CN117534917B - 一种刚性暖边条用复合材料及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于建筑节能门窗技术领域，具体涉及一种刚性暖边条用复合材料及其制备方法与应用。本发明提供一种刚性暖边条用复合材料，该材料以氨基化聚丙烯纤维为基础，通过在其周围交联复合树脂材料，能够营造充足的内部空间，在获得稳定粘结性的同时，有效降低导热系数。将该材料直接熔融后与不锈钢基体共同挤出即可获得粘结性能优异的刚性暖边条，无需使用粘结剂，有效解决了粘结剂涂覆不均的问题，得到的刚性暖边条不易开裂，粘结稳定性好，使用寿命长，同时热损失小，保温性能优异。
Description
技术领域
本发明属于建筑节能门窗技术领域，具体涉及一种刚性暖边条用复合材料及其制备方法与应用。
背景技术
中空玻璃是将两片或多片玻璃以有效支撑均匀隔开并周边粘结密封，使玻璃层间形成有干燥气体空间的玻璃制品。其主要材料是玻璃、暖边间隔条、弯角栓、丁基橡胶、聚硫胶、干燥剂。暖边间隔条是指由低热导率材料组成，用于降低中空玻璃边部热传导的间隔条。暖边间隔条分为刚性暖边间隔条和柔性暖边间隔条，其中刚性暖边间隔条一般为非金属材料＋不锈钢两种材料结合而成，既有一定的刚性，又有很好的隔热效果。
目前刚性暖边条在制作过程中，常用的方法主要包括两种，一是在不锈钢表面先涂覆粘结剂，再和PP、PVC等材料双元共挤进行粘结，二是同时将不锈钢、粘结剂、PP（或PVC等材料）三种物质同时挤出，粘结剂的流动性差，上述两种方法均容易因粘结剂分布不均而导致粘结不稳定，使得刚性暖边条中的不锈钢基体容易与聚丙烯、聚氯乙烯等材料脱离，而且装配折弯过程容易开裂，影响使用寿命。同时制备的刚性暖边条还存在导热系数偏高的问题，会造成较多的热量损失。
发明内容
针对现有技术中不锈钢基刚性暖边条普遍存在粘结不稳定、装配折弯过程容易开裂、且热损失严重的问题，本发明提供一种刚性暖边条用复合材料，该材料以氨基化聚丙烯纤维为基础，通过在其周围交联复合树脂材料，能够营造充足的内部空间，在获得稳定粘结性的同时，有效降低导热系数。将该材料直接熔融后与不锈钢基体共同挤出即可获得粘结性能优异的刚性暖边条，无需使用粘结剂，有效解决了粘结剂涂覆不均的问题，得到的刚性暖边条不易开裂，粘结稳定性好，使用寿命长，同时热损失小，保温性能优异。
本发明第一方面提供一种刚性暖边条用复合材料，按照质量份数计算，包括如下成分：氨基化聚丙烯纤维60~70份，酚醛树脂10~20份、C5石油树脂10~20份，六亚甲基四胺5~10份，硅烷偶联剂2~10份，聚乙烯基填料5~8份，增韧剂0.5~1份，成核剂0.2~0.5份。
进一步的，氨基化聚丙烯纤维的制备方法为：先将聚丙烯纤维置于硫酸溶液中充分活化，然后转移到30%的双氧水溶液中浸泡处理2~3小时，得到羟基改性聚丙烯纤维；将多巴胺和过硫酸铵溶解到Tris-HCl缓冲液中，制得2~4mg/mL的多巴胺改性溶液，并将羟基改性聚丙烯纤维转移到多巴胺改性溶液中，浸泡10~12h，水洗、干燥后即得氨基化聚丙烯纤维。
进一步的，硫酸溶液的浓度为1~2mol/L。
进一步的，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560、KH726中的一种或者多种。硅油偶联剂可以活化填充材料的表面，使氨基化聚丙烯纤维、树脂材料和填料能有更好的加工分散性能。
进一步的，聚乙烯基填料的制备方法为：将玻璃纤维置于聚乙烯亚胺中进行预处理1~2h，然后洗涤、干燥后置于硝酸铈溶液中充分浸渍1~2h，浸渍结束后过滤，得到铈负载的玻璃纤维；将铈负载的玻璃纤维与碳酸钙一起分散于聚乙烯中进一步改性，在50~55℃高混锅中搅拌5~8min后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机各区温度为：一区160~170℃，二区至五区200~210℃，六区至十区185~190℃，机头温度200~205℃，螺杆转速控制在500~550r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得聚乙烯基填料母粒。
其中，铈的修饰能够提高玻璃纤维与其他组分的结合力，同时，玻璃纤维能够作为增强相填充到碳酸钙中，大大提升碳酸钙的刚性，通过聚乙烯对表面进行改性处理，能够增强填料的亲油属性，有助于促进填料与有机组分的充分接触融合，更好地发挥强化作用。
更进一步的，玻璃纤维、碳酸钙、聚乙烯的质量比为2:3:5-10，聚乙烯亚胺的浓度为10~15g/L；硝酸铈溶液的浓度为0.1mol/L。
进一步的，增韧剂为马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝POP和马来酸酐接枝POE中的一种或者多种。马来酸酐可以和树脂的端基发生化学反应，使得聚丙烯通过缩聚基团与树脂更好地结合在一起，达到相容的效果，另外剩余的马来酸酐可以与不锈钢基材表面反应，进一步的提高复合材料和不锈钢基材的粘结作用。
进一步的，所述成核剂为山梨醇类α成核剂、芳基磷酸酯盐类α成核剂、取代苯甲酸铝盐类α成核剂、金属羧酸盐类β成核剂、取代芳香族酰胺类β成核剂中的任意一种。成核剂可以缩短材料的成型时间，更容易成型。
本发明第二方面提供一种刚性暖边条用复合材料的制备方法，包括如下步骤：
S1：将酚醛树脂、C5石油树脂、氨基化聚丙烯纤维混合分散于乙二醇中，并在水浴加热条件下充分搅拌，然后加入六亚甲基四胺继续搅拌，过滤、洗涤得到交联混料；
S2：将交联混料、增韧剂、成核剂加入到高速混合机中，于60~75℃高速混合5~8min，高速混合机的混合速度650~700r/min，冷却至室温，得到预混物；
S3：将硅烷偶联剂用水稀释后均匀喷洒到聚乙烯基填料上，放置干燥；
S4：将预混物从双螺杆设备的主喂料口喂入，硅烷偶联剂处理后的聚乙烯基填料从第五区侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即可。
进一步的，水浴加热的温度为80~90℃，加入六亚甲基四胺后搅拌4~6h。
进一步的，双螺杆挤出机各区温度为：一区200-220℃，二区至五区230-240℃，六区至十区220-230℃，机头温度240-250℃，螺杆转速控制在450-500r/min。
本发明第三方面提供一种刚性暖边条，由上述的刚性暖边条用复合材料熔融后与不锈钢基体共同挤出得到。
上述本发明的一种或多种技术方案取得的有益效果如下：
1.本发明提供的刚性暖边条用复合材料，采用氨基化聚丙烯纤维作为基础材料，氨基化修饰不仅能够赋予聚丙烯纤维更粗糙的表面结构，提升粘结性能，还能提供丰富的活性基团，在加入酚醛树脂和C5石油树脂之后，通过六亚甲基四胺辅助能够形成交联网络结构，有效维持稳定粘性的同时有助于在氨基化聚丙烯纤维周围营造充足空间，提高孔隙率，降低导热系数，增强保温效果。
2.本发明提供的刚性暖边条用复合材料，本身具有优异的粘结性，无需单独使用粘结剂与不锈钢基体进行粘结，避免了粘结剂因流动性差而分布不均的问题，得到的刚性暖边条不易开裂，稳定性好，使用寿命长，同时热损失小，保温性能优异。
具体实施方式
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例与对比例详细说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种刚性暖边条用复合材料，由如下成分组成：氨基化聚丙烯纤维70份，酚醛树脂15份、C5石油树脂15份，六亚甲基四胺5份，KH550为5份，聚乙烯基填料5份，马来酸酐接枝PP1份，山梨醇类α成核剂0.2份。
制备方法具体为：
S1:先将聚丙烯纤维置于硫酸溶液中充分活化1h，然后转移到30%的双氧水溶液中浸泡处理2小时，得到羟基改性聚丙烯纤维；将多巴胺和过硫酸铵溶解到Tris-HCl缓冲液中，制得2mg/mL的多巴胺改性溶液，并将羟基改性聚丙烯纤维转移到多巴胺改性溶液中，浸泡10h，水洗、干燥后即得氨基化聚丙烯纤维；
S2:将玻璃纤维置于浓度为10g/L的聚乙烯亚胺中进行预处理1h，然后洗涤、干燥后置于浓度为0.1mol/L的硝酸铈溶液中充分浸渍1h，浸渍结束后过滤，得到铈负载的玻璃纤维；将铈负载的玻璃纤维与碳酸钙一起分散于聚乙烯中进一步改性（玻璃纤维、碳酸钙、聚乙烯的质量比为2:3:5），在50℃高混锅中搅拌5min后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机各区温度为：一区160℃，二区至五区200℃，六区至十区190℃，机头温度200℃，螺杆转速控制在550r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得聚乙烯基填料母粒；
S3：将酚醛树脂、C5石油树脂、氨基化聚丙烯纤维混合分散于乙二醇中，并在80℃水浴加热条件下充分搅拌，然后加入六亚甲基四胺，继续搅拌6h，过滤、洗涤得到交联混料；
S4：将交联混料、马来酸酐接枝PP、山梨醇类α成核剂加入到高速混合机中，于60℃高速混合8min，高速混合机的混合速度700r/min，冷却至室温，得到预混物；
S5：将KH550用水稀释后均匀喷洒到聚乙烯基填料上，放置干燥；
S6：将预混物从双螺杆设备的主喂料口喂入，KH550处理后的聚乙烯基填料从第五区侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机各区温度为：一区200℃，二区至五区230℃，六区至十区220℃，机头温度240℃，螺杆转速控制在450r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得刚性暖边条用复合材料。
实施例2
本实施例提供一种刚性暖边条用复合材料，由如下成分组成：氨基化聚丙烯纤维60份，酚醛树脂20份、C5石油树脂20份，六亚甲基四胺10份，KH560为10份，聚乙烯基填料8份，马来酸酐接枝PE0.5份，金属羧酸盐类β成核剂0.5份。
制备方法具体为：
S1:先将聚丙烯纤维置于硫酸溶液中充分活化1h，然后转移到30%的双氧水溶液中浸泡处理3小时，得到羟基改性聚丙烯纤维；将多巴胺和过硫酸铵溶解到Tris-HCl缓冲液中，制得4mg/mL的多巴胺改性溶液，并将羟基改性聚丙烯纤维转移到多巴胺改性溶液中，浸泡10h，水洗、干燥后即得氨基化聚丙烯纤维；
S2:将玻璃纤维置于浓度为15g/L的聚乙烯亚胺中进行预处理2h，然后洗涤、干燥后置于浓度为0.1mol/L的硝酸铈溶液中充分浸渍2h，浸渍结束后过滤，得到铈负载的玻璃纤维；将铈负载的玻璃纤维与碳酸钙一起分散于聚乙烯中进一步改性（玻璃纤维、碳酸钙、聚乙烯的质量比为2:3:10），在50℃高混锅中搅拌8min后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机各区温度为：一区170℃，二区至五区210℃，六区至十区185℃，机头温度205℃，螺杆转速控制在500r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得聚乙烯基填料母粒；
S3：将酚醛树脂、C5石油树脂、氨基化聚丙烯纤维混合分散于乙二醇中，并在80℃水浴加热条件下充分搅拌，然后加入六亚甲基四胺，继续搅拌6h，过滤、洗涤得到交联混料；
S4：将交联混料、马来酸酐接枝PE、金属羧酸盐类β成核剂加入到高速混合机中，于75℃高速混合8min，高速混合机的混合速度650r/min，冷却至室温，得到预混物；
S5：将KH560用水稀释后均匀喷洒到聚乙烯基填料上，放置干燥；
S6：将预混物从双螺杆设备的主喂料口喂入，KH560处理后的聚乙烯基填料从第五区侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机各区温度为：一区200℃，二区至五区240℃，六区至十区230℃，机头温度250℃，螺杆转速控制在500r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得刚性暖边条用复合材料。
实施例3
本实施例提供一种刚性暖边条用复合材料，由如下成分组成：氨基化聚丙烯纤维65份，酚醛树脂10份、C5石油树脂10份，六亚甲基四胺5份，KH550为6份，聚乙烯基填料6份，马来酸酐接枝POE0.8份，芳基磷酸酯盐类α成核剂0.5份。
制备方法具体为：
S1:先将聚丙烯纤维置于硫酸溶液中充分活化1h，然后转移到30%的双氧水溶液中浸泡处理2小时，得到羟基改性聚丙烯纤维；将多巴胺和过硫酸铵溶解到Tris-HCl缓冲液中，制得2mg/mL的多巴胺改性溶液，并将羟基改性聚丙烯纤维转移到多巴胺改性溶液中，浸泡12h，水洗、干燥后即得氨基化聚丙烯纤维；
S2:将玻璃纤维置于浓度为10g/L的聚乙烯亚胺中进行预处理1h，然后洗涤、干燥后置于浓度为0.1mol/L的硝酸铈溶液中充分浸渍2h，浸渍结束后过滤，得到铈负载的玻璃纤维；将铈负载的玻璃纤维与碳酸钙一起分散于聚乙烯中进一步改性（玻璃纤维、碳酸钙、聚乙烯的质量比为2:3:5），在55℃高混锅中搅拌6min后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机各区温度为：一区160℃，二区至五区200℃，六区至十区185℃，机头温度205℃，螺杆转速控制在550r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得聚乙烯基填料母粒；
S3：将酚醛树脂、C5石油树脂、氨基化聚丙烯纤维混合分散于乙二醇中，并在90℃水浴加热条件下充分搅拌，然后加入六亚甲基四胺，继续搅拌4h，过滤、洗涤得到交联混料；
S4：将交联混料、马来酸酐接枝POE、芳基磷酸酯盐类α成核剂加入到高速混合机中，于60℃高速混合6min，高速混合机的混合速度700r/min，冷却至室温，得到预混物；
S5：将KH550用水稀释后均匀喷洒到聚乙烯基填料上，放置干燥；
S6：将预混物从双螺杆设备的主喂料口喂入，KH550处理后的聚乙烯基填料从第五区侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机各区温度为：一区220℃，二区至五区230℃，六区至十区230℃，机头温度240℃，螺杆转速控制在450r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得刚性暖边条用复合材料。
实施例4
本实施例提供一种刚性暖边条用复合材料，由如下成分组成：氨基化聚丙烯纤维60份，酚醛树脂10份、C5石油树脂15份，六亚甲基四胺5份，KH726为8份，聚乙烯基填料5份，马来酸酐接枝PP0.5份，取代苯甲酸铝盐类α成核剂0.3份。
制备方法具体为：
S1:先将聚丙烯纤维置于硫酸溶液中充分活化1h，然后转移到30%的双氧水溶液中浸泡处理2小时，得到羟基改性聚丙烯纤维；将多巴胺和过硫酸铵溶解到Tris-HCl缓冲液中，制得4mg/mL的多巴胺改性溶液，并将羟基改性聚丙烯纤维转移到多巴胺改性溶液中，浸泡10h，水洗、干燥后即得氨基化聚丙烯纤维；
S2:将玻璃纤维置于浓度为15g/L的聚乙烯亚胺中进行预处理1h，然后洗涤、干燥后置于浓度为0.1mol/L的硝酸铈溶液中充分浸渍1h，浸渍结束后过滤，得到铈负载的玻璃纤维；将铈负载的玻璃纤维与碳酸钙一起分散于聚乙烯中进一步改性（玻璃纤维、碳酸钙、聚乙烯的质量比为2:3:6），在55℃高混锅中搅拌5min后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机各区温度为：一区160℃，二区至五区200℃，六区至十区190℃，机头温度205℃，螺杆转速控制在500r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得聚乙烯基填料母粒；
S3：将酚醛树脂、C5石油树脂、氨基化聚丙烯纤维混合分散于乙二醇中，并在90℃水浴加热条件下充分搅拌，然后加入六亚甲基四胺，继续搅拌4h，过滤、洗涤得到交联混料；
S4：将交联混料、马来酸酐接枝PP、取代苯甲酸铝盐类α成核剂加入到高速混合机中，于60℃高速混合8min，高速混合机的混合速度700r/min，冷却至室温，得到预混物；
S5：将KH726用水稀释后均匀喷洒到聚乙烯基填料上，放置干燥；
S6：将预混物从双螺杆设备的主喂料口喂入，KH726处理后的聚乙烯基填料从第五区侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机各区温度为：一区220℃，二区至五区230℃，六区至十区220℃，机头温度250℃，螺杆转速控制在450r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得刚性暖边条用复合材料。
对比例1
本对比例提供一种刚性暖边条用复合材料，由如下成分组成：聚丙烯70份，酚醛树脂15份、C5石油树脂15份，六亚甲基四胺5份，KH550为5份，聚乙烯基填料5份，马来酸酐接枝PP1份，山梨醇类α成核剂0.2份。
制备方法具体为：
S1:将玻璃纤维置于浓度为10g/L的聚乙烯亚胺中进行预处理1h，然后洗涤、干燥后置于浓度为0.1mol/L的硝酸铈溶液中充分浸渍1h，浸渍结束后过滤，得到铈负载的玻璃纤维；将铈负载的玻璃纤维与碳酸钙一起分散于聚乙烯中进一步改性（玻璃纤维、碳酸钙、聚乙烯的质量比为2:3:5），在50℃高混锅中搅拌5min后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机各区温度为：一区160℃，二区至五区200℃，六区至十区190℃，机头温度200℃，螺杆转速控制在550r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得聚乙烯基填料母粒；
S2：将酚醛树脂、C5石油树脂、聚丙烯混合分散于乙二醇中，并在80℃水浴加热条件下充分搅拌，然后加入六亚甲基四胺，继续搅拌6h，过滤、洗涤得到交联混料；
S3：将交联混料、马来酸酐接枝PP、山梨醇类α成核剂加入到高速混合机中，于60℃高速混合8min，高速混合机的混合速度700r/min，冷却至室温，得到预混物；
S4：将KH550用水稀释后均匀喷洒到聚乙烯基填料上，放置干燥；
S5：将预混物从双螺杆设备的主喂料口喂入，KH550处理后的聚乙烯基填料从第五区侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机各区温度为：一区200℃，二区至五区230℃，六区至十区220℃，机头温度240℃，螺杆转速控制在450r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得刚性暖边条用复合材料。
对比例2
本对比例提供一种刚性暖边条用复合材料，由如下成分组成：氨基化聚丙烯纤维70份，C5石油树脂15份，KH550为5份，聚乙烯基填料5份，马来酸酐接枝PP1份，山梨醇类α成核剂0.2份。
制备方法具体为：
S1:先将聚丙烯纤维置于硫酸溶液中充分活化1h，然后转移到30%的双氧水溶液中浸泡处理2小时，得到羟基改性聚丙烯纤维；将多巴胺和过硫酸铵溶解到Tris-HCl缓冲液中，制得2mg/mL的多巴胺改性溶液，并将羟基改性聚丙烯纤维转移到多巴胺改性溶液中，浸泡10h，水洗、干燥后即得氨基化聚丙烯纤维；
S2:将玻璃纤维置于浓度为10g/L的聚乙烯亚胺中进行预处理1h，然后洗涤、干燥后置于浓度为0.1mol/L的硝酸铈溶液中充分浸渍1h，浸渍结束后过滤，得到铈负载的玻璃纤维；将铈负载的玻璃纤维与碳酸钙一起分散于聚乙烯中进一步改性（玻璃纤维、碳酸钙、聚乙烯的质量比为2:3:5），在50℃高混锅中搅拌5min后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机各区温度为：一区160℃，二区至五区200℃，六区至十区190℃，机头温度200℃，螺杆转速控制在550r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得聚乙烯基填料母粒；
S3：将C5石油树脂、氨基化聚丙烯纤维混合分散于乙二醇中，并在80℃水浴加热条件下充分搅拌，过滤、洗涤得到混料；
S4：将混料、马来酸酐接枝PP、山梨醇类α成核剂加入到高速混合机中，于60℃高速混合8min，高速混合机的混合速度700r/min，冷却至室温，得到预混物；
S5：将KH550用水稀释后均匀喷洒到聚乙烯基填料上，放置干燥；
S6：将预混物从双螺杆设备的主喂料口喂入，KH550处理后的聚乙烯基填料从第五区侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机各区温度为：一区200℃，二区至五区230℃，六区至十区220℃，机头温度240℃，螺杆转速控制在450r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得刚性暖边条用复合材料。
对比例3
本对比例提供一种刚性暖边条用复合材料，由如下成分组成：聚丙烯70份，C5石油树脂15份，KH550为5份，聚乙烯基填料5份，马来酸酐接枝PP1份，山梨醇类α成核剂0.2份。
制备方法具体为：
S1:将玻璃纤维置于浓度为10g/L的聚乙烯亚胺中进行预处理1h，然后洗涤、干燥后置于浓度为0.1mol/L的硝酸铈溶液中充分浸渍1h，浸渍结束后过滤，得到铈负载的玻璃纤维；将铈负载的玻璃纤维与碳酸钙一起分散于聚乙烯中进一步改性（玻璃纤维、碳酸钙、聚乙烯的质量比为2:3:5），在50℃高混锅中搅拌5min后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机各区温度为：一区160℃，二区至五区200℃，六区至十区190℃，机头温度200℃，螺杆转速控制在550r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得聚乙烯基填料母粒；
S2：将C5石油树脂、聚丙烯混合分散于乙二醇中，并在80℃水浴加热条件下充分搅拌，过滤、洗涤得到混料；
S3：将混料、马来酸酐接枝PP、山梨醇类α成核剂加入到高速混合机中，于60℃高速混合8min，高速混合机的混合速度700r/min，冷却至室温，得到预混物；
S4：将KH550用水稀释后均匀喷洒到聚乙烯基填料上，放置干燥；
S5：将预混物从双螺杆设备的主喂料口喂入，KH550处理后的聚乙烯基填料从第五区侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机各区温度为：一区200℃，二区至五区230℃，六区至十区220℃，机头温度240℃，螺杆转速控制在450r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得刚性暖边条用复合材料。
对比例4
本对比例提供一种刚性暖边条用复合材料，由如下成分组成：氨基化聚丙烯纤维70份，酚醛树脂15份、C5石油树脂15份，六亚甲基四胺5份，KH550为5份，碳酸钙填料5份，马来酸酐接枝PP1份，山梨醇类α成核剂0.2份。
制备方法具体为：
S1:先将聚丙烯纤维置于硫酸溶液中充分活化1h，然后转移到30%的双氧水溶液中浸泡处理2小时，得到羟基改性聚丙烯纤维；将多巴胺和过硫酸铵溶解到Tris-HCl缓冲液中，制得2mg/mL的多巴胺改性溶液，并将羟基改性聚丙烯纤维转移到多巴胺改性溶液中，浸泡10h，水洗、干燥后即得氨基化聚丙烯纤维；
S2:将玻璃纤维置于浓度为10g/L的聚乙烯亚胺中进行预处理1h，然后洗涤、干燥后置于浓度为0.1mol/L的硝酸铈溶液中充分浸渍1h，浸渍结束后过滤，得到铈负载的玻璃纤维；将铈负载的玻璃纤维与碳酸钙一起分散于聚乙烯中进一步改性（玻璃纤维、碳酸钙、聚乙烯的质量比为2:3:5），在50℃高混锅中搅拌5min后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机各区温度为：一区160℃，二区至五区200℃，六区至十区190℃，机头温度200℃，螺杆转速控制在550r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得聚乙烯基填料母粒；
S3：将酚醛树脂、C5石油树脂、氨基化聚丙烯纤维混合分散于乙二醇中，并在80℃水浴加热条件下充分搅拌，然后加入六亚甲基四胺，继续搅拌6h，过滤、洗涤得到交联混料；
S4：将交联混料、马来酸酐接枝PP、山梨醇类α成核剂加入到高速混合机中，于60℃高速混合8min，高速混合机的混合速度700r/min，冷却至室温，得到预混物；
S5：将KH550用水稀释后均匀喷洒到碳酸钙填料上，放置干燥；
S6：将预混物从双螺杆设备的主喂料口喂入，KH550处理后的碳酸钙填料从第五区侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，双螺杆挤出机各区温度为：一区200℃，二区至五区230℃，六区至十区220℃，机头温度240℃，螺杆转速控制在450r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得刚性暖边条用复合材料。
性能测试：将实施例1~4、对比例1~4中制备得到的刚性暖边条用复合材料涂覆于不锈钢基材上，得到刚性暖边条，进而测试性能。以下测试均按照国家化学建筑材料测试中心(材料测试部)出具的检验报告的方法进行检验。测试结果如表1所示：
表1
由表1可知，本发明提供的刚性暖边条用复合材料，能够紧密粘附于不锈钢基材上，粘结性稳定，多次折弯后无开裂，且低温直角折弯性能优异；同时导热系数较低，有利于在使用过程中降低热量损失，保温性能优异。
Claims (8)
1.一种刚性暖边条用复合材料，其特征在于：按照质量份数计算，包括如下成分：氨基化聚丙烯纤维60~70份，酚醛树脂10~20份、C5石油树脂10~20份，六亚甲基四胺5~10份，硅烷偶联剂2~10份，聚乙烯基填料5~8份，增韧剂0.5~1份，成核剂0.2~0.5份；
氨基化聚丙烯纤维的制备方法为：先将聚丙烯纤维置于硫酸溶液中充分活化，然后转移到30%的双氧水溶液中浸泡处理2~3小时，得到羟基改性聚丙烯纤维；将多巴胺和过硫酸铵溶解到Tris-HCl缓冲液中，制得2~4mg/mL的多巴胺改性溶液，并将羟基改性聚丙烯纤维转移到多巴胺改性溶液中，浸泡10~12h，水洗、干燥后即得氨基化聚丙烯纤维；
聚乙烯基填料的制备方法为：将玻璃纤维置于聚乙烯亚胺中进行预处理1~2h，然后洗涤、干燥后置于硝酸铈溶液中充分浸渍1~2h，浸渍结束后过滤，得到铈负载的玻璃纤维；将铈负载的玻璃纤维与碳酸钙一起分散于聚乙烯中进一步改性，在50~55℃高混锅中搅拌5~8min后加入双螺杆挤出机，双螺杆挤出机各区温度为：一区160~170℃，二区至五区200~210℃，六区至十区185~190℃，机头温度200~205℃，螺杆转速控制在500~550r/min，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即得聚乙烯基填料；
玻璃纤维、碳酸钙、聚乙烯的质量比为2:3:5-10，聚乙烯亚胺的浓度为10~15g/L；硝酸铈溶液的浓度为0.1mol/L。
2.如权利要求1所述的刚性暖边条用复合材料，其特征在于：所述硅烷偶联剂为KH550、KH560中的一种或者多种。
3.如权利要求1所述的刚性暖边条用复合材料，其特征在于：增韧剂为马来酸酐接枝PP、马来酸酐接枝PE、马来酸酐接枝POP和马来酸酐接枝POE中的一种或者多种。
4.如权利要求1所述的刚性暖边条用复合材料，其特征在于：所述成核剂为山梨醇类α成核剂、芳基磷酸酯盐类α成核剂、取代苯甲酸铝盐类α成核剂、金属羧酸盐类β成核剂、取代芳香族酰胺类β成核剂中的任意一种。
5.权利要求1~4任一项所述的刚性暖边条用复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：将酚醛树脂、C5石油树脂、氨基化聚丙烯纤维混合分散于乙二醇中，并在水浴加热条件下充分搅拌，然后加入六亚甲基四胺继续搅拌，过滤、洗涤得到交联混料；
S2：将交联混料、增韧剂、成核剂加入到高速混合机中，于60~75℃高速混合5~8min，高速混合机的混合速度650~700r/min，冷却至室温，得到预混物；
S3：将硅烷偶联剂用水稀释后均匀喷洒到聚乙烯基填料上，放置干燥；
S4：将预混物从双螺杆设备的主喂料口喂入，硅烷偶联剂处理后的聚乙烯基填料从第五区侧喂料口加入到双螺杆挤出机中，熔融后挤出，经冷却、风干、切粒，即可。
6.如权利要求5所述的刚性暖边条用复合材料的制备方法，其特征在于：水浴加热的温度为80~90℃，加入六亚甲基四胺后搅拌4~6h。
7.如权利要求5所述的刚性暖边条用复合材料的制备方法，其特征在于：双螺杆挤出机各区温度为：一区200-220℃，二区至五区230-240℃，六区至十区220-230℃，机头温度240-250℃，螺杆转速控制在450-500r/min。
8.一种刚性暖边条，其特征在于：由权利要求1~4任一项所述的刚性暖边条用复合材料熔融后与不锈钢基体共同挤出得到。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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