专利名称：铝木塑复合门窗的制备方法
技术领域：
本发明涉及的是建筑构件领域中的节能门窗，特别涉及一种铝木塑复合门窗的制备方法。
背景技术：
门窗是建筑围护结构的重要组成部分，同样也是围护结构保温、隔热和节能的薄弱环节。随着我国经济的迅速发展，人们对室内环境的舒适度不断提高，对门窗保温隔热性能也不断提出更高要求。木材本身具有很好的热阻性能，但由于传统木门窗制作工艺简陋，导致木门窗耐久性和密封较差，保温节能性能不好。随着铝合金门窗与PVC塑料门窗的兴起，木门窗的市场占有量不断缩小。近年来，随着制作工艺的不断提高，木门窗的发展又迎来了新的机遇。木质门窗带给我们的自然与温馨是其它材质无法比拟的，它的天然性、装饰性和可加工性也是人们长期以来所追求的。因此，木门窗在中高档门窗领域一直占有一席之地。其中如铝包木门窗， 纯木门窗，木铝复合门窗等。木材虽为可再生资源，但木材资源的过度开采从未停止，原材料短缺是限制木门窗发展的一大障碍，要求不断开发新的替代材料。木塑材料凭借其各方面优异的性能，是一种可以很好的取代木材的材料。木塑材料通过塑料与植物纤维粉复合，在满足市场对木材需求的同时，解决了废旧塑料处理困难、 天植物纤维资源浪费的问题。由于缺乏完整的回收渠道以及环保意识的淡薄，更是由于没有成熟可靠的技术， 废旧塑料的回收处理再利用成为我国环保事业的一大难题。并且随着广大农民地区生活水平的提高，作为燃料的植物纤维已被电、天然气所取代。大量植物纤维别焚烧处理，不仅造成资源的极大浪费，更是给周边环境造成严重损害。木塑材料的开发和使用，可以有效地解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种低成本的铝木塑复合门窗的制备方法。为了解决上述技术问题，本发明提供一种铝木塑复合门窗的制备方法，包括与铝合金型材相连的门窗主体；铝合金型材起到骨架的作用；门窗主体使用材料为木塑复合材料，门窗主体的制备方法依次进行如下步骤I)、配料门窗主体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、I % 5 %的植物纤维粉表面处理剂、I % 5 %的润滑剂和I % 5 %的增韧剂；2)、将植物纤维粉先于100 110°C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°C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°C，挤出机的机头压力为10 15MPa ；5)、将步骤4)得到的毛坯料加工成能与铝合金型材相匹配的门窗主体。作为本发明的铝木塑复合门窗的制备方法的改进步骤I)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、糠皮粉或秸杆纤维粉；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。作为本发明的铝木塑复合门窗的制备方法的进一步改进步骤2)中搅拌的转速为600 1000r/min。步骤3)中以600 IOOOrpm的搅拌转速进行均匀混合。在本发明步骤I)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°C，挤出机的机头压力为15MPa。本发明的步骤5)为常规方式，即，将毛坯料按照常规铝包木门窗设计加工，从而得能与铝合金型材相匹配的门窗主体。最后，将该门窗主体与铝合金型材进行装配，制作门窗成品。本发明的铝木塑复合门窗的制备方法，采用木塑材料制作门窗框材、扇料的主体部分，取代铝包木门窗中的木材。在本发明中，门窗主体大量采用再生树脂(为包含再生聚丙烯、再生聚乙烯的聚烯烃树脂)，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。使用回收塑料和天然植物纤维材料，环保且无污染。本发明门窗主体的主要成分为再生树脂和植物纤维粉，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(即再生树脂)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(将植物纤维废料粉碎制成植物纤维粉)，减少固体废弃物排放量。本发明完全符合国家十二五规划中关于节能减排的要求。本发明具有以下优点废弃物的循环再生利用门窗主体采用再生聚丙烯和/或再生聚乙烯作为基材， 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。无污染门窗主体在生产、使用和燃烧的过程中，都不会产生对人体有害物质。材料来源丰富、成本低廉门窗主体以再生树脂为基材，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。本发明制作的铝木塑复合门窗，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第六级；
水密性能为国标GB/T 7106-2008第三级；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。
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I是本发明的一种铝木塑复合门窗的截面图；其中I为铝合金型材，2为门窗主体。
具体实施例方式实施例I、一种铝木塑复合门窗的制备方法，包括与铝合金型材I相连的门窗主体 2，铝合金型材I起到骨架的作用；门窗主体2的制备步骤如下I)、配料门窗主体2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、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°C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°C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的转速下均勻搅拌混合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°C，挤出机的机头压力为15MPa ；5)、将得到的毛坯料按照常规的铝包木门窗的设计加工方法，制成能与铝合金型材I相匹配的门窗主体2。最后，将门窗主体2与铝合金型材I进行装配，制作铝木塑复合门窗的成品。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1.5m3/ (m · h)，为国标 GB/T 7106-2008 第六级；水密性能300Pa，为国标GB/T 7106-2008第三级；保温性能2. 5ff/ (m2 · k)(导热系数)，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、将实施例I中的门窗主体2的毛坯料改成常规的木材，其余同实施例
I;即在门窗主体2的整体大小结构均一致的前提下，对该铝木塑复合门窗进行检测，其各项性能如下抗风压性能4500Pa，为国标GB/T 7106-2008第八级；气密性能1.2m3/ (m · h)，为国标 GB/T 7106-2008 第六级；水密性能340Pa，为国标GB/T 7106-2008第三级；
保温性能2.Iff/ (m2 · k)，为国标 GB/T 8484-2008 第六级；隔声性能35dB，为国标GB/T 8485-2008第三级。由上述对比可知，本发明制作的铝木塑复合门窗与高档铝包木门窗相比，其各项性能略有下降或与之持平，本发明的优点在于在满足国家相应标准的同时，降低门窗制作成本。对比例1-2、将实施例I中的门窗主体2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)、I %的马来酸酐、I %的聚酯蜡、3%三元乙丙橡胶颗粒(粒径为3 5mm)。其余同实施例I ;即在门窗的整体大小结构均一致的前提下， 对该铝木塑复合门窗进行检测，其各项性能如下抗风压性能4150Pa，为国标GB/T 7106-2008第七级；气密性能1.5m3/ (m · h)，为国标 GB/T 7106-2008 第六级；水密性能300Pa，为国标GB/T 7106-2008第三级；保温性能2.8ff/ (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I中的门窗主体2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)、I %的马来酸酐、I %的聚酯蜡、3%三元乙丙橡胶颗粒(粒径为3 5mm)。其余同实施例I ;即在门窗的整体大小结构均一致的前提下， 对该铝木塑复合门窗进行检测，其各项性能如下抗风压性能3700Pa，为国标GB/T 7106-2008第六级；气密性能1.5m3/(m · h)，为国标 GB/T 7106-2008 第六级；水密性能300Pa，为国标GB/T 7106-2008第三级；保温性能2.5ff/ (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，改变门窗主体2配料中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。提高再生聚丙烯含量，导致产品保温性能下降、且制作成本提高；降低再生聚丙烯含量，导致产品抗风压性能下降，稳定性减弱；而保温性能并没有提高。综合考虑，本发明的配料组分为最佳配比。实施例2、一种招木塑复合门窗的制备方法,包括与招合金型材I相连的门窗主体 2，铝合金型材I起到骨架的作用；门窗主体2的制备步骤如下I)、配料:门窗主体2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)、I %的马来酸酐、I %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°C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°C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的转速下均勻搅拌混合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°C，挤出机的机头压力为15MPa ；5)、将得到的毛坯料按照常规的铝包木门窗的设计加工方法，制成能与铝合金型材I相匹配的门窗主体2。最后，将门窗主体2与铝合金型材I进行装配，制作铝木塑复合门窗的成品。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1.5m3/ (m · h)，为国标 GB/T 7106-2008 第六级；水密性能300Pa，为国标GB/T 7106-2008第三级；保温性能2.4ff/ (m2 · k)，为国标 GB/T 8484-2008 第六级；隔声性能35dB，为国标GB/T 8485-2008第三级。对比例2-1、将实施例2中的门窗主体2的毛坯料改成常规的木材，其余同实施例
2;即在门窗主体2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4500Pa，为国标GB/T 7106-2008第八级；气密性能1.2m3/ (m · h)，为国标 GB/T 7106-2008 第六级；水密性能340Pa，为国标GB/T 7106-2008第三级；保温性能2.Iff/ (m2 · k)，为国标 GB/T 8484-2008 第六级；隔声性能35dB，为国标GB/T 8485-2008第三级。对比可知，本发明制作的铝木塑复合门窗与高档铝包木门窗相比，其各项性能略有下降或与之持平，满足国家相应标准的同时，降低了门窗制作成本。对比例2-2、将实施例2中的门窗主体2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)、I %的马来酸酐、I %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1.5m3/(m · h)，为国标 GB/T 7106-2008 第六级；水密性能300Pa，为国标GB/T 7106-2008第三级；保温性能2.8ff/ (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中的门窗主体2配料组成改为40%的再生聚乙烯(粒径为3 5mm)、55%的植物纤维粉(过60目的筛)、I %的马来酸酐、I %的聚酯蜡、3%的三元乙丙橡胶颗粒(粒径为3 5_);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3800Pa，为国标GB/T 7106-2008第六级；气密性能1.5m3/(m · h)，为国标 GB/T 7106-2008 第六级；水密性能300Pa，为国标GB/T 7106-2008第三级；保温性能2.4ff/ (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、对比例2-3可知，改变门窗主体2配料中的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，虽然抗风压性能有略微的增加，但是导致产品保温性能下降、制作成本提高；降低再生聚乙烯的含量，不但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善。综合考虑，本发明的配料组分为最佳配比。实施例3、一种铝木塑复合门窗的制备方法，包括与铝合金型材I相连的门窗主体 2，铝合金型材I起到骨架的作用；门窗主体2的制备步骤如下I)、配料:门窗主体2由以下质量含量的成分组成25%的再生聚乙烯(粒径为3 5mm)、 25%的再生聚丙烯(粒径为3 5mm)，45%的植物纤维粉(过60目的筛)、I %的马来酸酐、
I%的聚酯腊、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°C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°C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的转速下均勻搅拌混合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°C，挤出机的机头压力为15MPa ；5)、将得到的毛坯料按照常规的铝包木门窗的设计加工方法，制成能与铝合金型材I相匹配的门窗主体2。最后，将门窗主体2与铝合金型材I进行装配，制作铝木塑复合门窗的成品。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1.5m3/ (m · h)，为国标 GB/T 7106-2008 第六级；水密性能300Pa，为国标GB/T 7106-2008第三级；保温性能2.3ff/ (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。
权利要求
1.铝木塑复合门窗的制备方法，包括与铝合金型材相连的门窗主体；所述铝合金型材起到骨架的作用；其特征是所述门窗主体的制备方法依次进行如下步骤1)、配料所述门窗主体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、I % 5 %的植物纤维粉表面处理剂、I % 5 %的润滑剂和I % 5 %的增韧剂；2)、将植物纤维粉先于100 110°C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°C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°C，挤出机的机头压力为10 15MPa ；5)、将步骤4)得到的毛坯料加工成能与铝合金型材相匹配的门窗主体。
2.根据权利要求I所述的铝木塑复合门窗的制备方法，其特征是所述步骤I)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、糠皮粉或秸杆纤维粉；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。
全文摘要
本发明公开了一种铝木塑复合门窗的制备方法，包括与铝合金型材相连的门窗主体；铝合金型材起到骨架的作用；门窗主体的制备方法依次进行如下步骤配料门窗主体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；将毛坯料加工成能与铝合金型材相匹配的门窗主体。采用本发明的方法制备铝木塑复合门窗具有低成本的特点。
文档编号C08L23/16GK102601953SQ20121004024
公开日2012年7月25日 申请日期2012年2月22日 优先权日2012年2月22日
发明者杨庭贵, 杨辉, 杨闯, 郭兴忠 申请人:浙江大学