专利名称：：一种用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条及其制备方法
技术领域：
：本发明涉及工程塑料生产
技术领域：
，尤其涉及一种用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条及其制备方法。
背景技术：
：为了实现节能的目的，在20世纪90年代我国铝合金门窗采用了断热冷桥技术，就是将铝合金门窗框分成三部分一外部铝合金框、内部铝合金框以及连接内外铝框的中间芯子部分，而中间芯子部分即隔热条便称为"断热冷桥"。作为铝合金门窗隔热条，要求具备优异的力学性能，尤其是横向抗拉性能，并具有高光泽度、尺寸稳定性好、耐热性能高等特性。由于玻璃纤维增强尼龙66隔热条具有优秀的力学性能、耐热性能、尺寸稳定性及耐化学腐蚀等特性，因此"断热冷桥"采用玻纤增强尼龙66塑料隔热条，能够保证铝合金门窗的气密性、水密性和抗风压能力。同时，由于玻纤增强尼龙66的导热系数小，从而起到阻隔热量传导的作用。彩色隔热条，由于其颜色多样、外形美观，可与窗体颜色完美搭配，因此是传统黑色隔热条所无法相比的。随着人们对隔热条认识的不断深入以及要求的不断提高，彩色隔热条已逐渐成为隔热条行业中一道亮丽的风景线，可更好地满足人们不同场合的使用需求。然而，由于玻纤增强尼龙66隔热条在力学性能、外观、尺寸、加工流动性等方面要求苛刻，从而增加了产品配方设计、加工工艺、模具设计上的难度。而对于玻纤增强尼龙66彩色隔热条的制造，还要处理好色母的分散问题和尼龙高温易变色的问题。目前，对于挤出级玻纤增强尼龙66彩色隔热条的生产存在着以下技术问题(1)容易出现玻纤外露现象，从而影响材料光洁度；(2)隔热型材密实度难以达到要求；(3)高低温下型材力学性能变化比较大；(4)材料挤出流动性和型材尺寸稳定性的关系；(5)尼龙66高温加工易变色，从而影响整体颜色；(6)尼龙66吸水容易变软。在以往的玻纤增强尼龙66的研究开发中，绝大部分是针对注塑成型级复合材料或是黑色挤出级玻纤增强尼龙材料进行的。如何解决玻璃纤维增强尼龙66彩色隔热条的产品配方以及生产工艺方面所存在的问题，是摆在隔热条行业面前急待解决的课题。
发明内容本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种颜色多样、性能优越、外型美观的用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条，以满足人们对隔热条色彩以及不同场合的使用需求，从而促进玻璃纤维增强尼龙隔热条的推广和使用。本发明的另一目的在于提供一种用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条的制备方法，以实现彩色隔热条简单科学的操作和规模化生产。本发明的目的通过以下技术方案予以实现本发明提供的一种用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条，由以下组分及重量份配比组成尼龙树脂100、玻璃纤维550、无机填料050、增韧剂525、偶联剂0.35、分散润滑剂0.35、抗氧化剂0.25、光稳定剂0.11、热稳定剂0.1K彩色色母粒210。其中本发明所述尼龙树脂的相对粘度为2.05.0Pa.s。所述玻璃纤维为无碱玻纤，可以是长玻纤或短玻纤，最好是短玻纤，玻纤长度为25pm。玻璃纤维在尼龙(PA)中主要起承载作用。为减少玻璃纤维和树脂基体差异对复合材料界面的影响，减少玻璃纤维表面缺陷所导致的与树脂基体不良的粘合，以充分发挥玻璃纤维的承载作用，因此有必要采用偶联剂对玻璃纤维的表面进行活化处理，以提高玻璃纤维和尼龙之间的结合力，从而提高隔热条的力学性能。本发明所述的偶联剂用于玻璃纤维的表面活化处理，偶联剂类型可为硅烷偶联剂(如Y-氨丙基三乙氧基硅烷(A-l100)、N-p-氨乙基卞氨丙基三甲基硅烷(A-l120)、KH550、KH560、KH570)、钛酸酯偶联剂(如异丙基三(硬脂酰基)钛酸酯(KHT-lOl)、异丙基三(羟基十八碳烯-9-酰基)钛酸酯(KHT-102))中的一种或几种混合物。由于尼龙的熔体粘度较高，挤出成型工艺复杂，因此分散润滑剂的选择和使用非常关键。本发明所述分散润滑剂为脂肪酸酰胺类(如双乙撑酰胺、硬脂酸酰胺、芥酸酰胺)、脂肪酸酯类(如硬脂酸丁酯、聚乙二醇油酸酯)、金属皂类(如硬脂酸钙、硬脂酸锌)、石蜡类(如石蜡、聚乙烯蜡)、有机硅氧垸类(如聚二甲基硅氧垸、聚甲基苯基硅氧烷)中的一种或几种混合物，其用量为1.02.0重量份。为提高产品的热氧稳定性和耐候性，本发明所述的抗氧剂为硫代酯类抗氧剂(如硫代二丙酸二月桂酯(DLTP)、硫代二丙酸二硬脂醇酯或硫代二丙酸二(十八酯)(DSTP))、亚磷酸酯类抗氧剂(如:亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯(PKY-168))、受阻酚类(如聚羟基对苯二甲酸锌)、酚类抗氧剂(如p-(4'-羟基-3'，5'-二叔丁基苯基)丙酸十八碳醇酯(1076)、4，4'-硫化双(2，6-二叔丁基苯酚)(4426S)、2,2，-硫化-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚(2246S)、四[(3-(3，,5'-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯(1010))中的一种或几种混合物，优选用量为0.21.0重量份。无机填料对尼龙具有不同程度的增强作用，本发明所述无机填料为空心微珠、硫酸钡、硅灰石、滑石粉、碳酸钙晶须、高岭土和云母中的一种或几种混合物，其尺寸为3002500目，具有针状、层状或片状的结构特征。与玻纤混合使用能够提供良好的产品外观，并在一定程度上保持型材的尺寸稳定性，可根据不同的产品要求选择无机填料的种类和实际用量。本发明所述增韧剂是接枝弹性体，可为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯一辛烯共聚物(POE)与马来酸酐(MA)的接枝共聚物。选取接枝弹性体作为尼龙增韧剂，能促使弹性体大分子与尼龙大分子链产生化学结合，从而提高弹性体的增韧效果。对于不同材料组合，其使用量不同。以玻纤为主要增强材料的体系中，增韧剂的用量可适当减少，最佳用量为812重量份；以无机填料为主要增强材料的体系中，增韧剂的用量要相对多一些，最佳用量为1215重量份。本发明所述的光稳定剂为受阻胺类(如双(2,2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯(GW-480)，亚磷酸三(2,2，6，6-四甲基哌啶氮氧自由基)酯(GW-544)，聚(1-羟乙基-2,2,6，6-四甲基-4-羟基哌啶)丁二酸酯(GW-622))、苯并三唑类(如:2-(2，-羟基-3，-叔丁基-5，-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑(UV-326))、二苯甲酮类(如2-羟基-4-正辛氧基二苯甲酮(UV-531))中的一种或几种混合物，优选用量为0.10.5重量份。本发明所述的热稳定剂为有机锡类(如二月桂酸二丁基锡(TJ-606)、二月桂酸二丁基锡复合物(TJ-626)、硫醇丁基锡(TJ-656)、硫醇丁基锡复合物(TJ-636))、金属皂类(如硬脂酸钡、硬脂酸铝、月桂酸钙)、稀土稳定剂(RE-120)中的一种或几种混合物，优选用量为0.10.5重量份。本发明所述彩色色母粒中的色粉的载体为尼龙66接枝PE的共聚物、尼龙66接枝PP的共聚物中的一种或两者的混合物。本发明的另一目的通过以下二种技术方案予以实现方法一上述用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条的制备方法，包括以下步骤1)用偶联剂对玻璃纤维进行预处理。2)将尼龙树脂、增韧剂、分散润滑剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、无机填料、彩色色母粒混合均匀后，放进双螺杆挤出机中，经过预处理的玻璃纤维从玻纤口加入；双螺杆挤出机各区的温度控制在240°C290°C，主机的转速为350600RPM，喂料速率为3060RPM;经双螺杆挤出机熔融共混，制得玻纤增强尼龙彩色粒料；3)把制得的彩色粒料放在烘箱里于120'C下烘46小时；4)把烘好的彩色粒料放进单螺杆挤出机中，在螺杆转速为3050RPM、各区温度为240。C29(TC的条件下熔融挤出；并通过模具定型，牵引速度为102()RPM，从而得到各种形状的玻纤增强尼龙彩色隔热条。方法二上述用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条的制备方法，包括以下步骤1)用偶联剂对玻璃纤维进行预处理。2)将尼龙树脂、增韧剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、无机填料、经过预处理的玻璃纤维混合均匀后，通过双螺杆挤出机熔融共混，双螺杆挤出机各区的温度控制在24(TC29(TC，主机的转速为300450RPM，喂料速率为5080RPM，从而制得玻纤增强尼龙粒料；3)在制得的粒料中加入彩色色母粒，混合均匀，并放在烘箱里于12(TC下烘46小时；4)在烘好的彩色粒料中加入分散润滑剂，混合均匀后，通过单螺杆挤出机在螺杆转速为3050RPM、各区温度为240'C29(TC的条件下熔融挤出；并通过模具定型，牵引速度为1220RPM，从而得到各种形状的玻纤增强尼龙彩色隔热条。本发明具有以下有益效果(1)本发明通过组成配方的选择使用，结合制备方法，解决了色母粒和填料难分散以及尼龙在加工过程中易变色的问题，不同颜色色母粒和分散润滑剂可生产各种不同颜色的门窗和幕墙隔热条，从而获得美观实用的效果，满足并扩大了客户和市场的需求。(2)特殊的偶联剂和分散润滑剂配方，最大限度地提高了玻璃纤维与尼龙基体树脂间的作用力，赋予隔热条卓越的力学性能，确保铝合金窗体之间的连接；(3)使用高效的复合抗氧化体系，具有优异的热氧稳定性和耐候性；(4)线性膨胀系数与铝型材相近，避免隔热条由于热胀冷縮作用从金属型材间脱落，保证了窗户的气密性和水密性能；(5)使用温度高，抗碱、抗弱酸、抗盐雾性能好，耐老化性好；(6)吸水率低，尺寸稳定性高，不易变形；(7)节能性能优异，可防止室内水分在型材表面的冷凝；(8)表面平滑，光洁度高。具体实施例方式下面将结合实施例对本发明作进一步的详细描述。实施例一本实施例用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条的组分及重量份配比如下尼龙66树脂相对粘度2.5&3，100份玻璃纤维无碱的长玻纤，20份无机填料空心微珠10份、云母10份增韧剂乙烯-辛烯-马来酸酐共聚物12份偶联剂Y-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷1份分散润滑剂双乙撑酰胺1.5份抗氧化剂硫代二丙酸二月桂酯0.6份光稳定剂双(2，2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯0.2份热稳定剂二月桂酸二丁基锡0.2份彩色色母粒珍珠白色色母4份本实施例用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条的制备方法，其步骤如下1)用偶联剂对玻璃纤维进行预处理。2)将上述尼龙66树脂、无机填料、增韧剂、散润滑剂、抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂、彩色色母粒混合均匀后，放进双螺杆挤出机中；经预处理的玻璃纤维从玻纤口加入；双螺杆挤出机各区的温度控制在25(TC、270°C、265°C、265°C、250°C、260°C、260°C、265°C，主机的转速为350450RPM，喂料速率为3045RPM;经双螺杆挤出机熔融共混，制得玻纤增强尼龙66彩色粒料；3)把制得的彩色粒料放在烘箱里于12(TC下烘4小时；4)把烘好的彩色粒料放进单螺杆挤出机中，在螺杆转速为3050RPM、各区温度为245。C、265°C、265°C、270°C、270°C、255°C、255°C、265。C的条件下熔融挤出；并通过模具定型，牵引速度为1620RPM，从而得到颜色稳定的各种形状的玻纤增强尼龙66彩色隔热条。实施例二本实施例彩色隔热条的组分及重量份配比，与实施例一不同之处在于-玻璃纤维为无碱的短玻纤，玻纤长度为25拜；分散润滑剂为1.0份的双乙撑酰胺和0.5份芥酸酰胺；抗氧化剂为0.2份亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯和0.4份四[p-(3，，5，-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。本实施例彩色隔热条的制备方法，其步骤如下1)用硅垸偶联剂对无碱短玻纤进行预处理。2)将上述尼龙66树脂、增韧剂、氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、无机填料、经预处理的无碱短玻纤混合均匀后，通过双螺杆挤出机熔融共混，双螺杆挤出机各区的温度控制在250。C、270°C、265°C、265°C、250°C、260°C、260°C、265°C，主机的转速为300450RPM，喂料速率为6070RPM，从而制得玻纤增强尼龙66粒料；3)在制得的粒料中加入彩色色母粒，混合均匀，并放在烘箱里于12(TC下烘4小时；4)在烘好的彩色粒料中加入分散润滑剂，混合均匀后，通过单螺杆挤出机在螺杆转速为3050RPM、各区温度为245。C、265。C、265。C、270°C、270°C、255°C、255°C、265。C的条件下熔融挤出；并通过模具定型，牵引速度为1220RPM，从而得到颜色稳定的各种形状的玻纤增强尼龙66彩色隔热条。实施例三本实施例彩色隔热条的组分及重量份配比，与实施例一不同之处在于以40重量份的无碱长玻纤做为增强体系，而不加入无机填料；增韧剂的用量为10重量份；分散润滑剂为1.5份的人造蜡；抗氧化剂为0.2份亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯和0.4份四[(3-(3，,5，-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯。本实施例彩色隔热条的制备方法，与实施例一不同之处在于材料加工时各区温度均增加35。C，造粒时主机的转速要相对加快，为450600RPM，材料成型时的牵引速度稍微下调，为1016RPM。实施例四本实施例彩色隔热条的组分及重量份配比，与实施例二不同之处在于以40份无碱短玻纤为增强体系，玻纤长度为25pm。分散润滑剂为0.8份双乙撑酰胺和0.5份芥酸酰胺。本实施例彩色隔热条的制备方法，与实施例二不同之处在于造粒时的喂料速率尽量加快，为7080RPM，前4区温度各增加5'C。实施例五本实施例彩色隔热条的组分及重量份配比，与实施例一不同之处在于无机填料为20重量份的碳酸钙晶须；增韧剂的用量为10重量份；抗氧化剂为0.2份亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯和0.4份四[|3-(3，，5，-二叔丁基-4'-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯；光稳定剂为0.2份2-(2，-羟基-3，-叔丁基-5，-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑；热稳定剂为0.2份硬脂酸钡。本实施例彩色隔热条的制备方法与实施例一基本相同，不同之处在于烘干时间为6小时。实施例六本实施例彩色隔热条的组分及重量份配比，与实施例二不同之处在于玻璃纤维的用量为30重量份；无机填料为IO重量份的碳酸钙晶须；增韧剂的用量为10重量份；热稳定剂为0.2份的稀土稳定剂；光稳定剂为0.1份2-(2'-羟基-3'-叔丁基-5，-甲基苯基)-5-氯代苯并三唑和0.1份2—羟基一4一正辛氧基二苯甲酮。本实施例彩色隔热条的制备方法，与实施例二不同之处在于造粒时的喂料速率稍微减慢，为5060RPM。实施例七本实施例彩色隔热条的组分及重量份配比，与实施例六不同之处在于无机填料为10重量份的空心微珠；分散润滑剂为0.8份双乙撑酰胺和0.5份芥酸酰胺。本实施例彩色隔热条的制备方法同实施例六。实施例八本实施例彩色隔热条的组分及重量份配比，与实施例一不同之处在于无机填料为30份空心微珠；玻璃纤维的用量为IO重量份；增韧剂用量为14份。本实施例彩色隔热条的制备方法，与实施例一不同之处在于造粒时喂料速度加快，为4560RPM。对比例本对比例彩色隔热条的组分及重量份配比，与实施例一不同之处在于采用40重量份的空心微珠作为增强体系，不加玻璃纤维；增韧剂的用量为14重量份。本实施例彩色隔热条的制备方法，与实施例一不同之处在于造粒时的主机转速和喂料速率尽量加快，分别为500700RPM和6080RPM，加工温度下降58°C。本发明隔热条产品的组份配比以及制备方法中的各工艺参数不局限于上述列举的实施例。上述各实施例的产品性能指标如表1所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>权利要求1、一种用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条，其特征在于由以下组分及重量份配比组成尼龙树脂100、玻璃纤维5～50、无机填料0～50、增韧剂5～25、偶联剂0.3～5、分散润滑剂0.3～5、抗氧化剂0.2～5、光稳定剂0.1～1、热稳定剂0.1～1、彩色色母粒2～10。2、根据权利要求1所述的用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条，其特征在于所述增韧剂为聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、三元乙丙橡胶(EPDM)、乙烯一辛烯共聚物(POE)与马来酸酐(MA)的接枝共聚物的一种或几种混合物；以玻纤为主要增强材料的体系中，增韧剂的用量为812重量份；以无机填料为主要增强材料的体系中，增韧剂的用量为1215重量份。3、根据权利要求1所述的用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条，其特征在于所述偶联剂为硅垸偶联剂类、钛酸酯偶联剂类中的一种或几种混合物。4、根据权利要求1所述的用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条，其特征在于所述分散润滑剂为脂肪酸酰胺类、脂肪酸酯类、金属皂类、石蜡类、有机硅氧烷类中的一种或几种混合物，其用量为1.02.0重量份。5、根据权利要求1所述的用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条，其特征在于:所述抗氧化剂为硫代酯类、亚磷酸酯类、受阻酚类、酚类中的一种或几种混合物，其用量为0,21.0重量份。6、根据权利要求1所述的用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条，其特征在于所述光稳定剂为受阻胺类、苯并三唑类、二苯甲酮类中的一种或几种混合物，其用量为0.10.5重量份。7、根据权利要求1所述的用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条，其特征在于所述热稳定剂为有机锡类、金属皂类、稀土稳定剂中的一种或几种混合物，其用量为0.10.5重量份。8、根据权利要求1所述的用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条，其特征在于所述彩色色母粒中的色粉的载体为尼龙66接枝PE的共聚物、尼龙66接枝PP的共聚物中的一种或两者的混合物。9、权利要求1的用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条的制备方法，其特征在于包括以下步骤1)用偶联剂对玻璃纤维进行预处理。2)将尼龙树脂、增韧剂、分散润滑剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、无机填料、彩色色母粒混合均匀后，放进双螺杆挤出机中，经过预处理的玻璃纤维从玻纤口加入;双螺杆挤出机各区的温度控制在240。C29(TC，主机的转速为350600RPM，喂料速率为3060RPM;经双螺杆挤出机熔融共混，制得玻纤增强尼龙彩色粒料；3)把制得的彩色粒料放在烘箱里于120'C下烘46小时；4)把烘好的彩色粒料放进单螺杆挤出机中，在螺杆转速为3050RPM、各区温度为240'C2卯'C的条件下熔融挤出；并通过模具定型，牵引速度为1020RPM，从而得到各种形状的玻纤增强尼龙彩色隔热条。10、权利要求1的用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条的制备方法，其特征在于包括以下步骤1)用偶联剂对玻璃纤维进行预处理。2)将尼龙树脂、增韧剂、抗氧化剂、热稳定剂、光稳定剂、无机填料、经过预处理的玻璃纤维混合均匀后，通过双螺杆挤出机熔融共混，双螺杆挤出机各区的温度控制在240°C290°C，主机的转速为300450RPM，喂料速率为5080RPM，从而制得玻纤增强尼龙粒料；3)在制得的粒料中加入彩色色母粒，混合均匀，并放在烘箱里于12(TC下烘46小时；4)在烘好的彩色粒料中加入分散润滑剂，混合均匀后，通过单螺杆挤出机在螺杆转速为3050RPM、各区温度为24(TC29(TC的条件下熔融挤出；并通过模具定型，牵引速度为1220RPM，从而得到各种形状的玻纤增强尼龙彩色隔热条。全文摘要本发明公开了一种用于铝合金门窗的玻璃纤维增强尼龙彩色隔热条，由以下组分及重量份配比组成尼龙树脂100、玻璃纤维5～50、无机填料0～50、增韧剂5～25、偶联剂0.3～5、分散润滑剂0.3～5、抗氧化剂0.2～5、光稳定剂0.1～1、热稳定剂0.1～1、彩色色母粒2～10。本发明还公开了上述彩色隔热条的制备方法。本发明解决了色母粒和填料难分散以及尼龙66在加工过程中易变色的问题，隔热条产品颜色多样、性能优越、外型美观，实现与窗体颜色完美搭配，可获得美观实用的效果，满足并扩大了客户和市场的需求，有利于玻璃纤维增强尼龙66隔热条的推广、使用和发展。文档编号B29C47/40GK101307147SQ200710030288公开日2008年11月19日申请日期2007年9月18日优先权日2007年9月18日发明者强刘,欧阳喜仁,缪明松,阮镜财,跃马申请人:佛山市南海易乐工程塑料有限公司;广州市白云化工实业有限公司