[发明专利]热绝缘的结构元件，以及包括这些结构元件的门和窗户

说明书

背景技术

聚(亚芳基醚)树脂与聚酰胺树脂共混以提供具有多种有益性质的组合物，所述性质例如耐热性、耐化学性、抗冲强度、水解稳定性、和尺寸稳定性。

玻璃纤维填充的聚(亚芳基醚)-聚酰胺共混物已经用于模塑结合到门和窗户框中的绝缘材料以便于降低它们的热导率。参见，例如，Ensinger等人的美国专利5,727,356，和Tschech等人的美国专利申请公开US 2006/0234034A1。这些绝缘材料提供以下方面的显著改善：它们所结合到的门和窗户的能量效率。但是，仍需要门和窗户的热导率的进一步降低，以及用减少量的聚(亚芳基醚)和聚酰胺达到这种热导率降低的方法。

发明内容

一种实施方式是用于门或窗户的热绝缘结构元件，包括：包含金属的框架；和至少部分由所述框架包封的绝缘杆；其中所述绝缘杆包括包含以下组分的热塑性组合物：约55至约95wt%的增容的聚酰胺-聚(亚芳基醚)组合物，和约5至约45wt%的空心玻璃珠，其中所述空心玻璃珠具有约20至约60微米的体积平均直径；约0.3至约0.5克每毫升的真实密度，和约30至约60兆帕的等压抗碎强度(isostatic crush strength)；其中热塑性组合物包含少于5wt%的纤维增强材料。

另一种实施方式是包括热绝缘结构元件的窗户。

另一种实施方式是包括热绝缘结构元件的门。

另一种实施方式是降低用于门或窗户的热绝缘结构元件的热导率的方法，包括：将包含热塑性组合物的绝缘杆至少部分包封在金属框架中，所述热塑性组合物包含约55至约95wt%的增容的聚酰胺-聚(亚芳基醚)组合物，和约5至约45wt%的空心玻璃珠，其中所述空心玻璃珠具有约20至约60微米的体积平均直径；约0.3至约0.5克每毫升的真实密度，和约30至约60兆帕的等压抗碎强度；其中热塑性组合物包含少于5wt%的纤维增强材料。

这些和其它实施方式在以下详细描述。

附图说明

现在提及附图，其中在几个图中相同的要素具有相同的标记：

图1是热绝缘结构元件截面的图。

图2是包括热绝缘结构元件的双面上光的(double-glazed)窗户一部分的横截面图。

图3是包括热绝缘结构元件的门的一部分的横截面图。

图4是S38HS和S38XHS空心玻璃珠的粒度分布图。

图5包括由以下制备的模塑部件截面的透射电子显微镜图：(a)不含空心玻璃珠的对比例1和(b)实施例5，具有名义上20wt%的S38XHS空心玻璃珠；各图像中的椭圆形状对应于聚(亚芳基醚)分散相的颗粒(玻璃珠在图5(b)中不可见，因为各玻璃珠远比图像的场大)。

图6包括在550°C炭化之后粒料截面的扫描电子显微镜图；样品的变化在于空心玻璃珠的类型，其中图像(a)对应于结合S60HS空心玻璃珠的样品，图像(b)对应于结合S38XHS空心玻璃珠的样品，以及图像(c)对应于结合K25空心玻璃珠的样品。

图7包括在550°C炭化之后模塑部件截面的扫描电子显微镜图；样品的变化在于空心玻璃珠的类型，其中图像(a)对应于结合S60HS空心玻璃珠的样品，图像(b)对应于结合S38XHS空心玻璃珠的样品，以及图像(c)对应于结合K25空心玻璃珠的样品。

具体实施方式

本发明人已经发现，门、窗户、和其它建筑部件的结构元件的热导率可以通过在结构元件绝缘杆的金属框架中结合包含具有特定直径、密度、和抗碎强度的空心玻璃珠的聚(亚芳基醚)-聚酰胺共混物而显著降低。因此，一种实施方式是用于门或窗户的热绝缘结构元件，包括：包含金属的框架；和至少部分由所述框架包封的绝缘杆；其中绝缘杆包括包含以下组分的热塑性组合物：约55至约95wt%的增容的聚酰胺-聚(亚芳基醚)组合物，和约5至约45wt%的空心玻璃珠，其中空心玻璃珠的体积平均直径为约20至约60微米；真实密度为约0.3至约0.5克每毫升，和等压抗碎强度为约30至约60兆帕；其中热塑性组合物包含少于5wt%的纤维增强材料。

图1是包括框架2和多个绝缘杆3的结构元件1的截面图。

一种实施方式是包括热绝缘结构元件的窗户。图2是双面上光的窗户4的一部分的横截面图，该部分包括框架2、多个绝缘杆3、和两个玻璃窗格5。

一种实施方式是包括热绝缘结构元件的门。图3是门6的一部分的横截面图，该部分包括框架2，多个绝缘杆3，和门板7。