CN113604031A - 一种防霉防腐玻纤聚氨酯门窗及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防霉防腐玻纤聚氨酯门窗，原料以重量份计包括：异氰酸酯13～24份，多元醇11～25份，玻璃纤维3～6份，烷基磺酸苯酯0.4～0.6份，二氧化钛0.1～0.5份，改性剂0.2～0.5份，偶联剂0.3～0.4份，防霉粉0.1～0.2份，余量为不可避免的杂质。本发明采用聚氨酯做基料，添加玻璃纤维作为增强剂，制得的型材具有良好的力学性能和优异的导热性，耐水性能好，同时型材具有很强的防霉和防腐性，可广泛用于各类节能门窗。
Description
技术领域
本发明涉及复合门窗技术领域，更具体地说，特别涉及一种防霉防腐玻纤聚氨酯门窗及其制备方法。
背景技术
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，也具有自身的独特的隔音、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，不具有较好阻燃、防霉、防腐性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防霉防腐玻纤聚氨酯门窗及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种防霉防腐玻纤聚氨酯门窗，原料以重量份计包括：异氰酸酯13～24份，多元醇11～25份，玻璃纤维3～6份，烷基磺酸苯酯0.4～0.6份，二氧化钛0.1～0.5份，改性剂0.2～0.5份，偶联剂0.3～0.4份，防霉粉0.1～0.2份，余量为不可避免的杂质。
优选地，所述防霉粉为聚乙烯、苯甲酸粉末。
优选地，所述异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯、液化MDI、聚合MDI中的任意一种。
优选地，所述偶联剂为小分子偶联剂。
优选地，所述玻璃纤维经过偶联剂浸润、切割、烘干加热制成。
优选地，所述玻璃纤维为连续玻璃纤维。
优选地，所述偶联剂由γ～脲基丙基三乙氧基硅烷偶联剂、烷基咪唑啉季铵盐、聚氨酯乳液、pH调节剂、抗静电剂和去离子水制成。
根据上述任一所述的防霉防腐玻纤聚氨酯门窗的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将连续玻璃纤维经过烘道除去表面吸附的水分，再经蓬松处理处理后，将疏松后的连续玻璃纤维经牵引设备牵引依次通过成型模具使其与偶联剂浸润；
步骤2，将异氰酸酯和多元醇加至搅拌器中混合成混合物，使其在35℃～40℃温度下进行真空干燥；
步骤3，混合物加入烷基磺酸苯酯、改性剂、防霉粉，使其注入成型模具与浸润后连续玻璃纤维接触，然后升温至150～170℃进行热固拉挤成型，通过定型、冷却和切割制成型材；
步骤4，型材经过电场进行防霉处理。
优选地，步骤 4中电场防霉处理的具体步骤为：将型材将型材放于高压电场中；将型材升温至180～200℃，并保温10min，升温速度控制在10℃/分；接通电源，使型材接受电场作用，电场为2000～2600伏，处理时间在20s～30s；处理结束后，自然冷却型材。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明采用聚氨酯做基料，添加玻璃纤维作为增强剂，制得的型材具有良好的力学性能和优异的导热性，耐水性能好，通过添加防霉粉同时经过电场处理，使型材具有很强的防霉和防腐性，可广泛用于各类节能门窗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的电场实验结果图表。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一
一种防霉防腐玻纤聚氨酯门窗，原料以重量份计包括：异氰酸酯13份，多元醇11份，玻璃纤维3份，烷基磺酸苯酯0.4份，二氧化钛0.1份，改性剂0.2份，改性剂的化学方程式为C3H6O(C2H4O)X(C3H6O)yR，偶联剂0.3份，防霉粉0.1份，余量为不可避免的杂质。
其中，防霉粉为聚乙烯、苯甲酸粉末；异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯；
其中，玻璃纤维经过偶联剂浸润、切割、烘干加热制成；
更进一步的，玻璃纤维为连续玻璃纤维。
偶联剂为小分子偶联剂；更进一步的，偶联剂由γ～脲基丙基三乙氧基硅烷偶联剂、烷基咪唑啉季铵盐、聚氨酯乳液、pH调节剂、抗静电剂和去离子水制成。
如图1所示，防霉防腐玻纤聚氨酯门窗的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将连续玻璃纤维经过烘道除去表面吸附的水分，再经蓬松处理处理后，将疏松后的连续玻璃纤维经牵引设备牵引依次通过成型模具使其与偶联剂浸润；
步骤2，将异氰酸酯和多元醇加至搅拌器中混合成混合物，使其在35℃温度下进行真空干燥；
步骤3，混合物加入烷基磺酸苯酯、改性剂、防霉粉，使其注入成型模具与浸润后连续玻璃纤维接触，然后升温至150℃进行热固拉挤成型，通过定型、冷却和切割制成型材；
步骤4，型材经过电场进行防霉处理。
通过拉挤成型，具有以下优点：
1、转型快，可在传统的聚酯、环氧树脂拉挤的基础上，增加注胶盒及注胶设备即可实现。
2、环境良好，现阶段的树脂体系以双组份聚氨酯树脂为主流，因为双组份聚氨酯树脂中的异氰酸脂对水十分敏感，接触容易发生反应产生泡沫，使得其反应必须在密闭的环境下成型，因此，相对于聚酯、环氧树脂等的开发式，聚氨酯成型更利于环保，车间VOC、气味等环境都相对良好。
3、整体的力学性能好，因聚氨酯树脂分子极性强，所以与增强纤维之间的界面的粘接强度高，提高了整体的剪切强度，再加上界面微裂纹小，所以产品整体性能高。
4、韧性相对传统热固性树脂要好，抗冲击强度高，螺钉拉拔强度高，开口抗裂扩展性好，耐磨性能优良，有很好的二次加工能力。
5、生产效率高，传统拉挤每分钟1-1.5米，而聚氨酯拉挤可达到每分钟2.5-3米。
由于玻璃纤维的亲水性强，水很容易进入截面，并通过扩散达到界面深处，造成纤维与聚合物基体解析附，容易产生脱胶现象，通过添加偶联剂，偶联剂的疏水性，使水难以进入复合体系的界面，也难以在其表面进行扩散，减少了水对复合体系的解析附，经处理后，其耐水性得到提高。
通过添加防霉粉，其主要成分为聚乙烯、苯甲酸粉末，当水气侵蚀型材时，有机酸和水气产生的碱能够有效防止水气的侵蚀作用。
电场防霉处理的具体步骤为：将型材放于两电极之间，电机与电源的正级联结，型材与电源负极联接；将型材升温至180℃，并保温10min，升温速度控制在10℃/分；
接通电源，使型材接受电场作用，电场为2000伏，处理时间在20s；处理结束后，自然冷却型材。
型材中，Na-O键强小于Si-O、Ca-O、Mg-O键强，Na2O带入的氧成为氧成为游离氧，破坏型材内部骨架，Na+存在于骨架空袭中，通过电场处理，电荷可将带正电荷的Na向型材内部转移，减少表面的Na含量，从而提高型材的防霉能力。
值得注意的是，施加电场时，型材温度不能太低，温度太低，Na+转移过程不迅速；温度不能太高，温度太高，型材将发生变形，被挤向内部的Na+会再次转移至表面。
实施例二
一种防霉防腐玻纤聚氨酯门窗，原料以重量份计包括：异氰酸酯19份，多元醇20份，玻璃纤维4份，烷基磺酸苯酯0.5份，二氧化钛0.7份，改性剂0.35份，偶联剂0.35份，防霉粉0.15份，余量为不可避免的杂质。
其中，防霉粉为聚乙烯、苯甲酸粉末；异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯；
其中，玻璃纤维经过偶联剂浸润、切割、烘干加热制成；
更进一步的，玻璃纤维为连续玻璃纤维。
偶联剂为小分子偶联剂；更进一步的，偶联剂由γ～脲基丙基三乙氧基硅烷偶联剂、烷基咪唑啉季铵盐、聚氨酯乳液、pH调节剂、抗静电剂和去离子水制成。
防霉防腐玻纤聚氨酯门窗的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将连续玻璃纤维经过烘道除去表面吸附的水分，再经蓬松处理处理后，将疏松后的连续玻璃纤维经牵引设备牵引依次通过成型模具使其与偶联剂浸润；
步骤2，将异氰酸酯和多元醇加至搅拌器中混合成混合物，使其在37℃温度下进行真空干燥；
步骤3，混合物加入烷基磺酸苯酯、改性剂、防霉粉，使其注入成型模具与浸润后连续玻璃纤维接触，然后升温至160℃进行热固拉挤成型，通过定型、冷却和切割制成型材；
步骤4，型材经过电场进行防霉处理。
电场防霉处理的具体步骤为：将型材放于高压电场中；将型材升温至190℃，并保温10min，升温速度控制在10℃/分；
接通电源，使型材接受电场作用，电场为2400伏，处理时间在25s；处理结束后，自然冷却型材。
实施例三
一种防霉防腐玻纤聚氨酯门窗，原料以重量份计包括：异氰酸酯24份，多元醇25份，玻璃纤维6份，烷基磺酸苯酯0.6份，二氧化钛0.5份，改性剂0.5份，偶联剂0.4份，防霉粉0.2份，余量为不可避免的杂质。
其中，防霉粉为聚乙烯、苯甲酸粉末；异氰酸酯选自二苯基甲烷二异氰酸酯；
其中，玻璃纤维经过偶联剂浸润、切割、烘干加热制成；
更进一步的，玻璃纤维为连续玻璃纤维。
偶联剂为小分子偶联剂；更进一步的，偶联剂由γ～脲基丙基三乙氧基硅烷偶联剂、烷基咪唑啉季铵盐、聚氨酯乳液、pH调节剂、抗静电剂和去离子水制成。
防霉防腐玻纤聚氨酯门窗的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将连续玻璃纤维经过烘道除去表面吸附的水分，再经蓬松处理处理后，将疏松后的连续玻璃纤维经牵引设备牵引依次通过成型模具使其与偶联剂浸润；
步骤2，将异氰酸酯和多元醇加至搅拌器中混合成混合物，使其在40℃温度下进行真空干燥；
步骤3，混合物加入烷基磺酸苯酯、改性剂、防霉粉，使其注入成型模具与浸润后连续玻璃纤维接触，然后升温至150～170℃进行热固拉挤成型，通过定型、冷却和切割制成型材；
步骤4，型材经过电场进行防霉处理。
电场防霉处理的具体步骤为：将型材将型材放于高压电场中；将型材升温至200℃，并保温10min，升温速度控制在10℃/分；
接通电源，使型材接受电场作用，电场为2600伏，处理时间在30s；处理结束后，自然冷却型材。
以下选取三组相同型材进行电场实验，在2600伏电压产生电场处理后，随着电场处理时间的延长，玻璃表面霉数量逐渐减少，处理时间在30秒以内时，数量变化有明显差异，如图2所示；
电压的升高，将增大电场强度，有利于使型材表面Na+沿电场方向移动，但电压超过2600伏后，型材容易被烧坏，因此电压需控制在2600伏以内。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种防霉防腐玻纤聚氨酯门窗，其特征在于：原料以重量份计包括：异氰酸酯13～24份，多元醇11～25份，玻璃纤维3～6份，烷基磺酸苯酯0.4～0.6份，二氧化钛0.1～0.5份，改性剂0.2～0.5份，偶联剂0.3～0.4份，防霉粉0.1～0.2份，余量为不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的防霉防腐玻纤聚氨酯门窗，其特征在于：所述防霉粉为聚乙烯、苯甲酸粉末。
3.如权利要求1所述的防霉防腐玻纤聚氨酯门窗，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、聚合MDI中的任意一种。
4.如权利要求1所述的一种防霉防腐玻纤聚氨酯门窗，其特征在于：所述偶联剂为小分子偶联剂。
5.如权利要求1所述的防霉防腐玻纤聚氨酯门窗，其特征在于：所述玻璃纤维经过偶联剂浸润、切割、烘干加热制成。
6.如权利要求5所述的防霉防腐玻纤聚氨酯门窗，其特征在于：所述玻璃纤维为连续玻璃纤维。
7.如权利要求4所述的防霉防腐玻纤聚氨酯门窗，其特征在于，所述偶联剂由γ～脲基丙基三乙氧基硅烷偶联剂、烷基咪唑啉季铵盐、聚氨酯乳液、pH调节剂、抗静电剂和去离子水制成。
8.如权利要求1～7任一所述的防霉防腐玻纤聚氨酯门窗的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将连续玻璃纤维经过烘道除去表面吸附的水分，再经蓬松处理处理后，将疏松后的连续玻璃纤维经牵引设备牵引依次通过成型模具使其与偶联剂浸润；
步骤2，将异氰酸酯和多元醇加至搅拌器中混合成混合物，使其在35℃～40℃温度下进行真空干燥；
步骤3，混合物加入烷基磺酸苯酯、改性剂、防霉粉，使其注入成型模具与浸润后连续玻璃纤维接触，然后升温至150～170℃进行热固拉挤成型，通过定型、冷却和切割制成型材；
步骤4，型材经过电场进行防霉处理。
9.如权利要求8所述的防霉防腐玻纤聚氨酯门窗的制备方法，其特征在于，步骤 4中电场防霉处理的具体步骤为：
将型材放于高压电场中；
将型材升温至180℃～200℃，并保温10min，升温速度控制在10℃/分；
接通电源，使型材接受电场作用，电场为2000～2600伏，处理时间在20s～30s；
处理结束后，自然冷却型材。
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