本发明属于建筑材料领域，具体涉及一种节能环保复合门窗型材及其制备方法。
背景技术：
我国社会总能耗的40％来自建筑能耗，而建筑能耗中又有50％是通过门窗流失的，可以说门窗已成为我国建筑节能重要组成部分。但目前门窗普遍存在强度低、保温隔热效果差、不耐热和环保效果差的问题。
因此，大力发展强度高、耐热且节能环保的门窗成为目前最迫切需要解决的问题。
技术实现要素：
为了解决现有复合门窗型材存在着强度低、保温隔热效果差、不耐热和环保效果差的问题，本发明的目的是提供一种节能环保复合门窗型材及其制备方法，制得的节能环保复合门窗型材具有着强度高、保温隔热效果好、耐热和环保效果好优点。
本发明提供了如下的技术方案：
一种节能环保复合门窗型材，包括以下重量份的原料：乙烯基树脂50-60份、卤代不饱和聚酯35-45份、玻璃纤维毡22-36份、金属纤维13-31份、陶瓷纤维12-18份、竹炭粉15-21份、纳米二氧化钛9-17份、气凝胶23-35份、酚醛泡沫13-23份、聚酰胺纤维11-15份、阻燃剂0.2-0.6份、偶联剂0.3-0.5份、抗氧化剂0.3-0.7份和流动改性剂0.2-0.4份。
原料中添加了金属纤维，金属纤维具有弹性好、耐磨和耐高温的特点。
原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有质轻、耐高温和导热率低的特点。
原料中添加了竹炭，竹炭为疏松多孔结构，其分子细密多孔，质地坚硬，具有很强的吸附能力，能够净化空气、消除异味、抑菌驱虫和呼吸调湿。
原料中添加了纳米级二氧化钛，纳米级二氧化钛具有杀菌、防污、除臭、无毒和性能稳定的特点，此外在紫外线的作用下，纳米级二氧化钛会被激活，生成具有高催化活性的游离基，具有很强的光氧化还原能力，可催化、光解附着于材料表面的各种甲醛等有机物，达到净化空气的效果，因此应用该原料的复合门窗型材达到了环保的目的。
原料中添加了酚醛泡沫，酚醛泡沫是一种难燃、防火低烟的保温材料。
原料中添加了聚酰胺纤维，聚酰胺纤维具有无毒、质轻、强度高、耐磨和耐腐蚀的特点。
优选地，包括以下重量份的原料：乙烯基树脂55份、卤代不饱和聚酯40份、玻璃纤维毡29份、金属纤维22份、陶瓷纤维15份、竹炭粉18份、纳米二氧化钛13份、气凝胶29份、酚醛泡沫18份、聚酰胺纤维13份、阻燃剂0.4份、偶联剂0.4份、抗氧化剂0.5份和流动改性剂0.3份。
优选地，所述竹炭粉的粒径为400目，竹炭粉作为细骨料，细小的粒径可以更好地与其他原料混合，达到提高复合门窗型材的强度和环保性能的目的。
优选地，所述阻燃剂为有机磷类阻燃剂，有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更稳定的交联状固体物质或碳化层，碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
优选地，所述偶联剂为硅烷偶联剂，能够降低合成树脂熔体的粘度，改善树脂与填料的界面性能。
优选地，所述抗氧化剂为聚羟基对苯二甲酸锌，能够防止或延缓复合门窗型材氧化。
优选地，所述流动改性剂为改性乙撑双脂肪酸酰亚胺，提高复合门窗型材原料的流变性。
一种节能环保复合门窗型材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照节能环保复合门窗型材原料的重量份数称取原料；
(2)采用溶胶-凝胶法制备气凝胶，在气凝胶形成前将玻璃纤维毡浸入，经老化、改性、溶剂置换、干燥得到气凝胶玻璃纤维毡；
(3)将步骤(2)得到的气凝胶玻璃纤维毡、乙烯基树脂、卤代不饱和聚酯、金属纤维、陶瓷纤维、竹炭粉、纳米二氧化钛、酚醛泡沫、聚酰胺纤维、阻燃剂、偶联剂、抗氧化剂和流动改性剂混合均匀，再拉挤成型，制备出节能环保复合门窗型材。
本发明的有益效果是：
1、本发明研制出的节能环保复合门窗型材，解决了现有复合门窗型材存在着强度低、保温隔热效果差、不耐热和环保效果差的问题。
2、本发明的原料中添加了金属纤维，金属纤维具有弹性好、耐磨和耐高温的特点。
3、本发明的原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有质轻、耐高温和导热率低的特点。
4、本发明的原料中添加了竹炭，竹炭为疏松多孔结构，其分子细密多孔，质地坚硬，具有很强的吸附能力，能够净化空气、消除异味、抑菌驱虫和呼吸调湿。
5、本发明的原料中添加了纳米级二氧化钛，纳米级二氧化钛具有杀菌、防污、除臭、无毒和性能稳定的特点，此外在紫外线的作用下，纳米级二氧化钛会被激活，生成具有高催化活性的游离基，具有很强的光氧化还原能力，可催化、光解附着于材料表面的各种甲醛等有机物，达到净化空气的效果，因此应用该原料的复合门窗型材达到了环保的目的。
6、本发明的原料中添加了酚醛泡沫，酚醛泡沫是一种难燃、防火低烟的保温材料。
7、本发明的原料中添加了聚酰胺纤维，聚酰胺纤维具有无毒、质轻、强度高、耐磨和耐腐蚀的特点。
8、本发明中所述竹炭粉的粒径为400目，竹炭粉作为细骨料，细小的粒径可以更好地与其他原料混合，达到提高复合门窗型材的强度和环保性能的目的。
9、本发明中所述阻燃剂为有机磷类阻燃剂，有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更稳定的交联状固体物质或碳化层，碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
10、本发明中所述偶联剂为硅烷偶联剂，能够降低合成树脂熔体的粘度，改善树脂与填料的界面性能。
11、本发明中所述抗氧化剂为聚羟基对苯二甲酸锌，能够防止或延缓复合门窗型材氧化。
12、本发明中所述流动改性剂为改性乙撑双脂肪酸酰亚胺，提高复合门窗型材原料的流变性。
具体实施方式
实施例1
一种节能环保复合门窗型材，包括以下重量份的原料：乙烯基树脂55份、卤代不饱和聚酯40份、玻璃纤维毡29份、金属纤维22份、陶瓷纤维15份、竹炭粉18份、纳米二氧化钛13份、气凝胶29份、酚醛泡沫18份、聚酰胺纤维13份、阻燃剂0.4份、偶联剂0.4份、抗氧化剂0.5份和流动改性剂0.3份。
原料中添加了金属纤维，金属纤维具有弹性好、耐磨和耐高温的特点。
原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有质轻、耐高温和导热率低的特点。
原料中添加了竹炭，竹炭为疏松多孔结构，其分子细密多孔，质地坚硬，具有很强的吸附能力，能够净化空气、消除异味、抑菌驱虫和呼吸调湿。
原料中添加了纳米级二氧化钛，纳米级二氧化钛具有杀菌、防污、除臭、无毒和性能稳定的特点，此外在紫外线的作用下，纳米级二氧化钛会被激活，生成具有高催化活性的游离基，具有很强的光氧化还原能力，可催化、光解附着于材料表面的各种甲醛等有机物，达到净化空气的效果，因此应用该原料的复合门窗型材达到了环保的目的。
原料中添加了酚醛泡沫，酚醛泡沫是一种难燃、防火低烟的保温材料。
原料中添加了聚酰胺纤维，聚酰胺纤维具有无毒、质轻、强度高、耐磨和耐腐蚀的特点。
竹炭粉的粒径为400目，竹炭粉作为细骨料，细小的粒径可以更好地与其他原料混合，达到提高复合门窗型材的强度和环保性能的目的。
阻燃剂为有机磷类阻燃剂，有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更稳定的交联状固体物质或碳化层，碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
偶联剂为硅烷偶联剂，能够降低合成树脂熔体的粘度，改善树脂与填料的界面性能。
抗氧化剂为聚羟基对苯二甲酸锌，能够防止或延缓复合门窗型材氧化。
流动改性剂为改性乙撑双脂肪酸酰亚胺，提高复合门窗型材原料的流变性。
一种节能环保复合门窗型材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照节能环保复合门窗型材原料的重量份数称取原料；
(2)采用溶胶-凝胶法制备气凝胶，在气凝胶形成前将玻璃纤维毡浸入，经老化、改性、溶剂置换、干燥得到气凝胶玻璃纤维毡；
(3)将步骤(2)得到的气凝胶玻璃纤维毡、乙烯基树脂、卤代不饱和聚酯、金属纤维、陶瓷纤维、竹炭粉、纳米二氧化钛、酚醛泡沫、聚酰胺纤维、阻燃剂、偶联剂、抗氧化剂和流动改性剂混合均匀，再拉挤成型，制备出节能环保复合门窗型材。
实施例2
一种节能环保复合门窗型材，包括以下重量份的原料：乙烯基树脂50份、卤代不饱和聚酯35份、玻璃纤维毡22份、金属纤维13份、陶瓷纤维12份、竹炭粉15份、纳米二氧化钛9份、气凝胶23份、酚醛泡沫13份、聚酰胺纤维11份、阻燃剂0.2份、偶联剂0.3份、抗氧化剂0.3份和流动改性剂0.2份。
原料中添加了金属纤维，金属纤维具有弹性好、耐磨和耐高温的特点。
原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有质轻、耐高温和导热率低的特点。
原料中添加了竹炭，竹炭为疏松多孔结构，其分子细密多孔，质地坚硬，具有很强的吸附能力，能够净化空气、消除异味、抑菌驱虫和呼吸调湿。
原料中添加了纳米级二氧化钛，纳米级二氧化钛具有杀菌、防污、除臭、无毒和性能稳定的特点，此外在紫外线的作用下，纳米级二氧化钛会被激活，生成具有高催化活性的游离基，具有很强的光氧化还原能力，可催化、光解附着于材料表面的各种甲醛等有机物，达到净化空气的效果，因此应用该原料的复合门窗型材达到了环保的目的。
原料中添加了酚醛泡沫，酚醛泡沫是一种难燃、防火低烟的保温材料。
原料中添加了聚酰胺纤维，聚酰胺纤维具有无毒、质轻、强度高、耐磨和耐腐蚀的特点。
竹炭粉的粒径为400目，竹炭粉作为细骨料，细小的粒径可以更好地与其他原料混合，达到提高复合门窗型材的强度和环保性能的目的。
阻燃剂为有机磷类阻燃剂，有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更稳定的交联状固体物质或碳化层，碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
偶联剂为硅烷偶联剂，能够降低合成树脂熔体的粘度，改善树脂与填料的界面性能。
抗氧化剂为聚羟基对苯二甲酸锌，能够防止或延缓复合门窗型材氧化。
流动改性剂为改性乙撑双脂肪酸酰亚胺，提高复合门窗型材原料的流变性。
一种节能环保复合门窗型材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照节能环保复合门窗型材原料的重量份数称取原料；
(2)采用溶胶-凝胶法制备气凝胶，在气凝胶形成前将玻璃纤维毡浸入，经老化、改性、溶剂置换、干燥得到气凝胶玻璃纤维毡；
(3)将步骤(2)得到的气凝胶玻璃纤维毡、乙烯基树脂、卤代不饱和聚酯、金属纤维、陶瓷纤维、竹炭粉、纳米二氧化钛、酚醛泡沫、聚酰胺纤维、阻燃剂、偶联剂、抗氧化剂和流动改性剂混合均匀，再拉挤成型，制备出节能环保复合门窗型材。
实施例3
一种节能环保复合门窗型材，包括以下重量份的原料：乙烯基树脂60份、卤代不饱和聚酯45份、玻璃纤维毡36份、金属纤维31份、陶瓷纤维18份、竹炭粉21份、纳米二氧化钛17份、气凝胶35份、酚醛泡沫23份、聚酰胺纤维15份、阻燃剂0.6份、偶联剂0.5份、抗氧化剂0.7份和流动改性剂0.4份。
原料中添加了金属纤维，金属纤维具有弹性好、耐磨和耐高温的特点。
原料中添加了陶瓷纤维，陶瓷纤维是一种纤维状轻质耐火材料，具有质轻、耐高温和导热率低的特点。
原料中添加了竹炭，竹炭为疏松多孔结构，其分子细密多孔，质地坚硬，具有很强的吸附能力，能够净化空气、消除异味、抑菌驱虫和呼吸调湿。
原料中添加了纳米级二氧化钛，纳米级二氧化钛具有杀菌、防污、除臭、无毒和性能稳定的特点，此外在紫外线的作用下，纳米级二氧化钛会被激活，生成具有高催化活性的游离基，具有很强的光氧化还原能力，可催化、光解附着于材料表面的各种甲醛等有机物，达到净化空气的效果，因此应用该原料的复合门窗型材达到了环保的目的。
原料中添加了酚醛泡沫，酚醛泡沫是一种难燃、防火低烟的保温材料。
原料中添加了聚酰胺纤维，聚酰胺纤维具有无毒、质轻、强度高、耐磨和耐腐蚀的特点。
竹炭粉的粒径为400目，竹炭粉作为细骨料，细小的粒径可以更好地与其他原料混合，达到提高复合门窗型材的强度和环保性能的目的。
阻燃剂为有机磷类阻燃剂，有机磷类阻燃剂受热时能产生结构更稳定的交联状固体物质或碳化层，碳化层的形成一方面能阻止聚合物进一步热解，另一方面能阻止内部的热分解产生物进入气相参与燃烧过程。
偶联剂为硅烷偶联剂，能够降低合成树脂熔体的粘度，改善树脂与填料的界面性能。
抗氧化剂为聚羟基对苯二甲酸锌，能够防止或延缓复合门窗型材氧化。
流动改性剂为改性乙撑双脂肪酸酰亚胺，提高复合门窗型材原料的流变性。
一种节能环保复合门窗型材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照节能环保复合门窗型材原料的重量份数称取原料；
(2)采用溶胶-凝胶法制备气凝胶，在气凝胶形成前将玻璃纤维毡浸入，经老化、改性、溶剂置换、干燥得到气凝胶玻璃纤维毡；
(3)将步骤(2)得到的气凝胶玻璃纤维毡、乙烯基树脂、卤代不饱和聚酯、金属纤维、陶瓷纤维、竹炭粉、纳米二氧化钛、酚醛泡沫、聚酰胺纤维、阻燃剂、偶联剂、抗氧化剂和流动改性剂混合均匀，再拉挤成型，制备出节能环保复合门窗型材。
对比例1
一种复合门窗型材，包括以下重量份的原料：邻苯型不饱和聚酯45份、间苯型不饱和聚酯45份、玻璃纤维毡33份、玻璃纤维增强材料15份和气凝胶16份。
玻璃纤维增强材料为无捻纱和连续毡。
一种复合门窗型材的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照复合门窗型材原料的重量份数称取原料；
(2)采用溶胶-凝胶法制备气凝胶，在气凝胶形成前将玻璃纤维毡浸入，经老化、改性、溶剂置换、干燥得到气凝胶玻璃纤维毡；
(3)将步骤(2)得到的气凝胶玻璃纤维毡、邻苯型不饱和聚酯、间苯型不饱和聚和玻璃纤维增强材料混合均匀，再拉挤成型，制备出复合门窗型材。
将实施例1、实施例2和实施例3制得的节能环保复合门窗型材与对比例1制得的复合门窗型材中进行性能测试，测试结果如表1所示：
从表1数据比较可以看出，本发明的优点是：
1、从测得的节能环保复合门窗型材抗压强度值可以看出，实施例1-3的抗压强度值均高于对比例1，说明本发明的节能环保复合门窗型材的抗压强度高。
2、从测得的节能环保复合门窗型材抗拉强度值可以看出，实施例1-3的抗拉强度值均高于对比例1，说明本发明的节能环保复合门窗型材的抗拉强度高。
3、从测得的节能环保复合门窗型材的导热系数可以看出，实施例1-3的导热系数均低于对比例1，说明本发明的节能环保复合门窗型材的保温效果好。
4、从测得的节能环保复合门窗型材的甲醛净化率可以看出，实施例1-3的甲醛净化率均高于对比例1，说明本发明的节能环保复合门窗型材的环保性好。
5、从测得的节能环保复合门窗型材的热变形温度和耐火极限值可以看出，实施例1-3的热变形温度和耐火极限值均高于对比例1，说明本发明的节能环保复合门窗型材的耐热效果好。
6、从测得的节能环保复合门窗型材在各个项目的数据可以看出，实施例1均优于实施例2、实施例3和对比例1，说明本发明的节能环保复合门窗型材的原料配方和制备方法的合理性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。