一种门窗用耐高温隔热条材料及其制备方法

技术领域

本发明属于隔热型材加工技术领域，具体涉及一种门窗用耐高温隔热条材料及其制备方法。

背景技术

在最近十年来，随着技术与材料的引进，国内铝合金隔热型材也得到了快速发展，2004年，制定隔热型材强制性国家标准GB/T5237.6-2004《铝合金建筑型材隔热型材》规范隔热型材的市场秩序，2009年，制定隔热条国家标准GB/T23615.1-2009《铝合金建筑型材用辅助材料第1部分聚酰胺隔热条》规定了铝合金型材相协调的隔热条性能，铸造了隔热型材行业本质性的飞跃发展。但是现今市面上的隔热型材的耐高温性能较为一般，从很大程度上限制了其推广应用。

目前，如申请号为：CN202011013632.3公开了一种耐高温、高强度尼龙隔热条及其制造方法。本发明公开了一种耐高温、高强度尼龙隔热条及其制造方法，包括以下质量比成份：100～110份尼龙66、30～35份改性尼龙66、10～15份尼龙6、15～20份可聚合形成环氧树脂的单体、1～3份聚合催化剂、5～8份记忆合金粉末、3～5份氧化锆纳米粉末、20～25份聚乙烯、3～5份炭黑、8～12份增容剂；改性尼龙66中包含的经过偶联剂改性处理的玻璃纤维能够提高隔热条的抗拉性能，隔热条的耐高温性能和强度高，改性尼龙66的横向、纵向拉伸力均能够得到有效保证，通过添加可聚合形成环氧树脂的单体、聚合催化剂、记忆合金粉末、氧化锆纳米粉末、聚乙烯和炭黑，隔热条在具有高强度的前提下还具备优良的自愈能力。

上述发明通过对玻璃纤维进行改性处理后提高了隔热条的抗拉性能，但是其耐高温性能并不显著，在推广应用时存在很大的局限性。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，本发明的第一目的在于提供一种门窗用耐高温隔热条材料，以解决上述技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：：

一种门窗用耐高温隔热条材料，由如下重量份组分组成：

聚酰胺6650～60份、异戊橡胶7～10份、松香6～9份、环氧树脂6～10份、玻璃纤维4～8份、纤维素晶须2～3份、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须4～6份、丙烯酸型相容剂2～3份、茶多酚0.7～0.9份、抗坏血酸棕榈酸酯0.3～0.5份、三聚磷酸钠0.2～0.6份、焦磷酸钠0.8～0.88份、酞酸酯偶联剂2～4份、纳米氧化锌0.5～0.9份、添加剂5～9份。

优选的，由如下重量份组分组成：

聚酰胺6655份、异戊橡胶8.5份、松香6～9份、环氧树脂8份、玻璃纤维6份、纤维素晶须2.5份、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须5份、丙烯酸型相容剂2.5份、茶多酚0.8份、抗坏血酸棕榈酸酯0.4份、三聚磷酸钠0.4份、焦磷酸钠0.84份、酞酸酯偶联剂3份、纳米氧化锌0.7份、添加剂7份。

进一步地，所述添加剂的制备，包括如下步骤：

1)将碳酸镧和植物纤维按照重量比为1:10～14共同至于超微粉碎机内进行粉碎处理，完成后取出混合粉末备用；

2)将步骤1)中所得的混合粉末置于电晕放电仪内进行电晕处理，完成后取出混合粉末备用；

3)将步骤2)中所得的混合粉末和处理剂按照重量比为1:20～30共同置于分散缸内分散均匀即可。

进一步地，步骤2)中所述的电晕处理时控制电压为10～14kV，电晕处理的时间为50～70s。

进一步地，步骤3)中所述的处理剂中各成分及对应重量百分比为：吐温2020～24％、富里酸6～9％、乙二胺2～4％、硅烷偶联剂7～10％，余量为去离子水。

进一步地，步骤3)中所述的分散处理时控制转速为1200～1600rpm。

通过采用上述技术方案，将碳酸镧和植物纤维按照合适的比例共同置于超微粉碎机内进行粉碎处理，速度快可低温粉碎，得到粒径分布均匀的超细粉，同时很大程度上增加了微粉的比表面积，使吸附性、溶解性等亦相应增大。并且超微粉碎是在封闭系统下进行，既避免了微粉污染周围环境，又可防止空气中的灰尘污染产品，将得到的超微混合粉末置于电晕放电仪内进行电晕处理，通过放电，在混合粉末的表面形成低温等离子区，从而提高混合粉末的表面张力，改善其表面润湿性，同时还会在混合粉末的表面产生微凹的密集空穴，提高混合粉末的比表面积，将此时的混合粉末与处理剂共同进行分散处理，处理剂中的有效成分会均匀分散到混合粉末的内部，，从而进一步改善其表面润湿性以及粘合性，防止成品制备时由于无机成分与聚合物之间存在的界面效应而导致成品性能差的现象。

本发明的第二目的在于提供一种门窗用耐高温隔热条材料的制备方法，其包括如下步骤：

(1)原料称取：

按对应重量份称取下列原料备用：聚酰胺66、异戊橡胶、松香、环氧树脂、玻璃纤维、纤维素晶须、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须、丙烯酸型相容剂、茶多酚、抗坏血酸棕榈酸酯、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、酞酸酯偶联剂、纳米氧化锌、添加剂；

(2)连续闪爆处理：

将步骤(1)中称取的所有原料混匀后置于连续式螺杆闪爆机内进行连续闪爆处理，完成后取出闪爆产物备用；

(3)高压均质融合：

将步骤(2)中所得的闪爆产物置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，处理10～16min，得到均质产物备用；

(4)挤出成型：

将步骤(3)中所得的均质产物置于模具内进行挤塑成型即可。

进一步地，步骤(2)中所述的闪爆处理的次数为10～14次，控制连续式螺杆闪爆机内的湿度为70～80％。

进一步地，步骤(3)中所述的高压均质处理时控制工作压力为70～90MPa。

通过采用上述技术方案，将所得的添加剂与聚酰胺、异戊橡胶、松香等按照合适的比例进行混合，混匀后进行连续闪爆处理，通过控制闪爆处理的次数，利用蒸汽压的作用改变原料的物理结构，降低部分原料的聚合程度，削弱甚至完全消除原料之间的界面效应，然后在高压条件下进行均质融合，进一步细化，均质化，最后进行挤出成型即可。

本发明相比现有技术具有以下优点：

通过本申请方法制备的隔热条符合GB/T 23615.1-2009的要求，且在高温条件下仍然具有很高的抗拉强度，应用范围广泛。

具体实施方式

为了对本发明做更进一步的解释，下面结合下述具体实施例进行阐述。

实施例1

一种门窗用耐高温隔热条材料，由如下重量份组分组成：

聚酰胺6650份、异戊橡胶7份、松香6～9份、环氧树脂6份、玻璃纤维4份、纤维素晶须2份、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须4份、丙烯酸型相容剂2份、茶多酚0.7份、抗坏血酸棕榈酸酯0.3份、三聚磷酸钠0.2份、焦磷酸钠0.8份、酞酸酯偶联剂2份、纳米氧化锌0.5份、添加剂5份。

其中，添加剂的制备，包括如下步骤：

1)将碳酸镧和植物纤维按照重量比为1:10共同至于超微粉碎机内进行粉碎处理，完成后取出混合粉末备用；

2)将步骤1)中所得的混合粉末置于电晕放电仪内进行电晕处理，控制电压为10kV，电晕处理的时间为50s，完成后取出混合粉末备用；

3)将步骤2)中所得的混合粉末和处理剂按照重量比为1:20共同置于分散缸内分散均匀即可，其中处理剂中各成分及对应重量百分比为：吐温2020％、富里酸6％、乙二胺2％、硅烷偶联剂7％，余量为去离子水。

一种门窗用耐高温隔热条材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)原料称取：

按对应重量份称取下列原料备用：聚酰胺66、异戊橡胶、松香、环氧树脂、玻璃纤维、纤维素晶须、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须、丙烯酸型相容剂、茶多酚、抗坏血酸棕榈酸酯、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、酞酸酯偶联剂、纳米氧化锌、添加剂；

(2)连续闪爆处理：

将步骤(1)中称取的所有原料混匀后置于连续式螺杆闪爆机内进行连续闪爆处理，闪爆处理的次数为10次，控制连续式螺杆闪爆机内的湿度为70％，完成后取出闪爆产物备用；

(3)高压均质融合：

将步骤(2)中所得的闪爆产物置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为70MPa，处理10min，得到均质产物备用；

(4)挤出成型：

将步骤(3)中所得的均质产物置于模具内进行挤塑成型即可。

实施例2

一种门窗用耐高温隔热条材料，由如下重量份组分组成：

聚酰胺6655份、异戊橡胶8.5份、松香7.5份、环氧树脂8份、玻璃纤维6份、纤维素晶须2.5份、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须5份、丙烯酸型相容剂2.5份、茶多酚0.8份、抗坏血酸棕榈酸酯0.4份、三聚磷酸钠0.4份、焦磷酸钠0.84份、酞酸酯偶联剂3份、纳米氧化锌0.7份、添加剂7份。

其中，添加剂的制备，包括如下步骤：

1)将碳酸镧和植物纤维按照重量比为1:12共同至于超微粉碎机内进行粉碎处理，完成后取出混合粉末备用；

2)将步骤1)中所得的混合粉末置于电晕放电仪内进行电晕处理，控制电压为12kV，电晕处理的时间为60s，完成后取出混合粉末备用；

3)将步骤2)中所得的混合粉末和处理剂按照重量比为1:25共同置于分散缸内分散均匀即可，其中处理剂中各成分及对应重量百分比为：吐温2022％、富里酸7.5％、乙二胺3％、硅烷偶联剂8.5％，余量为去离子水。

一种门窗用耐高温隔热条材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)原料称取：

按对应重量份称取下列原料备用：聚酰胺66、异戊橡胶、松香、环氧树脂、玻璃纤维、纤维素晶须、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须、丙烯酸型相容剂、茶多酚、抗坏血酸棕榈酸酯、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、酞酸酯偶联剂、纳米氧化锌、添加剂；

(2)连续闪爆处理：

将步骤(1)中称取的所有原料混匀后置于连续式螺杆闪爆机内进行连续闪爆处理，闪爆处理的次数为12次，控制连续式螺杆闪爆机内的湿度为75％，完成后取出闪爆产物备用；

(3)高压均质融合：

将步骤(2)中所得的闪爆产物置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为80MPa，处理13min，得到均质产物备用；

(4)挤出成型：

将步骤(3)中所得的均质产物置于模具内进行挤塑成型即可。

实施例3

一种门窗用耐高温隔热条材料，由如下重量份组分组成：

聚酰胺6660份、异戊橡胶10份、松香9份、环氧树脂10份、玻璃纤维8份、纤维素晶须3份、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须6份、丙烯酸型相容剂3份、茶多酚0.9份、抗坏血酸棕榈酸酯0.5份、三聚磷酸钠0.6份、焦磷酸钠0.88份、酞酸酯偶联剂4份、纳米氧化锌0.9份、添加剂9份。

其中，添加剂的制备，包括如下步骤：

1)将碳酸镧和植物纤维按照重量比为1:14共同至于超微粉碎机内进行粉碎处理，完成后取出混合粉末备用；

2)将步骤1)中所得的混合粉末置于电晕放电仪内进行电晕处理，控制电压为14kV，电晕处理的时间为70s，完成后取出混合粉末备用；

3)将步骤2)中所得的混合粉末和处理剂按照重量比为1:30共同置于分散缸内分散均匀即可，其中处理剂中各成分及对应重量百分比为：吐温2024％、富里酸9％、乙二胺4％、硅烷偶联剂10％，余量为去离子水。

一种门窗用耐高温隔热条材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)原料称取：

按对应重量份称取下列原料备用：聚酰胺66、异戊橡胶、松香、环氧树脂、玻璃纤维、纤维素晶须、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须、丙烯酸型相容剂、茶多酚、抗坏血酸棕榈酸酯、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、酞酸酯偶联剂、纳米氧化锌、添加剂；

(2)连续闪爆处理：

将步骤(1)中称取的所有原料混匀后置于连续式螺杆闪爆机内进行连续闪爆处理，闪爆处理的次数为14次，控制连续式螺杆闪爆机内的湿度为80％，完成后取出闪爆产物备用；

(3)高压均质融合：

将步骤(2)中所得的闪爆产物置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为90MPa，处理16min，得到均质产物备用；

(4)挤出成型：

将步骤(3)中所得的均质产物置于模具内进行挤塑成型即可。

实施例4

一种门窗用耐高温隔热条材料，由如下重量份组分组成：

聚酰胺6655份、异戊橡胶8.5份、松香7.5份、环氧树脂8份、玻璃纤维6份、纤维素晶须2.5份、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须5份、丙烯酸型相容剂2.5份、茶多酚0.8份、抗坏血酸棕榈酸酯0.4份、三聚磷酸钠0.4份、焦磷酸钠0.84份、酞酸酯偶联剂3份、纳米氧化锌0.7份、添加剂7份。

其中，添加剂的制备，包括如下步骤：

1)将碳酸镧和植物纤维按照重量比为1:12共同至于超微粉碎机内进行粉碎处理，完成后取出混合粉末备用；

2)将步骤1)中所得的混合粉末和处理剂按照重量比为1:25共同置于分散缸内分散均匀即可，其中处理剂中各成分及对应重量百分比为：吐温2022％、富里酸7.5％、乙二胺3％、硅烷偶联剂8.5％，余量为去离子水。

一种门窗用耐高温隔热条材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)原料称取：

按对应重量份称取下列原料备用：聚酰胺66、异戊橡胶、松香、环氧树脂、玻璃纤维、纤维素晶须、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须、丙烯酸型相容剂、茶多酚、抗坏血酸棕榈酸酯、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、酞酸酯偶联剂、纳米氧化锌、添加剂；

(2)连续闪爆处理：

将步骤(1)中称取的所有原料混匀后置于连续式螺杆闪爆机内进行连续闪爆处理，闪爆处理的次数为12次，控制连续式螺杆闪爆机内的湿度为75％，完成后取出闪爆产物备用；

(3)高压均质融合：

将步骤(2)中所得的闪爆产物置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为80MPa，处理13min，得到均质产物备用；

(4)挤出成型：

将步骤(3)中所得的均质产物置于模具内进行挤塑成型即可。

实施例5

一种门窗用耐高温隔热条材料，由如下重量份组分组成：

聚酰胺6655份、异戊橡胶8.5份、松香7.5份、环氧树脂8份、玻璃纤维6份、纤维素晶须2.5份、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须5份、丙烯酸型相容剂2.5份、茶多酚0.8份、抗坏血酸棕榈酸酯0.4份、三聚磷酸钠0.4份、焦磷酸钠0.84份、酞酸酯偶联剂3份、纳米氧化锌0.7份。

一种门窗用耐高温隔热条材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)原料称取：

按对应重量份称取下列原料备用：聚酰胺66、异戊橡胶、松香、环氧树脂、玻璃纤维、纤维素晶须、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须、丙烯酸型相容剂、茶多酚、抗坏血酸棕榈酸酯、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、酞酸酯偶联剂、纳米氧化锌、添加剂；

(2)连续闪爆处理：

将步骤(1)中称取的所有原料混匀后置于连续式螺杆闪爆机内进行连续闪爆处理，闪爆处理的次数为12次，控制连续式螺杆闪爆机内的湿度为75％，完成后取出闪爆产物备用；

(3)高压均质融合：

将步骤(2)中所得的闪爆产物置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为80MPa，处理13min，得到均质产物备用；

(4)挤出成型：

将步骤(3)中所得的均质产物置于模具内进行挤塑成型即可。

实施例6

一种门窗用耐高温隔热条材料，由如下重量份组分组成：

聚酰胺6655份、异戊橡胶8.5份、松香7.5份、环氧树脂8份、玻璃纤维6份、纤维素晶须2.5份、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须5份、丙烯酸型相容剂2.5份、茶多酚0.8份、抗坏血酸棕榈酸酯0.4份、三聚磷酸钠0.4份、焦磷酸钠0.84份、酞酸酯偶联剂3份、纳米氧化锌0.7份、添加剂7份；

添加剂的制备，包括如下步骤：

1)将碳酸镧和植物纤维按照重量比为1:12共同至于超微粉碎机内进行粉碎处理，完成后取出混合粉末备用；

2)将步骤1)中所得的混合粉末置于电晕放电仪内进行电晕处理，控制电压为12kV，电晕处理的时间为60s，完成后取出混合粉末备用；

3)将步骤2)中所得的混合粉末和处理剂按照重量比为1:25共同置于分散缸内分散均匀即可，其中处理剂中各成分及对应重量百分比为：吐温2022％、富里酸7.5％、乙二胺3％、硅烷偶联剂8.5％，余量为去离子水。

一种门窗用耐高温隔热条材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)原料称取：

按对应重量份称取下列原料备用：聚酰胺66、异戊橡胶、松香、环氧树脂、玻璃纤维、纤维素晶须、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须、丙烯酸型相容剂、茶多酚、抗坏血酸棕榈酸酯、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、酞酸酯偶联剂、纳米氧化锌、添加剂；

(2)高压均质融合：

将步骤(1)中称取的所有原料置于微射流高压均质机内进行高压均质处理，控制工作压力为80MPa，处理13min，得到均质产物备用；

(3)挤出成型：

将步骤(2)中所得的均质产物置于模具内进行挤塑成型即可。

实施例7

一种门窗用耐高温隔热条材料，由如下重量份组分组成：

聚酰胺6655份、异戊橡胶8.5份、松香7.5份、环氧树脂8份、玻璃纤维6份、纤维素晶须2.5份、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须5份、丙烯酸型相容剂2.5份、茶多酚0.8份、抗坏血酸棕榈酸酯0.4份、三聚磷酸钠0.4份、焦磷酸钠0.84份、酞酸酯偶联剂3份、纳米氧化锌0.7份、添加剂7份；

添加剂的制备，包括如下步骤：

1)将碳酸镧和植物纤维按照重量比为1:12共同至于超微粉碎机内进行粉碎处理，完成后取出混合粉末备用；

2)将步骤1)中所得的混合粉末置于电晕放电仪内进行电晕处理，控制电压为12kV，电晕处理的时间为60s，完成后取出混合粉末备用；

3)将步骤2)中所得的混合粉末和处理剂按照重量比为1:25共同置于分散缸内分散均匀即可，其中处理剂中各成分及对应重量百分比为：吐温2022％、富里酸7.5％、乙二胺3％、硅烷偶联剂8.5％，余量为去离子水。

一种门窗用耐高温隔热条材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)原料称取：

按对应重量份称取下列原料备用：聚酰胺66、异戊橡胶、松香、环氧树脂、玻璃纤维、纤维素晶须、聚丙烯酸丁酯-苯乙烯晶须、丙烯酸型相容剂、茶多酚、抗坏血酸棕榈酸酯、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、酞酸酯偶联剂、纳米氧化锌、添加剂；

(2)连续闪爆处理：

将步骤(1)中称取的所有原料混匀后置于连续式螺杆闪爆机内进行连续闪爆处理，闪爆处理的次数为12次，控制连续式螺杆闪爆机内的湿度为75％，完成后取出闪爆产物备用；

(3)挤出成型：

将步骤(2)中所得的闪爆产物置于模具内进行挤塑成型即可。

对照组申请号为：CN202011013632.3公开的一种耐高温、高强度尼龙隔热条及其制造方法。具体参照该发明具体实施方式中实施例二的方法。

为了对本申请技术效果，分别用上述实施例2、实施例4～7以及对照组的方法对应制备隔热条，然后按照GB/T 23615.1-2009《铝合金建筑型材用辅助材料第1部分聚酰胺隔热条》要求进行室温、高温、低温横向拉伸，室温纵向拉伸试验。

具体试验对比数据如下表1所示：

表1

由上表1可以看出，通过本申请方法制备的隔热条符合GB/T 23615.1-2009的要求，且在高温条件下仍然具有很高的抗拉强度，应用范围广泛。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。