CN102585371B - 断桥隔热铝合金--木塑复合门窗的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种断桥隔热铝合金--木塑复合门窗的制备方法，包括安装在断桥铝合金框材室内侧的板材，板材为木塑复合板材，木塑复合板材的制备方法包括如下步骤：配料：木塑复合板材由以下质量含量的成分组成：45％～55％的再生树脂、40％～50％的植物纤维粉、1％～5％的植物纤维粉表面处理剂、1％～5％的润滑剂和1％～5％的增韧剂；将上述成分均匀混合后，通过模具挤出成型，得到毛坯料；将毛坯料进行表面修整，得能安装在断桥铝合金框材室内侧的木塑复合板材。采用本发明的方法制备断桥隔热铝合金--木塑复合门窗，具有成本低、保温效果好的特点。
Description
技术领域
本发明涉及的是建筑构件领域中的节能门窗的制备方法，特别涉及一种断桥隔热铝合金--木塑复合门窗的制备方法。
背景技术
铝合金型材质轻、耐用，容易根据门窗部件的需要挤压成复杂的形状。铝合金的表面耐久且易保养。同时，铝合金门窗型材力学性能优秀，抗风压性能好，因此在门窗行业，铝合金型材得到广泛应用。
但是铝合金热导率高，大大增加了窗户整体的传热性能。为提高铝合金门窗的保温节能性能，普遍通过采用“断桥”结构。将铝合金框材、扇料分割为内外两个部分，中间通过导热率低的材料连接。通过这种方法，可有效降低铝合金框材传热系数，在一定程度内提高其节能效果。
断桥结构虽能有效降低铝合金型材传热系数，但由于其结构中空腔、缝隙多。节能效果尚不理想，还有很大提高的空间。通过在框材内侧安装木制板材，可进一步提高门窗保温能力，并且木材纹理图案有很好的室内装饰效果。
木材虽为可循环利用资源，但木材的过度采伐会对环境造成巨大影响。并且在木材加工和农业生产中，产生大量植物纤维。这类材料数量巨大，但没有合适回收途径与应用技术，往往采取焚烧处理，给周边环境带来恶劣破坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种成本低、保温效果好的断桥隔热铝合金--木塑复合门窗的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种断桥隔热铝合金--木塑复合门窗的制备方法，包括安装在断桥铝合金框材室内侧的板材，板材为木塑复合板材，木塑复合板材的制备方法包括如下步骤：
1)、配料：
木塑复合板材由以下质量含量的成分组成：45％～55％的再生树脂、40％～50％的植物纤维粉、1％～5％的植物纤维粉表面处理剂、1％～5％的润滑剂和1％～5％的增韧剂；
2)、将植物纤维粉先于100～110℃烘干2.5～3.5小时；在搅拌状态下，向上述烘干后的植物纤维粉中喷入植物纤维粉表面处理剂，喷入完毕，于110～130℃继续搅拌5～15分钟；
3)、在步骤2)的所得物中加入再生树脂、润滑剂和增韧剂，均匀混合；
4)、将步骤3)的所得物加入挤出机中，通过模具挤出成型，得到毛坯料；挤出机的温度控制为160～190℃，挤出机的机头压力为10～15MPa；
5)、将步骤4)得到的毛坯料进行表面修整，得能安装在断桥铝合金框材室内侧的木塑复合板材。
作为本发明的断桥隔热铝合金--木塑复合门窗的制备方法，其特征是：
所述步骤1)中：
再生树脂为再生聚丙烯和/或再生聚乙烯；
植物纤维粉为木纤维粉、麻纤维粉、竹纤维粉、草纤维粉、糠皮粉或秸秆纤维粉；
植物纤维粉表面处理剂为马来酸酐；
增韧剂为三元乙丙橡胶；
润滑剂为聚酯腊和/或硬脂酸。
作为本发明的断桥隔热铝合金--木塑复合门窗的制备方法进一步改进：步骤2)中：搅拌的转速为600～1000r/min。步骤3)中：以600～1000rpm的搅拌转速进行均匀混合。
在本发明步骤1)的配料中，较佳配比为：50％的再生树脂、45％的植物纤维粉、1％的植物纤维粉表面处理剂、1％的润滑剂和3％的增韧剂。步骤4)中，挤出机的温度控制为180±5℃，挤出机的机头压力为15MPa。
本发明的步骤5)的表面修整为常规步骤，即根据需要剔除毛边、打磨表面，然后根据断桥铝合金框材的相应尺寸进行切割。最后，将所得的木塑复合板材安装在断桥铝合金框材的室内侧。
本发明的重点在于：制作木塑复合板材，经成型和进一步加工后，取代木材，安装在断桥铝合金框材的室内侧。
木塑复合材料，大量采用再生聚烯烃树脂(即再生树脂，包含再生聚丙烯、再生聚乙烯)，整个生产过程几乎不会对环境造成污染，解决了塑料回收利用与白色污染的问题，开辟了回收塑料的新途径。本发明使用回收塑料(即再生树脂，包含再生聚丙烯、再生聚乙烯)和天然植物纤维材料(将天然植物纤维材料粉碎成植物纤维粉)，既环保且无污染。
本发明首先解决了塑料废弃物循环利用的问题，提高了再生塑料制品的附加值，减少了环境污染和解决了塑料难降解、燃烧处理产生有毒气体的问题。其次，大量利用了植物纤维废料，减少固体废弃物的排放量。本发明完全符合国家十二五规划中关于节能减排的要求。
木塑复合板材作为内置板材有以下优点：
废弃物的循环再生利用：木塑复合材料采用再生树脂作为基材，使用植物纤维粉作为填充材料，充分利用难以处理的大量工农业生产废弃物。
无污染：木塑复合板材在生产、使用和燃烧的过程中，都不会产生对人体有害物质。
保温隔热性能好：木塑复合板材以再生树脂与植物纤维粉为主要原料，热导率低。
材料来源丰富、成本低廉：木塑复合板材以再生树脂为基材，以木纤维粉、麻纤维粉、竹纤维粉、草纤维粉、糠皮粉等为填充材料加工而成。主要原料均为再生废弃物，来源广、成本低。
本发明制作的断桥隔热铝合金--木塑复合门窗，其各项性能均满足国家相关检测标准。
抗风压性能：为国标GB/T 7106-2008第七级；
气密性能：为国标GB/T 7106-2008第七级；
水密性能：为国标GB/T 7106-2008第四级；
保温性能：为国标GB/T 8484-2008第五级；
隔声性能：为国标GB/T 8485-2008第三级。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
图1是本发明的一种断桥隔热铝合金一木塑复合门窗的截面图。其中1为断桥铝合金框材，2为板材。
具体实施方式
实施例1、断桥隔热铝合金--木塑复合门窗的制备方法，包括安装在断桥铝合金框材1室内侧的板材2，板材2为木塑复合板材，木塑复合板材的制备方法包括如下步骤：
1)、配料：
木塑复合板材由以下质量含量的成分组成：50％的再生聚丙烯(粒径为3～5mm)、45％的植物纤维粉(过60目的筛)、1％的马来酸酐、1％的聚酯蜡和3％三元乙丙橡胶颗粒(粒径为3～5mm)；
植物纤维粉选用木纤维粉；
2)、将植物纤维粉先于103℃烘干3小时；在搅拌状态下，向上述烘干后的植物纤维粉中喷入马来酸酐，喷入完毕，在120℃下，继续搅拌10分钟；
搅拌的转速均为800rpm；
3)、在步骤2)的所得物中加入再生聚丙烯、聚酯蜡和三元乙丙橡胶颗粒一起放入混炼机内，于800rpm的转速下均匀搅拌混合15分钟；
4)、将步骤3)的所得物加入挤出机中，通过模具挤出成型，得到毛坯料；挤出机的温度控制为180±5℃，挤出机的机头压力为15MPa；
5)、将得到的毛坯料根据需要剔除毛边、打磨表面，然后根据断桥铝合金框材1的相应尺寸进行切割。最后，将所得的木塑复合板材安装在断桥铝合金框材的室内侧。
所得门窗的各项性能如下：
抗风压性能：4000Pa，为国标GB/T 7106-2008第七级；
气密性能：0.6m3/(m·h)，为国标GB/T 7106-2008第七级；
水密性能：400Pa，为国标GB/T 7106-2008第四级；
保温性能：2.5W/(m2·k)(传热系数)，为国标GB/T 8484-2008第五级；
隔声性能：35dB，为国标GB/T 8485-2008第三级。
对比例1-1、同等尺寸断桥铝合金门窗，除未安装木塑板材外，其结构设计均与实施例1中铝合金断桥门窗一致。对该门窗进行检测，其各项性能如下：
抗风压性能：3500Pa，为国标GB/T 7106-2008第七级；
气密性能：1.0m3/(m·h)，为国标GB/T 7106-2008第七级；
水密性能：350Pa，为国标GB/T 7106-2008第四级；
保温性能：3.3W/(m2·k)，为国标GB/T 8484-2008第四级；
隔声性能：30dB，为国标GB/T 8485-2008第三级。
对比可知，通过加装木塑复合板材，使得断桥铝合金门窗性能均有一定提高，尤其针对断桥铝合金门窗保温性能较差的不足，通过加装木塑复合板材，使门窗整体节能保温提高显著。
对比例1-2、将实施例1中的木塑复合板材的配料改为：60％的再生聚丙烯(粒径为3～5mm)、35％的植物纤维粉(过60目的筛)、1％的马来酸酐、1％的聚酯蜡、3％的三元乙丙橡胶颗粒(粒径为3～5mm)，其余同实施例1；即在门窗的整体大小结构均一致的前提下，对该门窗进行检测，其各项性能如下：
抗风压性能：4200Pa，为国标GB/T 7106-2008第七级；
气密性能：0.6m3/(m·h)，为国标GB/T 7106-2008第七级；
水密性能：400Pa，为国标GB/T 7106-2008第四级；
保温性能：2.7W/(m2·k)，为国标GB/T 8484-2008第五级；
隔声性能：35dB，为国标GB/T 8485-2008第三级。
对比例1-3、将实施例1中的木塑复合板材的配料改为：40％的再生聚丙烯(粒径为3～5mm)、55％的植物纤维粉(过60目的筛)、1％的马来酸酐、1％的聚酯蜡、3％的三元乙丙橡胶颗粒(粒径为3～5mm)，其余同实施例1；即在门窗的整体大小结构均一致的前提下，对该门窗进行检测，其各项性能如下：
抗风压性能：3700Pa，为国标GB/T 7106-2008第七级，
气密性能：0.6m3/(m·h)，为国标GB/T 7106-2008第七级，
水密性能：400Pa，为国标GB/T 7106-2008第四级，
保温性能：2.5W/(m2·k)，为国标GB/T 8484-2008第五级，
隔声性能：35dB，为国标GB/T 8485-2008第三级。
由对比例1-2、1-3可知，改变木塑复合板材配料中的再生聚丙烯与植物纤维粉的含量，使产品的最终性能在一定程度发生变化。提高再生聚丙烯的含量，导致产品保温性能下降、制作成本提高；降低再生聚丙烯的含量，导致产品抗风压性能下降，稳定性减弱，且保温性能并没有得到改进。综合考虑，本发明的配料组分为最佳配比。
实施例2、一种断桥隔热铝合金--木塑复合门窗的制备方法，包括安装在断桥铝合金框材1室内侧的板材2，板材2为木塑复合板材，木塑复合板材的制备方法包括如下步骤：
1)、配料：
木塑复合板材由以下质量含量的成分组成：50％的再生聚乙烯(粒径为3～5mm)、45％的植物纤维粉(过60目的筛)、1％的马来酸酐、1％的聚酯蜡、3％的三元乙丙橡胶颗粒(粒径为3～5mm)；
植物纤维粉选用竹纤维粉；
2)、将植物纤维粉先于103℃烘干3小时；在搅拌状态下，向上述烘干后的植物纤维粉中喷入马来酸酐，喷入完毕，在120℃下，继续搅拌10分钟；
搅拌的转速均为800rpm；
3)、在步骤2)的所得物中加入再生聚乙烯、聚酯蜡和三元乙丙橡胶颗粒一起放入混炼机内，于800rpm的转速下均匀搅拌混合15分钟；
4)、将步骤3)的所得物加入挤出机中，通过模具挤出成型，得到毛坯料；挤出机的温度控制为180±5℃，挤出机的机头压力为15MPa；
5)、将得到的毛坯料根据需要剔除毛边、打磨表面，然后根据断桥铝合金框材1的相应尺寸进行切割。最后，将所得的木塑复合板材安装在断桥铝合金框材的室内侧。
所得门窗的各项性能如下：
抗风压性能：4000Pa，为国标GB/T 7106-2008第七级，
气密性能：0.6m3/(m·h)，为国标GB/T 7106-2008第七级，
水密性能：400Pa，为国标GB/T 7106-2008第四级，
保温性能：2.4W/(m2·k)，为国标GB/T 8484-2008第五级，
隔声性能：35dB，为国标GB/T 8485-2008第三级。
对比例2-1、选用同等尺寸断桥铝合金门窗，除未安装木塑板材外，其结构设计均与实施例1中铝合金断桥门窗一致。对该门窗进行检测，其各项性能如下：
抗风压性能：3500Pa，为国标GB/T 7106-2008第七级；
气密性能：1.0m3/(m·h)，为国标GB/T 7106-2008第七级；
水密性能：350Pa，为国标GB/T 7106-2008第四级；
保温性能：3.3W/(m2·k)，为国标GB/T 8484-2008第四级；
隔声性能：30dB，为国标GB/T 8485-2008第三级。
对比可知，通过加装木塑复合板材，使得断桥铝合金门窗性能均有一定提高，尤其针对断桥铝合金门窗保温性能较差的不足，通过加装木塑复合板材，使门窗整体节能保温效果提高显著。
对比例2-2、将实施例2中的木塑复合板材的配料改为：60％的再生聚乙烯(粒径为3～5mm)、35％的植物纤维粉(过60目的筛)、1％的马来酸酐、1％的聚酯蜡、3％的三元乙丙橡胶颗粒(粒径为3～5mm)。其余同实施例2；即在门窗的整体大小结构均一致的前提下，对该门窗进行检测，其各项性能如下：
抗风压性能：4200Pa，为国标GB/T 7106-2008第七级；
气密性能：0.6m3/(m·h)，为国标GB/T 7106-2008第六级；
水密性能：400Pa，为国标GB/T 7106-2008第三级；
保温性能：2.7W/(m2·k)，为国标GB/T 8484-2008第五级；
隔声性能：35dB，为国标GB/T 8485-2008第三级。
对比例2-3、将实施例2中的木塑复合板材的配料改为：40％的再生聚乙烯(粒径为3～5mm)、55％的植物纤维粉(过60目的筛)、1％的马来酸酐、1％的聚酯蜡、3％的三元乙丙橡胶颗粒(粒径为3～5mm)。其余同实施例2；即在门窗的整体大小结构均一致的前提下，对该门窗进行检测，其各项性能如下：
抗风压性能：3900Pa，为国标GB/T 7106-2008第六级；
气密性能：0.6m3/(m·h)，为国标GB/T 7106-2008第六级；
水密性能：400Pa，为国标GB/T 7106-2008第三级；
保温性能：2.4W/(m2·k)，为国标GB/T 8484-2008第五级；
隔声性能：35dB，为国标GB/T 8485-2008第三级。
由对比例2-2、2-3可知，改变木塑复合板材配料中再生聚乙烯与植物纤维粉的含量，使产品的最终性能在一定程度发生变化。提高再生聚乙烯的含量，导致产品保温性能下降、制作成本提高；降低再生聚乙烯含量，导致产品抗风压性能下降，稳定性减弱；且保温性能并不能有所改善。综合考虑，本发明的配料组分为最佳配比。
实施例3、断桥隔热铝合金--木塑复合门窗的制备方法，包括安装在断桥铝合金框材1室内侧的板材2，板材2为木塑复合板材，木塑复合板材的制备方法包括如下步骤：
1)、配料：
木塑复合板材由以下质量含量的成分组成：25％的再生聚丙烯(粒径为3～5mm)、25％的再生聚乙烯(粒径为3～5mm)，45％的植物纤维粉(过60目的筛)、1％的马来酸酐、1％的聚酯蜡、3％的三元乙丙橡胶颗粒(粒径为3～5mm)；
植物纤维粉选用木纤维粉；
2)、将植物纤维粉先于103℃烘干3小时；在搅拌状态下，向上述烘干后的植物纤维粉中喷入马来酸酐，喷入完毕，在120℃下，继续搅拌10分钟；
搅拌的转速均为800rpm；
3)、在步骤2)的所得物中加入再生聚乙烯、再生聚丙烯、聚酯蜡和三元乙丙橡胶颗粒一起放入混炼机内，于800rpm的转速下均匀搅拌混合15分钟。
4)、将步骤3)的所得物加入挤出机中，通过模具挤出成型，得到毛坯料；挤出机的温度控制为180±5℃，挤出机的机头压力为15MPa；
5)、将得到的毛坯料根据需要剔除毛边、打磨表面，然后根据断桥铝合金框材1的相应尺寸进行切割。最后，将所得的木塑复合板材安装在断桥铝合金框材的室内侧。
所得门窗的各项性能如下：
抗风压性能：4200Pa，为国标GB/T 7106-2008第七级；
气密性能：0.6m3/(m·h)，为国标GB/T 7106-2008第六级；
水密性能：400Pa，为国标GB/T 7106-2008第三级；
保温性能：2.3W/(m2·k)，为国标GB/T 8484-2008第五级；
隔声性能：35dB，为国标GB/T 8485-2008第三级。
显然，再生聚丙烯和再生聚乙烯的配合使用能显著提高最终所得产品的抗风压性能和保温性能。
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (1)
1.断桥隔热铝合金--木塑复合门窗的制备方法，包括安装在断桥铝合金框材室内侧的板材，其特征是：所述板材为木塑复合板材，所述木塑复合板材的制备方法包括如下步骤：
1）、配料：
木塑复合板材由以下质量含量的成分组成：25%的再生聚丙烯、25%的再生聚乙烯，45%的植物纤维粉、1%的马来酸酐、1%的聚酯蜡、3%的三元乙丙橡胶颗粒；
植物纤维粉为过60目的筛的木纤维粉，再生聚丙烯的粒径为3~5mm，再生聚乙烯的粒径为3~5mm，三元乙丙橡胶颗粒的粒径为3~5mm；
2）、将植物纤维粉先于103℃烘干3小时；在搅拌状态下，向上述烘干后的植物纤维粉中喷入马来酸酐，喷入完毕，在120℃下，继续搅拌10分钟；
搅拌的转速均为800 rpm；
3）、在步骤2）的所得物中加入再生聚乙烯、再生聚丙烯、聚酯蜡和三元乙丙橡胶颗粒一起放入混炼机内，于800 rpm的转速下均匀搅拌混合15分钟；
4）、将步骤3）的所得物加入挤出机中，通过模具挤出成型，得到毛坯料；挤出机的温度控制为180±5℃，挤出机的机头压力为15MPa；
5）、将得到的毛坯料根据需要剔除毛边、打磨表面，然后根据断桥铝合金框材的相应尺寸进行切割；最后，将所得的木塑复合板材安装在断桥铝合金框材的室内侧。
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