CN108456377A - 一种高性能塑钢门窗型材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高性能塑钢门窗型材及其制备方法，涉及塑钢门窗型材技术领域，该型材包括以下原料：PVC S‑700树脂粉、萜烯树脂、纳米二氧化锆粉末、无水乙醇、聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯、改性香樟木粉、剑麻纤维、活化叶腊石粉、左云县粘土、木素磺酸钙、硼砂、五氯硬脂酸甲酯、磷酸二氢铝、丙烯酸甲酯、发泡剂、交联剂和润滑剂。其制备方法是通过对原料的混炼、挤出成型制得的。本发明的塑钢门窗型材制备简单方便，生产成本低廉，具有机械强度高、保温阻音、防水阻燃等优良的特性，应用广泛，使用性能及寿命大大提高。

Description

一种高性能塑钢门窗型材及其制备方法
技术领域
本发明涉及塑钢门窗型材技术领域，具体涉及一种高性能塑钢门窗型材及其制备方法。
背景技术
塑钢型材简称塑钢，主要成分为PVC，因此也叫PVC型材。是被广泛应用的一种新型的建筑材料。在现有的房屋建筑中其应用相当广泛，例如室内门窗、推拉杆、护栏、管材及吊顶材料等等，另外，通过对原料的选用改性及新工艺流程的优化，其在电子工程、汽车、航天航空等技术领域应用也很频繁，主要因其具有钢在强度、硬度等方面上优良性质，又具有较好的弹性和抗老化等性能，因此，也被称作为合金塑钢，成为铜、锌、铝等有色金属的最佳代用品。
即使如今塑钢材料应用广泛，但随着社会的进步和发展，对其综合性能的要求也越来越高，因此，塑钢型材性能的提高及改善相当有必要。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高性能塑钢门窗型材及其制备方法，该种塑钢门窗型材制备简单方便，生产成本低廉，具有机械强度高、保温阻音、防水阻燃等优良的特性。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现的：
一种高性能塑钢门窗型材，包括以下按重量份计的原料：PVC S-700树脂粉30-40份、萜烯树脂20-30份、纳米二氧化锆粉末3-5份、无水乙醇80-100份、聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯1-2份、改性香樟木粉25-35份、剑麻纤维8-12份、活化叶腊石粉6-10份、左云县粘土10-20份、木素磺酸钙2-4份、硼砂2-3份、五氯硬脂酸甲酯1-3份、磷酸二氢铝1-2份、丙烯酸甲酯1-2份、发泡剂4-5份、交联剂2-4份和润滑剂2-3份；
上述的改性香樟木粉通过以下步骤制得：
步骤1：按重量份称取以下成分：香樟木屑20-26份、木胶粉4-6份、二茂铁0.5-1.5份、钛酸酯偶联剂0.5-1.5份、质量浓度20-30％的过氧化氢溶液30-35份和质量浓度15-25％的氢氧化钠溶液30-35份；
步骤2：将香樟木屑置于过氧化氢溶液中浸泡2-3h，取出洗涤后，置于氢氧化钠溶液中浸泡2-3h，取出洗涤后，晾干备用；
步骤3：将步骤2处理后的香樟木屑置于粉碎搅拌机中，加入木胶粉、二茂铁和钛酸酯偶联剂粉碎混匀，输出后得50-60μm粉料，之后置于温度为80-90℃条件下烘干80-100min即可。
进一步地，上述的塑钢门窗型材包括以下按重量份计的原料：PVC S-700树脂粉35份、萜烯树脂25份、纳米二氧化锆粉末4份、无水乙醇90份、聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯1.5份、改性香樟木粉30份、剑麻纤维10份、叶腊石8份、左云县粘土15份、木素磺酸钙3份、硼砂2.5份、五氯硬脂酸甲酯2份、磷酸二氢铝1.5份、丙烯酸甲酯1.5份、发泡剂4.5份、交联剂3份和润滑剂2.5份。
进一步地，上述的改性香樟木粉通过以下步骤制得：
步骤1：按重量份称取以下成分：香樟木屑23份、木胶粉5份、二茂铁1份、钛酸酯偶联剂1份、质量浓度25％的过氧化氢溶液32份和质量浓度20％的氢氧化钠溶液32份；
步骤2：将香樟木屑置于过氧化氢溶液中浸泡2.5h，取出洗涤后，置于氢氧化钠溶液中浸泡2.5h，取出洗涤后，晾干备用；
步骤3：将步骤2处理后的香樟木屑置于粉碎搅拌机中，加入木胶粉、二茂铁和钛酸酯偶联剂粉碎混匀，输出后得55μm粉料，之后置于温度为85℃条件下烘干90min即可。
优选地，上述的发泡剂采用ADC发泡剂、OBSH发泡剂或微球发泡剂中的任一种。
优选地，上述的交联剂采用双季戊四醇或三羟甲基乙烷。
优选地，上述的润滑剂采用高回弹硅油、硬脂酸锌或氧化聚乙烯蜡中的任一种。
进一步地，上述的活化叶腊石粉通过以下步骤制得：将原料叶腊石球磨至细度为40-50μm的叶腊石粉，再置于质量浓度为8-12％的盐酸溶液中浸泡50-60min，过滤取出烘干后置于焙烧炉中焙烧15-20min，焙烧温度为340-360℃。
上述的一种高性能塑钢门窗型材的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)按所述重量份配比称取原料；
(2)树脂基料的制备：取PVC S-700树脂粉和萜烯树脂混合，加热至95-105℃，搅拌20-30min，搅拌转速为60-80r/min，待其空冷至80-90℃后再加入无水乙醇溶解搅拌30-40min，搅拌转速为300-400r/min，之后保持该搅拌条件，加入纳米二氧化锆粉末和聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯继续混合搅拌20-30min，将得到的树脂基料在温度为80-90℃条件下保温待用；
(3)混料：将树脂基料及其它原料共同输送至高速混合机中，先在温度110-120℃条件下混合3-4h，然后在温度为80-90℃条件下混合1-2h，之后在温度为55-65℃条件下混合30-40min输出物料；
(4)挤出成型：将物料经塑钢挤出机挤出，再经模具定型即制得本发明的高性能塑钢门窗型材；
上述塑钢挤出机的温区参数为：一区120-130℃、二区135-145℃、三区150-160℃、四区165-175℃，合流芯115-120℃。
本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明的塑钢门窗型材制备简单方便，生产成本低廉，原料相容性能好，分散速度快，生产效率高，制备过程中无污染、无废料、无粉尘，该种型材在废旧弃之后，可简单加工循环利用，符合绿色环保的要求；降低了对木材、钢材的利用，节省了生态资源，保护环境；
(2)本发明的塑钢门窗型材密度小，重量轻，运输施工方便，具有防水抗冻性能好，耐高温阻燃系数高的特点，应用广泛，耐候、耐老化，使用寿命长；
(3)本发明的塑钢门窗型材制备过程中，发泡稳定高效均匀，形成的闭合孔状骨架完整精细，大大加强了该种塑钢型材的机械强度及承受力，使其具有优良的抗压、抗折强度以及抗冲击性韧性，同时，也提高了产品的保温隔音性能，实现了降噪节能的目的；
(4)本发明的塑钢门窗型材具有优异的化学稳定性，耐腐蚀，抑霉抗菌防蛀，结构完整，一致性良好，通过对树脂基料的改进，提高了型材的弹性模量，使其不会出现变形、开裂、粉化及泥化等产品质量不良的现象，显著提高了该种塑钢门窗型材的使用性能及寿命。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
下表1为下文中实施例1-3中一种高性能塑钢门窗型材所用原料成分；
表1
实施例1
改性香樟木粉的制备：
步骤1：称取以下成分：香樟木屑20kg、木胶粉4kg、二茂铁0.5kg、钛酸酯偶联剂0.5kg、质量浓度20％的过氧化氢溶液30kg和质量浓度15％的氢氧化钠溶液30kg；
步骤2：将香樟木屑置于过氧化氢溶液中浸泡2h，取出洗涤后，置于氢氧化钠溶液中浸泡2h，取出洗涤后，晾干备用；
步骤3：将步骤2处理后的香樟木屑置于粉碎搅拌机中，加入木胶粉、二茂铁和钛酸酯偶联剂粉碎混匀，输出后得50μm粉料，之后置于温度为80℃条件下烘干100min即可。
活化叶腊石粉的制备：取原料叶腊石6kg，将其球磨至细度为40μm的叶腊石粉，再置于质量浓度为8％的盐酸溶液中浸泡60min，过滤取出烘干后置于焙烧炉中焙烧15min，焙烧温度为360℃。
上述的一种高性能塑钢门窗型材的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)树脂基料的制备：取PVC S-700树脂粉和萜烯树脂混合，加热至95℃，搅拌20min，搅拌转速为80r/min，待其空冷至80℃后再加入无水乙醇溶解搅拌30min，搅拌转速为400r/min，之后保持该搅拌条件，加入纳米二氧化锆粉末和聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯继续混合搅拌20min，将得到的树脂基料在温度为80℃条件下保温待用；
(2)混料：将树脂基料及其它原料共同输送至高速混合机中，先在温度110℃条件下混合4h，然后在温度为80℃条件下混合2h，之后在温度为55℃条件下混合40min输出物料；
(3)挤出成型：将物料经塑钢挤出机挤出，再经模具定型即制得本发明的高性能塑钢门窗型材；
上述塑钢挤出机的温区参数为：一区120℃、二区135℃、三区150℃、四区165℃，合流芯115℃。
实施例2
改性香樟木粉的制备：
步骤1：称取以下成分：香樟木屑23kg、木胶粉5kg、二茂铁1kg、钛酸酯偶联剂1kg、质量浓度25％的过氧化氢溶液32kg和质量浓度20％的氢氧化钠溶液32kg；
步骤2：将香樟木屑置于过氧化氢溶液中浸泡2.5h，取出洗涤后，置于氢氧化钠溶液中浸泡2.5h，取出洗涤后，晾干备用；
步骤3：将步骤2处理后的香樟木屑置于粉碎搅拌机中，加入木胶粉、二茂铁和钛酸酯偶联剂粉碎混匀，输出后得55μm粉料，之后置于温度为85℃条件下烘干90min即可。
活化叶腊石粉的制备：取原料叶腊石8kg，将其球磨至细度为45μm的叶腊石粉，再置于质量浓度为10％的盐酸溶液中浸泡55min，过滤取出烘干后置于焙烧炉中焙烧18min，焙烧温度为350℃。
上述的一种高性能塑钢门窗型材的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)树脂基料的制备：取PVC S-700树脂粉和萜烯树脂混合，加热至100℃，搅拌25min，搅拌转速为70r/min，待其空冷至85℃后再加入无水乙醇溶解搅拌35min，搅拌转速为350r/min，之后保持该搅拌条件，加入纳米二氧化锆粉末和聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯继续混合搅拌25min，将得到的树脂基料在温度为85℃条件下保温待用；
(2)混料：将树脂基料及其它原料共同输送至高速混合机中，先在温度115℃条件下混合3.5h，然后在温度为85℃条件下混合1.5h，之后在温度为60℃条件下混合35min输出物料；
(3)挤出成型：将物料经塑钢挤出机挤出，再经模具定型即制得本发明的高性能塑钢门窗型材；
上述塑钢挤出机的温区参数为：一区125℃、二区140℃、三区155℃、四区170℃，合流芯118℃。
实施例3
改性香樟木粉的制备：
步骤1：称取以下成分：香樟木屑26kg、木胶粉6kg、二茂铁1.5kg、钛酸酯偶联剂1.5kg、质量浓度30％的过氧化氢溶液35kg和质量浓度25％的氢氧化钠溶液35kg；
步骤2：将香樟木屑置于过氧化氢溶液中浸泡3h，取出洗涤后，置于氢氧化钠溶液中浸泡3h，取出洗涤后，晾干备用；
步骤3：将步骤2处理后的香樟木屑置于粉碎搅拌机中，加入木胶粉、二茂铁和钛酸酯偶联剂粉碎混匀，输出后得60μm粉料，之后置于温度为90℃条件下烘干80min即可。
活化叶腊石粉的制备：取原料叶腊石10kg，将其球磨至细度为50μm的叶腊石粉，再置于质量浓度为12％的盐酸溶液中浸泡60min，过滤取出烘干后置于焙烧炉中焙烧20min，焙烧温度为340℃。
上述的一种高性能塑钢门窗型材的制备方法，按照以下步骤进行：
(1)树脂基料的制备：取PVC S-700树脂粉和萜烯树脂混合，加热至105℃，搅拌30min，搅拌转速为60r/min，待其空冷至90℃后再加入无水乙醇溶解搅拌40min，搅拌转速为300r/min，之后保持该搅拌条件，加入纳米二氧化锆粉末和聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯继续混合搅拌30min，将得到的树脂基料在温度为90℃条件下保温待用；
(2)混料：将树脂基料及其它原料共同输送至高速混合机中，先在温度120℃条件下混合3h，然后在温度为90℃条件下混合1h，之后在温度为65℃条件下混合30min输出物料；
(3)挤出成型：将物料经塑钢挤出机挤出，再经模具定型即制得本发明的高性能塑钢门窗型材；
上述塑钢挤出机的温区参数为：一区130℃、二区145℃、三区160℃、四区175℃，合流芯120℃。
利用实施例1-3的塑钢门窗型材制成的规格为800*2000*30(mm)的塑钢门板，其抗压强度≥38.1MPa；抗折强度≥27.6MPa；冲击韧度αK≥24.3J/cm2；耐热极限温度区间[155℃,165℃]；导热系数≤0.03W/m·K；透湿系数≤0.01g/(m.h.pa)。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高性能塑钢门窗型材，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：PVC S-700树脂粉30-40份、萜烯树脂20-30份、纳米二氧化锆粉末3-5份、无水乙醇80-100份、聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯1-2份、改性香樟木粉25-35份、剑麻纤维8-12份、活化叶腊石粉6-10份、左云县粘土10-20份、木素磺酸钙2-4份、硼砂2-3份、五氯硬脂酸甲酯1-3份、磷酸二氢铝1-2份、丙烯酸甲酯1-2份、发泡剂4-5份、交联剂2-4份和润滑剂2-3份；
所述改性香樟木粉通过以下步骤制得：
步骤1：按重量份称取以下成分：香樟木屑20-26份、木胶粉4-6份、二茂铁0.5-1.5份、钛酸酯偶联剂0.5-1.5份、质量浓度20-30％的过氧化氢溶液30-35份和质量浓度15-25％的氢氧化钠溶液30-35份；
步骤2：将香樟木屑置于过氧化氢溶液中浸泡2-3h，取出洗涤后，置于氢氧化钠溶液中浸泡2-3h，取出洗涤后，晾干备用；
步骤3：将步骤2处理后的香樟木屑置于粉碎搅拌机中，加入木胶粉、二茂铁和钛酸酯偶联剂粉碎混匀，输出后得50-60μm粉料，之后置于温度为80-90℃条件下烘干80-100min即可。
2.根据权利要求1所述的一种高性能塑钢门窗型材，其特征在于，包括以下按重量份计的原料：PVC S-700树脂粉35份、萜烯树脂25份、纳米二氧化锆粉末4份、无水乙醇90份、聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯1.5份、改性香樟木粉30份、剑麻纤维10份、叶腊石8份、左云县粘土15份、木素磺酸钙3份、硼砂2.5份、五氯硬脂酸甲酯2份、磷酸二氢铝1.5份、丙烯酸甲酯1.5份、发泡剂4.5份、交联剂3份和润滑剂2.5份。
3.根据权利要求1所述的一种高性能塑钢门窗型材，其特征在于，所述改性香樟木粉通过以下步骤制得：
步骤1：按重量份称取以下成分：香樟木屑23份、木胶粉5份、二茂铁1份、钛酸酯偶联剂1份、质量浓度25％的过氧化氢溶液32份和质量浓度20％的氢氧化钠溶液32份；
步骤2：将香樟木屑置于过氧化氢溶液中浸泡2.5h，取出洗涤后，置于氢氧化钠溶液中浸泡2.5h，取出洗涤后，晾干备用；
步骤3：将步骤2处理后的香樟木屑置于粉碎搅拌机中，加入木胶粉、二茂铁和钛酸酯偶联剂粉碎混匀，输出后得55μm粉料，之后置于温度为85℃条件下烘干90min即可。
4.根据权利要求1所述的一种高性能塑钢门窗型材，其特征在于，所述发泡剂为ADC发泡剂、OBSH发泡剂或微球发泡剂中的任一种。
5.根据权利要求1所述的一种高性能塑钢门窗型材，其特征在于，所述交联剂为双季戊四醇或三羟甲基乙烷。
6.根据权利要求1所述的一种高性能塑钢门窗型材，其特征在于，所述润滑剂为高回弹硅油、硬脂酸锌或氧化聚乙烯蜡中的任一种。
7.根据权利要求1所述的一种高性能塑钢门窗型材，其特征在于，所述活化叶腊石粉通过以下步骤制得：将原料叶腊石球磨至细度为40-50μm的叶腊石粉，再置于质量浓度为8-12％的盐酸溶液中浸泡50-60min，过滤取出烘干后置于焙烧炉中焙烧15-20min，焙烧温度为340-360℃。
8.一种根据权利要求1-7任一项所述的高性能塑钢门窗型材的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)按所述重量份配比称取原料；
(2)树脂基料的制备：取PVC S-700树脂粉和萜烯树脂混合，加热至95-105℃，搅拌20-30min，搅拌转速为60-80r/min，待其空冷至80-90℃后再加入无水乙醇溶解搅拌30-40min，搅拌转速为300-400r/min，之后保持该搅拌条件，加入纳米二氧化锆粉末和聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯继续混合搅拌20-30min，将得到的树脂基料在温度为80-90℃条件下保温待用；
(3)混料：将树脂基料及其它原料共同输送至高速混合机中，先在温度110-120℃条件下混合3-4h，然后在温度为80-90℃条件下混合1-2h，之后在温度为55-65℃条件下混合30-40min输出物料；
(4)挤出成型：将物料经塑钢挤出机挤出，再经模具定型即可；
所述塑钢挤出机的温区参数为：一区120-130℃、二区135-145℃、三区150-160℃、四区165-175℃，合流芯115-120℃。
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CN109735020A (zh) * 2018-12-14 2019-05-10 郑州宝易信息科技有限公司 一种具有优良力学性能的塑钢门窗型材及其制备方法

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