CN108997735A - 一种聚氨酯节能门窗型材及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种聚氨酯节能门窗型材及其制备方法，该型材的原料包括：异氰酸酯、多元醇、玻璃纤维、高岭土、烷基磺酸苯酯、偶联剂、松节油、二氧化硅、二氧化钛、硬脂酸钙、增韧剂。其制备方法是先将玻璃纤维、高岭土、二氧化硅、二氧化钛和偶联剂混合，研磨，然后将所得混合物加至将异氰酸酯和多元醇中，再加入烷基磺酸苯酯、松节油、硬脂酸钙和增韧剂，升温，经拉挤工艺，制成型材。本发明的的型材具有良好的力学性能和优异的导热性，抗紫外线性能强、材料的耐久性能好，可广泛用于各类节能门窗。

Description

一种聚氨酯节能门窗型材及其制备方法
技术领域
本发明属于门窗型材技术领域，具体涉及一种聚氨酯节能门窗型材及其制备方法。
背景技术
随着能源形势日益严峻，建筑节能已成为我国建设节约型社会的重要手段。在建筑围护结构中，建筑门窗成为建筑节能的瓶颈。在传统建筑中，由于外墙保温性能较差，门窗传热大约占到建筑能耗的20%以上。如今，随着外墙保温性能不断提高，由门窗产生的热损失占到建筑物总能耗的50%左右，因此积极正确地推广节能门窗对于完成国家的节能减排任务具有重要意义。
室内的热量主要经由门窗玻璃、窗框型材以及边缘结合部散失，其中通过型材散失的热量比例约占10% ~ 30%，通过玻璃散失的热量比例约占60%以上。目前，通过改善窗框型材及玻璃的热工性能来提高整窗热工性能的尝试均受到重视。目前，国内广泛使用的门窗产品有铝合金门窗（市场占有比例为40%）、塑料（PVC）门窗（占的比例为35%）及其它材料的产品（彩钢窗、木窗、聚酯玻璃钢窗等，占了剩余的25%）。近年来，聚酯玻璃钢门窗作为新一代的门窗开始走入人们视野，其综合了其他类门窗的优点，既有钢、铝门窗的强度，又有塑钢窗的防腐、保温、节能性能，更具有自身的独特的隔音、抗老化、线膨胀系数低等性能，然而由于技术水平参差不齐，导致型材质量不稳定，生产效率低，废品率高。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚氨酯节能门窗型材及其制备方法，所得型材性能优异，可广泛用于各类节能门窗。
一种聚氨酯节能门窗型材，原料以重量份计包括：异氰酸酯12-25份，多元醇10-20份，玻璃纤维2-4份，高岭土0.5-1份，烷基磺酸苯酯0.3-0.7份，偶联剂0.1-0.2份，松节油0.2-0.3份，二氧化硅0.2-0.3份，二氧化钛0.1-0.2份，硬脂酸钙0.2-0.3份，增韧剂0.1-0.2份。
进一步地，所述异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、液化MDI或聚合MDI。
进一步地，所述多元醇为1，2-丙二醇与乙二醇的混合物，1，2-丙二醇与乙二醇的用量比为1：2。
进一步地，所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
进一步地，所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。
上述聚氨酯节能门窗型材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将玻璃纤维、高岭土、二氧化硅、二氧化钛和偶联剂混合，研磨，得到混合物；
步骤2，将异氰酸酯和多元醇加至搅拌器中混合，升温至80℃，加入步骤1的混合物、烷基磺酸苯酯、松节油、硬脂酸钙和增韧剂，升温至150-180℃，经拉挤工艺，制成型材。
本发明采用聚氨酯做基料，添加玻璃纤维和高岭土作为增强剂，制得的型材具有良好的力学性能和优异的导热性，抗紫外线性能强、材料的耐久性能好，可广泛用于各类节能门窗。
具体实施方式
实施例1
一种聚氨酯节能门窗型材，原料以重量份计包括：异氰酸酯12份，多元醇10份，玻璃纤维2份，高岭土0.5份，烷基磺酸苯酯0.3份，偶联剂0.1份，松节油0.2份，二氧化硅0.2份，二氧化钛0.1份，硬脂酸钙0.2份，增韧剂0.1份。
其中，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。
进一步地，所述多元醇为1，2-丙二醇与乙二醇的混合物，1，2-丙二醇与乙二醇的用量比为1：2。
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
上述聚氨酯节能门窗型材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将玻璃纤维、高岭土、二氧化硅、二氧化钛和偶联剂混合，研磨，得到混合物；
步骤2，将异氰酸酯和多元醇加至搅拌器中混合，升温至80℃，加入步骤1的混合物、烷基磺酸苯酯、松节油、硬脂酸钙和增韧剂，升温至150-180℃，经拉挤工艺，制成型材。
经检测，所得材料的弹性模量为27GPa、拉伸强度为275MPa、导热系数为0.31W/（m·K）、热膨胀系数为8.7×10-6K-1。
实施例2
一种聚氨酯节能门窗型材，原料以重量份计包括：异氰酸酯17份，多元醇13份，玻璃纤维3份，高岭土0.7份，烷基磺酸苯酯0.5份，偶联剂0.1份，松节油0.3份，二氧化硅0.3份，二氧化钛0.2份，硬脂酸钙0.2份，增韧剂0.1份。
其中，所述异氰酸酯为液化MDI。
进一步地，所述多元醇为1，2-丙二醇与乙二醇的混合物，1，2-丙二醇与乙二醇的用量比为1：2。
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
上述聚氨酯节能门窗型材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将玻璃纤维、高岭土、二氧化硅、二氧化钛和偶联剂混合，研磨，得到混合物；
步骤2，将异氰酸酯和多元醇加至搅拌器中混合，升温至80℃，加入步骤1的混合物、烷基磺酸苯酯、松节油、硬脂酸钙和增韧剂，升温至150-180℃，经拉挤工艺，制成型材。
经检测，所得材料的弹性模量为29GPa、拉伸强度为285MPa、导热系数为0.33W/（m·K）、热膨胀系数为9.1×10-6K-1。
实施例3
一种聚氨酯节能门窗型材，原料以重量份计包括：异氰酸酯20份，多元醇17份，玻璃纤维3份，高岭土0.8份，烷基磺酸苯酯0.5份，偶联剂0.2份，松节油0.3份，二氧化硅0.2份，二氧化钛0.2份，硬脂酸钙0.3份，增韧剂0.1份。
其中，所述异氰酸酯为二苯基甲烷二异氰酸酯。
进一步地，所述多元醇为1，2-丙二醇与乙二醇的混合物，1，2-丙二醇与乙二醇的用量比为1：2。
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
上述聚氨酯节能门窗型材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将玻璃纤维、高岭土、二氧化硅、二氧化钛和偶联剂混合，研磨，得到混合物；
步骤2，将异氰酸酯和多元醇加至搅拌器中混合，升温至80℃，加入步骤1的混合物、烷基磺酸苯酯、松节油、硬脂酸钙和增韧剂，升温至150-180℃，经拉挤工艺，制成型材。
经检测，所得材料的弹性模量为29GPa、拉伸强度为280MPa、导热系数为0.32W/（m·K）、热膨胀系数为9×10-6K-1。
实施例4
一种聚氨酯节能门窗型材，原料以重量份计包括：异氰酸酯25份，多元醇20份，玻璃纤维4份，高岭土1份，烷基磺酸苯酯0.7份，偶联剂0.2份，松节油0.3份，二氧化硅0.3份，二氧化钛0.2份，硬脂酸钙0.3份，增韧剂0.2份。
其中，所述异氰酸酯为聚合MDI。
进一步地，所述多元醇为1，2-丙二醇与乙二醇的混合物，1，2-丙二醇与乙二醇的用量比为1：2。
所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物。
上述聚氨酯节能门窗型材的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将玻璃纤维、高岭土、二氧化硅、二氧化钛和偶联剂混合，研磨，得到混合物；
步骤2，将异氰酸酯和多元醇加至搅拌器中混合，升温至80℃，加入步骤1的混合物、烷基磺酸苯酯、松节油、硬脂酸钙和增韧剂，升温至150-180℃，经拉挤工艺，制成型材。
经检测，所得材料的弹性模量为28GPa、拉伸强度为282MPa、导热系数为0.32W/（m·K）、热膨胀系数为9.1×10-6K-1。

Claims (6)

1.一种聚氨酯节能门窗型材，其特征在于：原料以重量份计包括：异氰酸酯12-25份，多元醇10-20份，玻璃纤维2-4份，高岭土0.5-1份，烷基磺酸苯酯0.3-0.7份，偶联剂0.1-0.2份，松节油0.2-0.3份，二氧化硅0.2-0.3份，二氧化钛0.1-0.2份，硬脂酸钙0.2-0.3份，增韧剂0.1-0.2份。
2.根据权利要求1所述的聚氨酯节能门窗型材，其特征在于：所述异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、液化MDI或聚合MDI。
3.根据权利要求1所述的聚氨酯节能门窗型材，其特征在于：所述多元醇为1，2-丙二醇与乙二醇的混合物，1，2-丙二醇与乙二醇的用量比为1：2。
4.根据权利要求1所述的聚氨酯节能门窗型材，其特征在于：所述偶联剂为钛酸酯偶联剂。
5.根据权利要求1所述的聚氨酯节能门窗型材，其特征在于：所述增韧剂为甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯三元共聚物或乙烯-丙烯酸甲酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯三元共聚物。
6.权利要求1所述的聚氨酯节能门窗型材的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1，将玻璃纤维、高岭土、二氧化硅、二氧化钛和偶联剂混合，研磨，得到混合物；
步骤2，将异氰酸酯和多元醇加至搅拌器中混合，升温至80℃，加入步骤1的混合物、烷基磺酸苯酯、松节油、硬脂酸钙和增韧剂，升温至150-180℃，经拉挤工艺，制成型材。
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