CN115260548A - 隔热条制备方法、建筑门窗幕墙用聚氨酯尼龙复合型材 - Google Patents

隔热条制备方法、建筑门窗幕墙用聚氨酯尼龙复合型材 Download PDF

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Abstract

本发明涉一种隔热条制备方法、建筑门窗幕墙用聚氨酯尼龙复合型材；包括如下步骤：预处理的玻璃纤维浸泡于含巯丙基的硅烷偶联剂中，浸泡一定时间后，晾干，获得改性的玻璃纤维；将改性的玻璃纤维、尼龙、增韧剂、抗氧化剂、润滑剂、流动剂和纳米粉倒入到双螺杆挤出机，熔融共混，挤出获得母粒；将母粒干燥后，利用单螺杆挤出机熔融挤出，牵引通过模具定型，获得隔热条，获得的隔热条强度高，耐温等级高，隔热效果好，不易产生形变，制备方法简单。

Description

隔热条制备方法、建筑门窗幕墙用聚氨酯尼龙复合型材
技术领域
本发明涉及隔热条技术领域，尤其是涉及一种隔热条制备方法、建筑门窗幕墙用聚氨酯尼龙复合型材。
背景技术
在20世纪90年代我国铝合金门窗采用了断热冷桥技术，就是将铝合金门窗框分成三部分-外部铝合金框、内部铝合金框以及连接内外铝框的中间芯子部分，而中间芯子部分即隔热条便称为“断热冷桥”。作为铝合金门窗的隔热条，要求具备优异的力学性能，尤其是横向抗拉性能，并具有高光泽度、尺寸稳定性好、保温隔热性好、防火性好和热稳定性好等特性。
然而现有的用于铝合金门窗的隔热条存在着抗拉强度低、易变型、保温隔热性差、防火性差和热稳定性差的问题。
因此，本发明提出来一种隔热条制备方法、建筑门窗幕墙用聚氨酯尼龙复合型材，以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供的一种隔热条制备方法、建筑门窗幕墙用聚氨酯尼龙复合型材，通过隔热条制备方法的结构设计以解决现有技术中存在的用于铝合金门窗的隔热条存在着抗拉强度低、易变型、保温隔热性差、防火性差和热稳定性差的问题。
本发明提供的一种隔热条制备方法，包括如下步骤：
S1)预处理玻璃纤维，使得预处理玻璃纤维表面带正电荷，将预处理的玻璃纤维浸泡于含巯丙基的硅烷偶联剂中，浸泡一定时间后，晾干，获得改性的玻璃纤维。
S2)将改性的玻璃纤维、尼龙、增韧剂、抗氧化剂、润滑剂、流动剂和纳米粉倒入到双螺杆挤出机，熔融共混，挤出获得母粒；
S3)将母粒干燥后，利用单螺杆挤出机熔融挤出，牵引通过模具定型，获得隔热条。
优选地，预处理玻璃纤维过程：将玻璃纤维浸渍在牛血清白蛋白溶液中，浸泡一定时间后，晾干，获得预处理的玻璃纤维。
优选地，牛血清白蛋白溶液的浓度为1.8-2.0wt.％。
优选地，含巯丙基的硅烷偶联剂浓度为2.0-2.5wt.％；含巯丙基的硅烷偶联剂为巯丙基三甲氧基硅烷。
优选地，在步骤3中，按照重量份数计，将玻璃纤维25-50份、尼龙90-100份、增韧剂3-15份、抗氧化剂0.5-1.0份、润滑剂1-2份、流动剂1-2份和纳米粉2-3份倒入到双螺杆挤出机，熔融共混，挤出获得母粒。
优选地，步骤2中的双螺杆挤出机的温度设定为270-300℃；步骤3中的双螺杆挤出机的温度设定为270-300℃。
优选地，增韧剂为马来酸酐接枝POE；抗氧剂为多元受阻酚、亚磷酸盐类中的一种或两种的混合物；流动剂为有机硅、季四醇中的一种或两种的混合物；纳米粉为纳米二氧化硅和纳米氧化镁的混合物。
优选地，纳米粉中纳米二氧化硅和纳米氧化镁的质量比为(4-6):(2-4)。
本发明还提供了一种建筑门窗幕墙用聚氨酯尼龙复合型材，包括采用如上述中任一项所述的隔热条制备方法获得的第一隔热条和第二隔热条，第一隔热条和第二隔热条间设有聚氨酯层；
其中，第一隔热条包括第一隔热条本体，第一隔热条本体的中部设有向下延伸的第一连接杆，第一连接杆的两侧沿长度间隔布设有横向延伸第一凸起；
第二隔热条包括第二隔热条本体，第二隔热条本体的中部设有向上延伸的第二连接杆，第二连接杆沿长度间隔布设有横向延伸的第二凸起，第二连接杆顶部通过连接件与第一连接杆底部可拆卸连接。
优选地，连接件包括设于第一连接杆底部嵌入板；还包括设于第二连接杆顶部的横板，横板的两端设有向上延伸的限位板，两限位板顶部相对横向延伸有夹板，两夹板间设有第一连接杆伸入的间隙，横板、两限位板和两夹板间围设有嵌设腔，嵌设腔的宽度大于间隙的宽度，嵌入板可嵌设于嵌设腔内，嵌入板的宽度大于间隙的宽度。
本发明提供的一种隔热条制备方法、建筑门窗幕墙用聚氨酯尼龙复合型材与现有技术相比具有以下进步：
1、本发明隔热条制备方法，通过玻璃纤维预处理，将玻璃纤维浸没在牛血清白蛋白溶液中，使得玻璃纤维表面附带正电荷，将预制的玻璃纤维维浸泡于含巯丙基的硅烷偶联剂中，阴离子表面活性剂与带正电荷的玻璃纤维结合，使得硅烷偶联剂更好的附着在玻璃纤维表面，从而对玻璃纤维表面进行改性，使得玻璃纤维与尼龙更好的结合，获得高性能的隔热条。
2、本发明提供的建筑门窗幕墙用聚氨酯尼龙复合型材，通过一隔热条和第二隔热条间填充聚氨酯，形成聚氨酯层；其中，第一隔热条包括第一隔热条本体，第一隔热条本体的中部设有向下延伸的第一连接杆，第一连接杆的两侧沿长度间隔布设有横向延伸第一凸起；第二隔热条包括第二隔热条本体，第二隔热条本体的中部设有向上延伸的第二连接杆，第二连接杆沿长度间隔布设有横向延伸的第二凸起，第二连接杆底顶部通过连接件与第二连接杆底部可拆卸的结构设计，可以增加第一隔热条和第二隔热条与聚氨酯层的结合强度，避免第一隔热条、第二隔热条与聚氨酯层分隔开。同时，在填充聚氨酯前，通过第一连接杆和第二连接杆连接后，可以避免第一隔热条和第二隔热条错位，保证获得型材的成功率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明的隔热条制备方法步骤框图；
图2为本发明建筑门窗幕墙用聚氨酯尼龙复合型材结构示意图；
图3为本发明第一隔热条的结构示意图；
图4为本发明第二隔热条的结构示意图。
附图标记说明：
1、第一隔热条；101、第一隔热条本体；102、第一连接杆；103、第一凸起；2、第二隔热条；201、第二隔热条本体；202、第二连接杆；203、第二凸起；301、横板；302、立板；303、夹板；304、间隙；305、嵌入腔；306、嵌入板。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提供的一种隔热条制备方法，包括如下步骤：
S1)预处理玻璃纤维，使得预处理玻璃纤维表面带正电荷，将预处理的玻璃纤维浸泡于含巯丙基的硅烷偶联剂中，浸泡一定时间后，晾干，获得改性的玻璃纤维。
S2)将改性的玻璃纤维、尼龙、增韧剂、抗氧化剂、润滑剂、流动剂和纳米粉倒入到双螺杆挤出机，熔融共混，挤出获得母粒；
S3)将母粒干燥后，利用单螺杆挤出机熔融挤出，牵引通过模具定型，获得隔热条。
具体地，预处理玻璃纤维过程：将玻璃纤维浸渍在牛血清白蛋白溶液中，浸泡一定时间后，晾干，获得预处理的玻璃纤维。
具体地，牛血清白蛋白溶液的浓度为1.8-2.0wt.％。
具体地，含巯丙基的硅烷偶联剂浓度为2.0-2.5wt.％；含巯丙基的硅烷偶联剂为巯丙基三甲氧基硅烷。
具体地，在步骤3中，按照重量份数计，将玻璃纤维25-50份、尼龙90-100份、增韧剂3-15份、抗氧化剂0.5-1.0份、润滑剂1-2份、流动剂1-2份和纳米粉2-3份倒入到双螺杆挤出机，熔融共混，挤出获得母粒。
具体地，步骤2中的双螺杆挤出机的温度设定为270-300℃；步骤3中的双螺杆挤出机的温度设定为270-300℃。
具体地，增韧剂为马来酸酐接枝POE；抗氧剂为多元受阻酚、亚磷酸盐类中的一种或两种的混合物；流动剂为有机硅、季四醇中的一种或两种的混合物；纳米粉为纳米二氧化硅和纳米氧化镁的混合物。
具体地，纳米粉中纳米二氧化硅和纳米氧化镁的质量比为(4-6):(2-4)。
实施例一
制备隔热条(样品1)，包括如下步骤：
101)将玻璃纤维浸渍在浓度为2.0wt.％的牛血清白蛋白溶液中，浸泡5h后，晾干，获得预处理的玻璃纤维；
102)预处理的玻璃纤维浸泡于浓度为2.5wt.％的巯丙基三甲氧基硅烷中，浸泡6h后，晾干，获得改性的玻璃纤维。
103)将改性的玻璃纤维50份、尼龙90份、增韧剂3份、抗氧化剂1.0份、润滑剂2份、流动剂2份和纳米粉2份倒入到双螺杆挤出机，在270摄氏度下熔融共混，挤出获得母粒；
104)将母粒干燥后，利用单螺杆挤出机熔融挤出，牵引通过模具定型，获得隔热条，双螺杆挤出机的温度设定为300℃。
上述增韧剂为马来酸酐接枝POE；抗氧剂为多元受阻酚；流动剂为有机硅和季四醇的混合物；纳米粉为纳米二氧化硅和纳米氧化镁的混合物。
纳米粉中纳米二氧化硅和纳米氧化镁的质量比为1:1。
获得的隔热条性能指标见表1。
对比例1制备
901)将玻璃纤维50份、尼龙90份、增韧剂3份、抗氧化剂1.0份、润滑剂2份、流动剂2份和纳米粉2份倒入到双螺杆挤出机，在270摄氏度下熔融共混，挤出获得母粒；
902)将母粒干燥后，利用单螺杆挤出机熔融挤出，牵引通过模具定型，获得隔热条，双螺杆挤出机的温度设定为300℃。
上述增韧剂为马来酸酐接枝POE；抗氧剂为多元受阻酚；流动剂为有机硅和季四醇的混合物；纳米粉为纳米二氧化硅和纳米氧化镁的混合物。
纳米粉中纳米二氧化硅和纳米氧化镁的质量比为1:1。
实施例二
制备隔热条(样品2)，包括如下步骤：
201)将玻璃纤维浸渍在浓度为1.8wt.％的牛血清白蛋白溶液中，浸泡5h后，晾干，获得预处理的玻璃纤维；
202)预处理的玻璃纤维浸泡于浓度为2.0wt.％的巯丙基三甲氧基硅烷中，浸泡6h后，晾干，获得改性的玻璃纤维。
203)将改性的玻璃纤维25份、尼龙100份、增韧剂15份、抗氧化剂0.5份、润滑剂1份、流动剂1份和纳米粉3份倒入到双螺杆挤出机，在270摄氏度下熔融共混，挤出获得母粒；
204)将母粒干燥后，利用单螺杆挤出机熔融挤出，牵引通过模具定型，获得隔热条，双螺杆挤出机的温度设定为300℃。
上述增韧剂为马来酸酐接枝POE；抗氧剂为多元受阻酚；流动剂为有机硅和季四醇的混合物；纳米粉为纳米二氧化硅和纳米氧化镁的混合物。
纳米粉中纳米二氧化硅和纳米氧化镁的质量比为3:1。
获得的隔热条性能指标见表1。
实施例三
制备隔热条(样品3)，包括如下步骤：
301)将玻璃纤维浸渍在浓度为1.9wt.％的牛血清白蛋白溶液中，浸泡5h后，晾干，获得预处理的玻璃纤维；
302)预处理的玻璃纤维浸泡于浓度为2.3wt.％的巯丙基三甲氧基硅烷中，浸泡6h后，晾干，获得改性的玻璃纤维。
303)将改性的玻璃纤维40份、尼龙95份、增韧剂12份、抗氧化剂0.8份、润滑剂2份、流动剂2份和纳米粉3份倒入到双螺杆挤出机，在270℃下熔融共混，挤出获得母粒；
304)将母粒干燥后，利用单螺杆挤出机熔融挤出，牵引通过模具定型，获得隔热条，双螺杆挤出机的温度设定为300℃。
上述增韧剂为马来酸酐接枝POE；抗氧剂为多元受阻酚；流动剂为有机硅和季四醇的混合物；纳米粉为纳米二氧化硅和纳米氧化镁的混合物。
纳米粉中纳米二氧化硅和纳米氧化镁的质量比为3:2。
获得的隔热条性能指标见表1。
实施例四
如图2、图3、图4所示，本实施例还提供了一种建筑门窗幕墙用聚氨酯尼龙复合型材，包括采用实施例一的方法制备样品2，包括第一隔热条1和第二隔热条2，第一隔热条1和第二隔热条2间填充聚氨酯，形成聚氨酯层4；其中，第一隔热条包括第一隔热条本体101，第一隔热条本体101的中部设有向下延伸的第一连接杆102，第一连接杆102的两侧沿长度间隔布设有横向延伸第一凸起103；第二隔热条2包括第二隔热条本体201，第二隔热条本体201的中部设有向上延伸的第二连接杆202，第二连接杆沿长度间隔布设有横向延伸的第二凸起203，第二连接杆202顶部通过连接件与第一连接杆102底部可拆卸连。
本发明通过上述结构设计，采用隔热条制备方法，制备的第一隔热条1和第二隔热条2，抗拉强度高、不易变型、保温隔热性好、防火性好和热稳定性好，同时，第一连接杆102和第二连接杆202可以增加第一隔热条1和第二隔热条2与聚氨酯层的结合强度，避免第一隔热条1、第二隔热条2与聚氨酯层分隔开。同时，在填充聚氨酯前，通过第一连接杆102和第二连接杆202连接后，可以避免第一隔热条1和第二隔热条2错位，保证获得型材的成功率。
如图3、图4所示，本发明的连接件包括设于第一连接杆102底部嵌入板301；还包括设于第二连接杆202顶部的横板302，横板302的两端设有向上延伸的限位板303，两限位板303顶部相对横向延伸有夹板304，两夹板304间设有第一连接杆102伸入的间隙，横板302、两限位板303和两夹板304间围设有嵌设腔，嵌设腔的宽度大于间隙的宽度，嵌入板301可嵌设于嵌设腔内，嵌入板301的宽度大于间隙的宽度。
本实施例获得的样品2性能见表2。
表1隔热条的性能指标
Figure BDA0003791579220000091
实施例一、实施例二和实施例三获得的隔热条，相比对比例1的隔热条，在横向抗拉强度、弹性模量、热变形温度、导热率，无论在单一性能上，还是综合性能上，本发明的不同配方制备的隔热条均明显优于对比例1，说明玻璃纤维的改性是非常必要的。4本发明制备的隔热条，强度高，耐温等级高，隔热效果好，不易产生形变，制备方法简单。
表2建筑门窗幕墙用聚氨酯尼龙复合型材
Figure BDA0003791579220000092
本发明获得的建筑门窗幕墙用聚氨酯尼龙复合型材，在室温纵向抗剪切强度、高温纵向抗剪强度、握螺钉力均具有超高的性能，满足现有对建筑门窗幕墙用聚氨酯尼龙复合型材应用的要求。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种隔热条制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1)预处理玻璃纤维，使得预处理玻璃纤维表面带正电荷，将预处理的玻璃纤维浸泡于含巯丙基的硅烷偶联剂中，浸泡一定时间后，晾干，获得改性的玻璃纤维。
S2)将改性的玻璃纤维、尼龙、增韧剂、抗氧化剂、润滑剂、流动剂和纳米粉倒入到双螺杆挤出机，熔融共混，挤出获得母粒；
S3)将母粒干燥后，利用单螺杆挤出机熔融挤出，牵引通过模具定型，获得隔热条。
2.根据权利要求1所述的隔热条制备方法，其特征在于：预处理玻璃纤维过程：将玻璃纤维浸渍在牛血清白蛋白溶液中，浸泡一定时间后，晾干，获得预处理的玻璃纤维。
3.根据权利要求2所述的隔热条制备方法，其特征在于：牛血清白蛋白溶液的浓度为1.8-2.0wt.％。
4.根据权利要求1所述的隔热条制备方法，其特征在于：含巯丙基的硅烷偶联剂浓度为2.0-2.5wt.％；含巯丙基的硅烷偶联剂为巯丙基三甲氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的隔热条制备方法，其特征在于：在步骤3中，按照重量份数计，将玻璃纤维25-50份、尼龙90-100份、增韧剂3-15份、抗氧化剂0.5-1.0份、润滑剂1-2份、流动剂1-2份和纳米粉2-3份倒入到双螺杆挤出机，熔融共混，挤出获得母粒。
6.根据权利要求1所述的隔热条制备方法，其特征在于：步骤2中的双螺杆挤出机的温度设定为270-300℃；步骤3中的双螺杆挤出机的温度设定为270-300℃。
7.根据权利要求1所述的隔热条制备方法，其特征在于：增韧剂为马来酸酐接枝POE；抗氧剂为多元受阻酚、亚磷酸盐类中的一种或两种的混合物；流动剂为有机硅、季四醇中的一种或两种的混合物；纳米粉为纳米二氧化硅和纳米氧化镁的混合物。
8.根据权利要求1所述的隔热条制备方法，其特征在于：纳米粉中纳米二氧化硅和纳米氧化镁的质量比为(4-6):(2-4)。
9.一种建筑门窗幕墙用聚氨酯尼龙复合型材，其特征在于：包括采用如权利要求1-8中任一项所述的隔热条制备方法获得的第一隔热条(1)和第二隔热条(2)，第一隔热条(1)和第二隔热条(2)间设有聚氨酯层(4)；
其中，第一隔热条包括第一隔热条本体(101)，第一隔热条本体(101)的中部设有向下延伸的第一连接杆(102)，第一连接杆(102)的两侧沿长度间隔布设有横向延伸第一凸起(103)；
第二隔热条(2)包括第二隔热条本体(201)，第二隔热条本体(201)的中部设有向上延伸的第二连接杆(202)，第二连接杆沿长度间隔布设有横向延伸的第二凸起(203)，第二连接杆(202)顶部通过连接件与第一连接杆底部可拆卸连接。
10.根据权利要求9所述的建筑门窗幕墙用聚氨酯尼龙复合型材，其特征在于：连接件包括设于第一连接杆(102)底部嵌入板(301)；
还包括设于第二连接杆(202)顶部的横板(302)，横板(302)的两端设有向上延伸的限位板(303)，两限位板(303)顶部相对横向延伸有夹板(304)，两夹板(304)间设有第一连接杆(102)伸入的间隙，横板(302)、两限位板(303)和两夹板(304)间围设有嵌设腔，嵌设腔的宽度大于间隙的宽度，嵌入板(301)可嵌设于嵌设腔内，嵌入板(301)的宽度大于间隙的宽度。
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