CN107322898A - 一种带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材的制造方法 - Google Patents

一种带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材的制造方法；包括以下制造步骤：（1）改性基料制备，（2）纹料制备，（3）铝合金门窗型材制作，（4）包塑门窗型材制造。该门窗型材由铝合金内衬和外层树脂构成，外层树脂由改性PVC基料和纹料共挤混合，再注入到附框模具中复合成型，PVC基料通过改性后提高了抗老化、耐划伤和阻燃性，提升了门窗型材的相关性能指标；纹料中包括不同颜色的无机颜料，在与基料经过不同的比例共挤混合的过程中，可以形成不同的颜色和独一无二的纹理；本发明制造的门窗型材具有结构强度高、抗老化和美观的优点。

Description

一种带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材的制造方法
技术领域
本发明属于建筑材料技术领域，具体涉及一种带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材的制造方法。
背景技术
随着材料工业的发展，塑料在农业、轻工、建材、机电等行业中的应用越来越广泛，这主要得益于塑料的加工和成型技术的迅速发展。近些年来，塑料和其他材料的结合应用，使得很多设备材料被赋予了更优良的性质。
聚氯乙烯塑料是由氯乙烯单体聚合而成的，是常用的热塑性塑料之一。它的商品名称简称为“氯塑”，英文缩写为PVC。纯聚氯乙烯树脂是坚硬的热塑性物质，其分解温度与塑化温度极为接近，而且机械强度较差，因此，无法用聚氯乙烯树脂来塑制产品，必须加入增塑剂、稳定剂、填料等以改善性能，制成聚氯乙烯塑料，然后再加工成各类产品。塑料材质近些年的发展，使得改性后的该型材料的结构强度得到快速提升，再加上树脂材料质量相对其他材料较轻的特点，被广泛应用于门窗型材的生产中。但是纯树脂材料的抗老化能力普遍较弱，容易被氧化，结构强度上也远不如合金材料；树脂材料门窗型材往往数年之后就会老化损坏，使用寿命远低于合金材料门窗型材的寿命；因此塑钢复合材料门窗应运而生。塑钢材料由钢衬材料和外层树脂材料复合而成，既可以提升材料的结构强度，也具有相对较强的抗氧化能力，在门窗型材应用中也具有更长的使用寿命。
然而，现有的塑钢材料质量依然相对较重，仓储和运输成本较高，而且由于树脂材料普遍为白色，导致塑钢型材颜色单调，外观上不够美观；此外，外层树脂材料使用一段时间后由于被氧化，容易变成黄色，非常难看。
发明内容
本发明提供一种带纹理的抗老化铝合金包塑门窗型材的制造方法，该种型材结构强度高，且具有良好的抗氧化性能，最重要的时外层树脂材料具有多种颜色的不同纹理，非常美观。本发明包括如下制造步骤：
(1)改性基料制备：按重量分称取聚氯乙烯55-60份，ABS树脂15-20份，投入到高速搅拌机中，搅拌机转速为200-230r/min，搅拌并升温到170-180℃，再向搅拌机中加入3-5份稳定剂，2-3份增塑剂，2-3份润滑剂，1-3份紫外线吸收剂，1-1.5份抗老化剂，继续搅拌5-7min，然后将上述材料转入到混合冷却机中，加入3-6份发泡剂，搅拌均匀后造粒，将树脂颗粒冷却至25-30℃，得到改性基料。
(2)纹料制备：按照质量份称取聚氯乙烯30-40份，填充剂4-5份，稳定剂2.5-3.5份，紫外线吸收剂0.7-0.9份，颜料15-20份，投入到混合搅拌机中，加热到130-150℃，搅拌机转速为200-230r/min，搅拌8-10分钟，然后将上述材料转入到混合冷却机中，加入2-3份发泡剂，搅拌均匀后造粒，将树脂颗粒冷却至20-25℃，得到纹料。
(3)铝合金门窗型材制作：将铝合金型材送入到挤压机中，由挤压机挤压成型得到门窗型材坯件，再将坯件边缘切割打磨光滑得到所需的铝合金门窗型材。
(4)包塑门窗型材制造：将改性基料和纹料按照5-7:1的质量比投入到混料机中，混合搅拌均匀得到共挤料，然后将共挤料送入到共挤机中，共挤机料筒温度控制在160-180℃之间，螺杆转速为40-45r/min，将共挤料填充到铝合金门窗型材附框模具的型腔中，在真空室内进行定型，真空室温度为100-120℃，将定型后的半成品包塑型材从真空室取出，冷却到室温，得到所需带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材。
优选的，步骤(1)和(2)所述稳定剂为马来酸二正锌基锡。
优选的，步骤(1)所述增塑剂为合成植物酯。
优选的，步骤(1)所述润滑剂为硬脂酸。
优选的，步骤(1)和(2)所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯。
优选的，步骤(1)所述抗老化剂为二硫化钼或聚四氟乙烯。
优选的，步骤(1)和(2)所述发泡剂均为偶氮二甲酰胺。
优选的，步骤(2)所述填充剂为纳米碳酸钙。
优选的，步骤(2)所述颜料为无机玫红色颜料、无机橘黄色颜料、无机靛青色颜料和无机黑色颜料中的一种。
与现有技术相比，该发明具有如下有益效果：
本发明提供的一种带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材的制造方法制造的门窗型材，内衬合金材料选择铝合金材料，在保证结构强度的情况下，可以降低型材的质量，从而降低运输成本。
外层树脂材料由PVC基料和纹料混合加工而成，由于对基料进行了改性，使其具有良好的抗氧化和阻燃性能，能够延长门窗型材的使用寿命，而且还具有良好的耐污和防划伤性能。
除此之外，本发明的另一个突出的优点是纹料的使用，让门窗型材的美观程度大大提高。因为使用的不同颜色的颜料，使得外层树脂材料具有不同的颜色，基料和纹料的共挤成型技术的应用，共挤机中两种材料混合的随机性，让每一段材料的纹理都各不相同。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
实施例1
(1)改性基料制备：按重量分称取聚氯乙烯55份，ABS树脂20份，投入到高速搅拌机中，搅拌机转速为230r/min，搅拌并升温到170℃，再向搅拌机中加入3份马来酸二正锌基锡，3份合成植物酯，2份硬脂酸，3份邻羟基苯甲酸苯酯，1份二硫化钼，继续搅拌5min，然后将上述材料转入到混合冷却机中，加入3份偶氮二甲酰胺，搅拌均匀后造粒，将树脂颗粒冷却至30℃，得到改性基料。
(2)纹料制备：按照质量份称取聚氯乙烯40份，纳米碳酸钙4份，马来酸二正锌基锡3.5份，邻羟基苯甲酸苯酯0.7份，无机玫红色颜料15份，投入到混合搅拌机中，加热到130℃，搅拌机转速为200r/min，搅拌8分钟，然后将上述材料转入到混合冷却机中，加入3份偶氮二甲酰胺，搅拌均匀后造粒，将树脂颗粒冷却至25℃，得到纹料。
(3)铝合金门窗型材制作：将铝合金型材送入到挤压机中，由挤压机挤压成型得到门窗型材坯件，再将坯件边缘切割打磨光滑得到所需的铝合金门窗型材。
(4)包塑门窗型材制造：将改性基料和纹料按照7:1的质量比投入到混料机中，混合搅拌均匀得到共挤料，然后将共挤料送入到共挤机中，共挤机料筒温度控制为180℃左右，螺杆转速为45r/min，将共挤料填充到铝合金门窗型材附框模具的型腔中，在真空室内进行定型，真空室温度为120℃，将定型后的半成品包塑型材从真空室取出，冷却到室温，得到所需带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材。
实施例2
(1)改性基料制备：按重量分称取聚氯乙烯60份，ABS树脂15份，投入到高速搅拌机中，搅拌机转速为200r/min，搅拌并升温到170℃，再向搅拌机中加入5份马来酸二正锌基锡，2份合成植物酯，2份硬脂酸，3份邻羟基苯甲酸苯酯，1份聚四氟乙烯，继续搅拌7min，然后将上述材料转入到混合冷却机中，加入6份偶氮二甲酰胺，搅拌均匀后造粒，将树脂颗粒冷却至25℃，得到改性基料。
(2)纹料制备：按照质量份称取聚氯乙烯40份，纳米碳酸钙4份，马来酸二正锌基锡3.5份，邻羟基苯甲酸苯酯0.7份，无机橘黄色颜料20份，投入到混合搅拌机中，加热到130℃，搅拌机转速为230r/min，搅拌8分钟，然后将上述材料转入到混合冷却机中，加入2份偶氮二甲酰胺，搅拌均匀后造粒，将树脂颗粒冷却至25℃，得到纹料。
(3)铝合金门窗型材制作：将铝合金型材送入到挤压机中，由挤压机挤压成型得到门窗型材坯件，再将坯件边缘切割打磨光滑得到所需的铝合金门窗型材。
(3)包塑门窗型材制造：将改性基料和纹料按照5:1的质量比投入到混料机中，混合搅拌均匀得到共挤料，然后将共挤料送入到共挤机中，共挤机料筒温度控制为160℃，螺杆转速为45r/min，将共挤料填充到铝合金门窗型材附框模具的型腔中，在真空室内进行定型，真空室温度为100℃，将定型后的半成品包塑型材从真空室取出，冷却到室温，得到所需带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材。
实施例3
(1)改性基料制备：按重量分称取聚氯乙烯57份，ABS树脂18份，投入到高速搅拌机中，搅拌机转速为210r/min，搅拌并升温到175℃，再向搅拌机中加入4份马来酸二正锌基锡，2.5份合成植物酯，2.4份硬脂酸，2份邻羟基苯甲酸苯酯，1.2份二硫化钼，继续搅拌6min，然后将上述材料转入到混合冷却机中，加入4份偶氮二甲酰胺，搅拌均匀后造粒，将树脂颗粒冷却至25-30℃，得到改性基料。
(2)纹料制备：按照质量份称取聚氯乙烯35份，纳米碳酸钙4.5份，马来酸二正锌基锡3份，邻羟基苯甲酸苯酯0.8份，无机靛青色颜料18份，投入到混合搅拌机中，加热到140℃，搅拌机转速为220r/min，搅拌9分钟，然后将上述材料转入到混合冷却机中，加入2.5份偶氮二甲酰胺，搅拌均匀后造粒，将树脂颗粒冷却至23℃，得到纹料。
(3)铝合金门窗型材制作：将铝合金型材送入到挤压机中，由挤压机挤压成型得到门窗型材坯件，再将坯件边缘切割打磨光滑得到所需的铝合金门窗型材。
(3)包塑门窗型材制造：将改性基料和纹料按照6:1的质量比投入到混料机中，混合搅拌均匀得到共挤料，然后将共挤料送入到共挤机中，共挤机料筒温度控制为175℃，螺杆转速为44r/min，将共挤料填充到铝合金门窗型材附框模具的型腔中，在真空室内进行定型，真空室温度为115℃，将定型后的半成品包塑型材从真空室取出，冷却到室温，得到所需带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材。
实施例4
(1)改性基料制备：按重量分称取聚氯乙烯59份，ABS树脂17份，投入到高速搅拌机中，搅拌机转速为225r/min，搅拌并升温到177℃，再向搅拌机中加入5份马来酸二正锌基锡，2.5份合成植物酯，2份硬脂酸，1份邻羟基苯甲酸苯酯，1份聚四氟乙烯，继续搅拌5min，然后将上述材料转入到混合冷却机中，加入5份偶氮二甲酰胺，搅拌均匀后造粒，将树脂颗粒冷却至28℃，得到改性基料。
(2)纹料制备：按照质量份称取聚氯乙烯33份，纳米碳酸钙4份，马来酸二正锌基锡3.5份，邻羟基苯甲酸苯酯0.8份，无机黑色颜料18份，投入到混合搅拌机中，加热到145℃，搅拌机转速为220r/min，搅拌9分钟，然后将上述材料转入到混合冷却机中，加入2份偶氮二甲酰胺，搅拌均匀后造粒，将树脂颗粒冷却至25℃，得到纹料。
(3)铝合金门窗型材制作：将铝合金型材送入到挤压机中，由挤压机挤压成型得到门窗型材坯件，再将坯件边缘切割打磨光滑得到所需的铝合金门窗型材。
(3)包塑门窗型材制造：将改性基料和纹料按照5:1的质量比投入到混料机中，混合搅拌均匀得到共挤料，然后将共挤料送入到共挤机中，共挤机料筒温度控制为180℃，螺杆转速为41r/min，将共挤料填充到铝合金门窗型材附框模具的型腔中，在真空室内进行定型，真空室温度为110℃，将定型后的半成品包塑型材从真空室取出，冷却到室温，得到所需带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材。
性能测试
根据国家标准GBT-8814-2005《门窗用未增塑聚氯乙烯(PVC-U)型材》要求，对本实施例的老化时间和主型材落锤冲击性能进行实验测试，以及对主型材的壁厚进行分类，试验方法参见标该准文件内容，其中三个指标的分类标准如下：
表1：老化时间分类
项目 M类 S类
老化试验时间/h 4000 6000
表2：主型材在-10℃时落锤冲击分类
项目 Ⅰ类 Ⅱ类
落锤质量/g 1000 1000
落锤高度/mm 1000 1500
表3：主型材壁厚分类
项目 A类 B类 C类
可视面 ≥2.8 ≥2.5 不规定
非可视面 ≥2.5 ≥2.0 不规定
产品标记为1-2-3，其中“1”指老化时间类别，“2”指落锤冲击类别，“3”指可视面壁厚类别。
经测试本实施例各例的产品标记均为S-Ⅱ-A类，达到国家标准的最高等级，其各项物理性能完全符合要求。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材的制造方法，其特征在于：包括如下制造步骤：
（1）改性基料制备：按重量分称取聚氯乙烯55-60份，ABS树脂15-20份，投入到高速搅拌机中，搅拌机转速为200-230r/min，搅拌并升温到170-180℃，再向搅拌机中加入3-5份稳定剂，2-3份增塑剂，2-3份润滑剂，1-3份紫外线吸收剂，1-1.5份抗老化剂，继续搅拌5-7min，然后将上述材料转入到混合冷却机中，加入3-6份发泡剂，搅拌均匀后造粒，将树脂颗粒冷却至25-30℃，得到改性基料；
（2）纹料制备： 按照质量份称取聚氯乙烯30-40份，填充剂4-5份，稳定剂2.5-3.5份，紫外线吸收剂0.7-0.9份，颜料15-20份，投入到混合搅拌机中，加热到130-150℃，搅拌机转速为200-230r/min，搅拌8-10分钟，然后将上述材料转入到混合冷却机中，加入2-3份发泡剂，搅拌均匀后造粒，将树脂颗粒冷却至20-25℃，得到纹料；
（3）铝合金门窗型材制作：将铝合金型材送入到挤压机中，由挤压机挤压成型得到门窗型材坯件，再将坯件边缘切割打磨光滑得到所需的铝合金门窗型材；
（4）包塑门窗型材制造：将改性基料和纹料按照5-7:1的质量比投入到混料机中，混合搅拌均匀得到共挤料，然后将共挤料送入到共挤机中，共挤机料筒温度控制在160-180℃之间，螺杆转速为40-45r/min，将共挤料填充到铝合金门窗型材附框模具的型腔中，在真空室内进行定型，真空室温度为100-120℃，将定型后的半成品包塑型材从真空室取出，冷却到室温，得到所需带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材。
2.根据权利要求1所述的一种带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材的制造方法，其特征在于：步骤（1）和（2）所述稳定剂为马来酸二正锌基锡。
3.根据权利要求1所述的一种带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材的制造方法，其特征在于：步骤（1）所述增塑剂为合成植物酯。
4.根据权利要求1所述的一种带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材的制造方法，其特征在于：步骤（1）所述润滑剂为硬脂酸。
5.根据权利要求1所述的一种带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材的制造方法，其特征在于：步骤（1）和（2）所述紫外线吸收剂为邻羟基苯甲酸苯酯。
6.根据权利要求1所述的一种带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材的制造方法，其特征在于：步骤（1）所述抗老化剂为二硫化钼或聚四氟乙烯。
7.根据权利要求1所述的一种带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材的制造方法，其特征在于：步骤（1）和（2）所述发泡剂均为偶氮二甲酰胺。
8.根据权利要求1所述的一种带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材的制造方法，其特征在于：步骤（2）所述填充剂为纳米碳酸钙。
9.根据权利要求1所述的一种带纹理抗老化铝合金包塑门窗型材的制造方法，其特征在于：步骤（2）所述颜料为无机玫红色颜料、无机橘黄色颜料、无机靛青色颜料和无机黑色颜料中的一种。
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