[发明专利]一种纤维增强聚氨酯复合材料门窗型材及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种门窗型材，具体的涉及一种纤维增强聚氨酯复合材料门窗型材。

背景技术：

随着人们生活水平的提高，以及国际节能减排的提出，各种节能环保型门窗的需求已日益增加。原有门窗材料，如铝合金、不锈钢等门窗，其传热系数高，导致其保温性能差，节能效果差，且抗冲击性能差。玻璃纤维复合材料门窗的传热系数虽然低一些，但是玻璃纤维复合门窗型材的抗冲击性能和抗老化性能一般。

中国专利(201410011086.8)公开了一种玄武岩纤维增强聚氨酯复合材料门窗型材，包括玄武岩纤维，聚氨酯树脂，聚丙烯酸丁酯、骨炭、碳酸钙，四水硼酸二钠，8-羟基喹啉铜，聚异戊二烯，三聚磷酸铝，聚二甲基硅氧烷，麦饭石粉和改性助剂，其抗冲击性和耐老化性能比玻璃纤维复合材料门窗型材强，但是玄武岩纤维成本比较高。

发明内容：

本发明的目的是提供一种纤维增强聚氨酯复合材料门窗型材，其保温隔音效果好，耐热性能佳，硬度高，力学性能好，抗老化性能好，其原料成本低，制备方法也比较简单，可以广泛应用装饰材料领域。

本发明的另一个目的是提供该门窗型材的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种纤维增强聚氨酯复合材料门窗型材，以重量份计，包括以下组分：

聚氨酯树脂20-40份，累托石10-20份，

椰壳纤维10-15份，棕纤维8-15份，

聚碳酸酯5-10份，亚磷酸酯2-6份，

羟基硬脂酸1-5份，硅烷偶联剂2-5份，

麦饭石粉3-6份，硼酸钠5-8份，

纳米碳酸钙2-3份，润滑剂4-6.5份，稳定剂3-5份。

作为上述技术方案的优选，一种纤维增强聚氨酯复合材料门窗型材，以重量份计，包括以下组分：

聚氨酯树脂38份，累托石20份，

椰壳纤维15份，棕纤维12份，

聚碳酸酯8份，亚磷酸酯4份，

羟基硬脂酸3.5份，硅烷偶联剂3份，

麦饭石粉5.5份，硼酸钠7份，

纳米碳酸钙2.5份，润滑剂4份，稳定剂4.5份。

作为上述技术方案的优选，所述累托石的粒径大小为200-500目。

作为上述技术方案的优选，所述椰壳纤维的长度为1-5μm，所述棕纤维的长度为2-3μm。

作为上述技术方案的优选，所述硅烷偶联剂为KH560、KH570的混合物，二者体积为2:3。

作为上述技术方案的优选，所述麦饭石粉的粒径大小为50-80nm。

作为上述技术方案的优选，所述润滑剂为氯化石蜡、聚乙烯蜡、褐煤酯蜡中的一种或多种混合。

作为上述技术方案的优选，所述稳定剂为硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸铅的混合物，三者质量比为3:3:1。

一种纤维增强聚氨酯复合材料门窗型材的制备方法，包括以下步骤：

(1)聚氨酯树脂、聚碳酸酯、亚磷酸酯和羟基硬脂酸加入到高速捏合机中，在100-120℃下捏合5-10min，继续加入累托石、椰壳纤维、棕纤维、麦饭石粉、纳米碳酸钙和硼酸钠，继续捏合2-5min，然后加入硅烷偶联剂、润滑剂和稳定剂，继续捏合10-20min，得到混合物料；

(2)将步骤(1)得到的混合物料转移至冷辊混合机中，在40-50℃下，搅拌20-50min，得到预混料；

(3)将步骤(2)得到的预混料加入到双螺杆挤出机中，挤出成型，并经冷却真空定型、牵引，定长切割，得到纤维增强聚氨酯复合材料门窗型材。

作为上述技术方案的优选，所述挤出成型的工艺参数为：主螺杆转速15-20r/min；加料螺杆转速36.5-40r/min；扭矩60％-65％；熔体温度192-195℃；挤出真空度7-10Kpa；熔体压力30.0-31.5MPa；牵引速度3.16-3.21r/min；机筒温度：一区168-172℃，二区166-173℃，三区162-166℃，四区162-166℃，五区157-162℃，六区157-162℃；连接体温度162-173℃；模头温度：一区186-196℃，二区187-195℃，三区190-200℃，四区190-200℃。

本发明具有以下有益效果：

本发明采用椰壳纤维、累托石、棕纤维对聚氨酯树脂进行改性，累托石具有较高的耐热性能，分散性好，易粘结成形，而且具备良好的紫外线阻隔能力，对短波长光线或射线的吸收阻隔效果显著，棕纤维不仅具有良好的弹性而且具有优异的抗菌能力，其可以有效提高门窗型材的抗冲击性能和抗菌性；