小、强度高、比重轻、力学性能好的特点，同时具有良好的保温隔热、隔音降噪性能和强大的吸附功能，能有效的去除甲醛及室内其他有害物质，改善人们的生活环境，配方中添加的秸秆纤维，能有效的提高材料的力学性能、物理性能及可加工性能，并且能够显著降低生产成本，废物利用，有效的减少了环境污染，本发明还提出了一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料的制备方法，采用保温性能极佳的聚氨酯树脂和力学性能优良的聚氯乙烯树脂为主要原料，利用氢氧化钠溶液溶解木粉、竹粉和秸秆纤维，并用马来酸酐对其进行改性，提高其与树脂材料的亲和性，最后与增强材料及甲醛吸附材料进行共混，利用十二烷基磺酸钠提高表面活性，利用发泡剂和成核剂进行发泡后制得所需材料，其制备方法简单，反应条件温和，制备成本低，所得材料可用于门、窗及相关产品的制备，使用范围广，使用寿命长，值得推广。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
本发明提出的一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯树脂28份、聚氯乙烯树脂45份、木粉22份、竹粉15份、秸秆纤维15份、氢氧化钠溶液60份、马来酸酐25份、玻璃纤维和滑石粉的组合物12份、活性炭和远红外陶瓷粉15份、十二烷基磺酸钠4份、发泡剂1份、成核剂3份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的聚氨酯树脂和聚氯乙烯树脂加入到树脂软化罐中，高温150℃加热5h，加热完成后，以250r/min的转速保温搅拌40min，搅拌均匀得混合树脂液A；
S2、将所述比重的木粉、竹粉和秸秆纤维加入到所述比重的浓度为6%的氢氧化钠溶液中，常温下超声溶解25min，然后经沉淀分离得混合粉末B；
S3、将步骤S2中所得的混合粉末B在105℃的环境下，真空干燥35min，然后与所述比重的马来酸酐在1000r/min 的转速下高速混合20min，得改性混合粉末C；
S4、将步骤S1中所得的混合树脂液A和步骤S3中所得的改性混合粉末C与所述比重的玻璃纤维和滑石粉的组合物、活性炭和远红外陶瓷粉和十二烷基磺酸钠在高温140℃下，以600r/min的转速，搅拌混合1.2h，混合均匀后，保温加入所述比重的发泡剂和成核剂，保持转速不变，继续搅拌混合20min，混合均匀得混合材料D；
S5、将步骤S4中所得的混合材料D通过双螺杆挤出机，在高温130℃下挤出造粒即得。
实施例二
本发明提出的一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯树脂35份、聚氯乙烯树脂50份、木粉18份、竹粉20份、秸秆纤维18份、氢氧化钠溶液55份、马来酸酐30份、碳酸钙和滑石粉的组合物10份、硅藻土和远红外陶瓷粉的组合物12份、十二烷基磺酸钠2份、发泡剂2份、成核剂1份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的聚氨酯树脂和聚氯乙烯树脂加入到树脂软化罐中，高温170℃加热3h，加热完成后，以280r/min的转速保温搅拌25min，搅拌均匀得混合树脂液A；
S2、将所述比重的木粉、竹粉和秸秆纤维加入到所述比重的浓度为7%的氢氧化钠溶液中，常温下超声溶解20min，然后经沉淀分离得混合粉末B；
S3、将步骤S2中所得的混合粉末B在90℃的环境下，真空干燥50min，然后与所述比重的马来酸酐在900r/min 的转速下高速混合30min，得改性混合粉末C；
S4、将步骤S1中所得的混合树脂液A和步骤S3中所得的改性混合粉末C与所述比重的碳酸钙和滑石粉的组合物、硅藻土和远红外陶瓷粉的组合物和十二烷基磺酸钠在高温160℃下，以550r/min的转速，搅拌混合1.5h，混合均匀后，保温加入所述比重的发泡剂和成核剂，保持转速不变，继续搅拌混合18min，混合均匀得混合材料D；
S5、将步骤S4中所得的混合材料D通过双螺杆挤出机，在高温125℃下挤出造粒即得。
实施例三
本发明提出的一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯树脂30份、聚氯乙烯树脂50份、木粉20份、竹粉18份、秸秆纤维20份、氢氧化钠溶液70份、马来酸酐28份、碳纤维和滑石粉的组合物8份、玛雅蓝和远红外陶瓷粉的组合物15份、十二烷基磺酸钠5份、发泡剂1份、成核剂2份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的聚氨酯树脂和聚氯乙烯树脂加入到树脂软化罐中，高温140℃加热5h，加热完成后，以260r/min的转速保温搅拌35min，搅拌均匀得混合树脂液A；
S2、将所述比重的木粉、竹粉和秸秆纤维加入到所述比重的浓度为9%的氢氧化钠溶液中，常温下超声溶解15min，然后经沉淀分离得混合粉末B；
S3、将步骤S2中所得的混合粉末B在110℃的环境下，真空干燥30min，然后与所述比重的马来酸酐在850r/min 的转速下高速混合35min，得改性混合粉末C；
S4、将步骤S1中所得的混合树脂液A和步骤S3中所得的改性混合粉末C与所述比重的碳纤维和滑石粉的组合物、玛雅蓝和远红外陶瓷粉的组合物和十二烷基磺酸钠在高温130℃下，以450r/min的转速，搅拌混合2h，混合均匀后，保温加入所述比重的发泡剂和成核剂，保持转速不变，继续搅拌混合30min，混合均匀得混合材料D；
S5、将步骤S4中所得的混合材料D通过双螺杆挤出机，在高温140℃下挤出造粒即得。
实施例四
本发明提出的一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯树脂25份、聚氯乙烯树脂45份、木粉25份、竹粉15份、秸秆纤维22份、氢氧化钠溶液65份、马来酸酐20份、玻璃纤维和滑石粉的组合物15份、活性炭和远红外陶瓷粉的组合物8份、十二烷基磺酸钠3份、发泡剂3份、成核剂3份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的聚氨酯树脂和聚氯乙烯树脂加入到树脂软化罐中，高温160℃加热4h，加热完成后，以240r/min的转速保温搅拌50min，搅拌均匀得混合树脂液A；
S2、将所述比重的木粉、竹粉和秸秆纤维加入到所述比重的浓度为8%的氢氧化钠溶液中，常温下超声溶解18min，然后经沉淀分离得混合粉末B；
S3、将步骤S2中所得的混合粉末B在100℃的环境下，真空干燥40min，然后与所述比重的马来酸酐在950r/min 的转速下高速混合25min，得改性混合粉末C；
S4、将步骤S1中所得的混合树脂液A和步骤S3中所得的改性混合粉末C与所述比重的玻璃纤维和滑石粉的组合物、活性炭和远红外陶瓷粉的组合物和十二烷基磺酸钠在高温150℃下，以500r/min的转速，搅拌混合1.8h，混合均匀后，保温加入所述比重的发泡剂和成核剂，保持转速不变，继续搅拌混合25min，混合均匀得混合材料D；
S5、将步骤S4中所得的混合材料D通过双螺杆挤出机，在高温120℃下挤出造粒即得。
实施例五
本发明提出的一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，包括以下重量份的原料：聚氨酯树脂32份、聚氯乙烯树脂48份、木粉18份、竹粉18份、秸秆纤维20份、氢氧化钠溶液60份、马来酸酐18份、碳酸钙和滑石粉的组合物12份、玛雅蓝和远红外陶瓷粉的组合物10份、十二烷基磺酸钠4份、发泡剂2份、成核剂1份。
其制备方法，包括以下步骤：
S1、将所述比重的聚氨酯树脂和聚氯乙烯树脂加入到树脂软化罐中，高温150℃加热4h，加热完成后，以270r/min的转速保温搅拌30min，搅拌均匀得混合树脂液A；
S2、将所述比重的木粉、竹粉和秸秆纤维加入到所述比重的浓度为5%的氢氧化钠溶液中，常温下超声溶解30min，然后经沉淀分离得混合粉末B；
S3、将步骤S2中所得的混合粉末B在95℃的环境下，真空干燥45min，然后与所述比重的马来酸酐在800r/min 的转速下高速混合40min，得改性混合粉末C；
S4、将步骤S1中所得的混合树脂液A和步骤S3中所得的改性混合粉末C与所述比重的碳酸钙和滑石粉的组合物、玛雅蓝和远红外陶瓷粉的组合物和十二烷基磺酸钠在高温145℃下，以650r/min的转速，搅拌混合1h，混合均匀后，保温加入所述比重的发泡剂和成核剂，保持转速不变，继续搅拌混合40min，混合均匀得混合材料D；
S5、将步骤S4中所得的混合材料D通过双螺杆挤出机，在高温135℃下挤出造粒即得。
分别测试本发明实施例一～五中制备的保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料的综合性能，得出如下结果：
实施例 一 二 三 四 五
甲醛吸附率（mg/g） 4.1 3.5 3.9 4.4 3.7
弯曲强度（MPa） 57 46 52 49 55
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚氨酯树脂20～35份、聚氯乙烯树脂30～50份、木粉15～25份、竹粉15～25份、秸秆纤维10～22份、氢氧化钠溶液45～70份、马来酸酐15～30份、增强材料8～15份、甲醛吸附材料8～15份、十二烷基磺酸钠2～5份、发泡剂1～3份、成核剂1～3份。
2.根据权利要求1所述的一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚氨酯树脂25～30份、聚氯乙烯树脂35～45份、木粉18～22份、竹粉18～22份、秸秆纤维12～20份、氢氧化钠溶液50～65份、马来酸酐18～25份、增强材料10～14份、甲醛吸附材料10～14份、十二烷基磺酸钠3～4份、发泡剂1.5～2.5份、成核剂1.5～2.5份。
3.根据权利要求1所述的一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，其特征在于，包括以下重量份的原料：聚氨酯树脂28份、聚氯乙烯树脂40份、木粉20份、竹粉20份、秸秆纤维15份、氢氧化钠溶液60份、马来酸酐20份、增强材料12份、甲醛吸附材料12份、十二烷基磺酸钠4份、发泡剂2份、成核剂2份。
4.根据权利要求1所述的一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，其特征在于，所述木粉的粒径为0.3～1.8mm，所述竹粉的粒径为0.1～1.5mm。
5.根据权利要求1所述的一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，其特征在于，所述氢氧化钠溶液的浓度为5～9％。
6.根据权利要求1所述的一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，其特征在于，所述增强材料为玻璃纤维、碳纤维、碳酸钙和滑石粉中的一种或任意组合物。
7.根据权利要求1所述的一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料，其特征在于，所述甲醛吸附材料为玛雅蓝、活性炭、硅藻土和远红外陶瓷粉中的一种或任意组合物。
8.一种保温隔热除甲醛的发泡复合门窗材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将所述比重的聚氨酯树脂和聚氯乙烯树脂加入到树脂软化罐中，高温140～170℃加热3～5h，加热完成后，以220～280r/min的转速保温搅拌25～50min，搅拌均匀得混合树脂液A；
S2、将所述比重的木粉、竹粉和秸秆纤维加入到所述比重的氢氧化钠溶液中，常温下超声溶解15～30min，然后经沉淀分离得混合粉末B；
S3、将步骤S2中所得的混合粉末B在90～110℃的环境下，真空干燥30～50min，然后与所述比重的马来酸酐在800～1000r/min的转速下高速混合20～40min，得改性混合粉末C；
S4、将步骤S1中所得的混合树脂液A和步骤S3中所得的改性混合粉末C与所述比重的增强材料、甲醛吸附材料和十二烷基磺酸钠在高温130～160℃下，以450～650r/min的转速，搅拌混合1～2h，混合均匀后，保温加入所述比重的发泡剂和成核剂，保持转速不变，继续搅拌混合18～40min，混合均匀得混合材料D；
S5、将步骤S4中所得的混合材料D通过双螺杆挤出机，在高温120～140℃下挤出造粒即得。
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