一种隔热铝合金门窗用材料及其制备方法与流程

本发明涉及铝合金门窗领域，特别是涉及一种隔热铝合金门窗用材料及其制备方法。

背景技术：
节能环保问题在全球受到越来越广泛的关注和重视，已在社会发展中占有至关重要的位置。随着人们对环保节能意识的不断增强，许多先进的节能产品以及节能工艺已经逐渐运用于人们的日常生活当中，其中就包括门窗型材领域。现有高档的铝合金节能门窗，其主要由铝合金型材和外置的隔热条连接组成，且为了门窗的美观性，还通常还需要在隔热条的裸露面喷涂氟碳漆。不仅工艺复杂，然而，喷涂氟碳漆后，隔热条裸露面容易出现粉裂；同时，随着门窗的使用，隔热条裸露面还易发生喷漆层脱落，以及因吸水出现水泡等问题，进而影响了门窗的性能及正常使用。

技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是提供一种隔热铝合金门窗用材料及其制备方法，能够从本质上解决现有隔热铝合金门窗存在的上述问题。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种隔热铝合金门窗用材料，包括：铝合金本体和隔热条，所述铝合金本体的内部为空腔结构，所述隔热条内置在所述铝合金本体的空腔中；所述铝合金本体为稀土掺杂复合铝合金。在本发明一个较佳实施例中，所述稀土掺杂复合铝合金中稀土的掺杂量为铝合金质量的6～15%。在本发明一个较佳实施例中，所述稀土掺杂复合铝合金中稀土的掺杂量为铝合金质量的10%。在本发明一个较佳实施例中，所述隔热条为玻璃纤维增强聚氯乙烯复合材料，其厚度为所述铝合金本体厚度为1/4～1/3，宽度为所述铝合金本体宽度的1/3～1/2。为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种隔热铝合金门窗用材料的制备方法，包括如下步骤：（1）制备稀土掺杂复合铝合金：以稀土碳酸盐、氧化铝和助熔剂为原料，在一定配比下，经热还原反应，得到稀土掺杂复合铝合金液；（2）制备铸锭：将步骤（1）中得到的稀土掺杂复合铝合金液倒入结晶器内，冷却制备成至少两个一侧带与所述隔热条尺寸相吻合的凹槽结构的铸锭；（3）组装：将步骤（2）制备的铸锭与隔热条按照铸锭、隔热条、铸锭的顺序，且两铸锭凹槽侧朝向隔热条的方向组合在一起；（4）挤压成型：将步骤（3）中组装后的铸锭和隔热条置于挤压机模具内，在一定的工艺下挤压成型，得到所述隔热铝合金门窗用材料粗品；（5）表面处理：将步骤（4）中挤压成型的隔热铝合金门窗用材料粗品经表面处理，得到成品隔热铝合金门窗用材料。在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述稀土碳酸盐、氧化铝和助熔剂的质量比为6～15：100：20～30。在本发明一个较佳实施例中，所述助熔剂为冰晶石。在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（1）中，所述热还原反应的温度为900～1200℃；时间为2～3h。在本发明一个较佳实施例中，所述步骤（4）中，所述挤压工艺为：温度350～600℃，压力30～50MPa，速度30～100m/min。本发明的有益效果是：本发明一种隔热铝合金门窗用材料及其制备方法，通过科学合理的掺杂改性和结构设计，获得了具有本质隔热性能的铝合金门窗用材料，是一体式隔热材料，其用于铝合金门窗领域，一方面可以有效改善隔热性能，另一方面，无需再在铝合金外使用隔热条及进行喷涂工艺，简化了隔热铝合金门窗的加工工艺。附图说明图1是本发明一种隔热铝合金门窗用材料组装后的结构示意图；图2是本发明一种隔热铝合金门窗用材料挤压成型后的结构示意图；附图中各部件的标记如下：1.铝合金本体，2.隔热条。具体实施方式下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图1和图2，本发明实施例包括：实施例1一种隔热铝合金门窗用材料，包括：铝合金本体1和隔热条2，所述铝合金本体1的内部为空腔结构，所述隔热条2内置在所述铝合金本体1的空腔中，具体地，所述隔热条2为玻璃纤维增强聚氯乙烯复合材料，其厚度为铝合金本体1厚度为1/4，宽度为铝合金本体1宽度的1/3。所述铝合金本体1为稀土掺杂复合铝合金，其中，稀土的掺杂量为铝合金质量的6%。上述隔热铝合金门窗用材料的制备方法，包括如下步骤：（1）制备稀土掺杂复合铝合金：以质量比为6：100：20的稀土碳酸盐、氧化铝和助熔剂冰晶石为原料，先将稀土碳酸盐和冰晶石混合并置入热还原炉内，加热升温是冰晶石熔融，然后持续搅拌至熔融液温度为900℃，加热配方量的氧化铝，并使冰晶石熔融液全部覆盖氧化铝，经恒温热还原反应3h，形成铝-稀土合金，得到所述稀土掺杂复合铝合金液；（2）制备铸锭：将步骤（1）中得到的稀土掺杂复合铝合金液倒入结晶器内，在水冷条件下制备成至少两个一侧带与所述隔热条尺寸相吻合的凹槽结构的铸锭；（3）组装：将步骤（2）制备的铸锭与隔热条按照铸锭、隔热条、铸锭的顺序，且两铸锭凹槽侧朝向隔热条的方向组合在一起；（4）挤压成型：将步骤（3）中组装后的铸锭和隔热条置于挤压机模具内，先在400℃下预热铸锭，再在350℃下，以50MPa的压力，30m/min的速度挤压，得到粗品隔热铝合金门窗用材料；（5）表面处理：将步骤（4）中挤压成型的隔热铝合金门窗用材料粗品经表面处理，得到成品隔热铝合金门窗用材料。实施例2一种隔热铝合金门窗用材料，包括：铝合金本体1和隔热条2，所述铝合金本体1的内部为空腔结构，所述隔热条2内置在所述铝合金本体1的空腔中，具体地，所述隔热条2为玻璃纤维增强聚氯乙烯复合材料，其厚度为铝合金本体1厚度为1/3，宽度为铝合金本体1宽度的1/2。所述铝合金本体1为稀土掺杂复合铝合金，其中，稀土的掺杂量为铝合金质量的15%。上述隔热铝合金门窗用材料的制备方法，包括如下步骤：（1）制备稀土掺杂复合铝合金：以质量比为15：100：30的稀土碳酸盐、氧化铝和助熔剂冰晶石为原料，先将稀土碳酸盐和冰晶石混合并置入热还原炉内，加热升温是冰晶石熔融，然后持续搅拌至熔融液温度为1200℃，加热配方量的氧化铝，并使冰晶石熔融液全部覆盖氧化铝，经恒温热还原反应2h，形成铝-稀土合金，得到所述稀土掺杂复合铝合金液；（2）制备铸锭：将步骤（1）中得到的稀土掺杂复合铝合金液倒入结晶器内，在水冷条件下制备成至少两个一侧带与所述隔热条尺寸相吻合的凹槽结构的铸锭；（3）组装：将步骤（2）制备的铸锭与隔热条按照铸锭、隔热条、铸锭的顺序，且两铸锭凹槽侧朝向隔热条的方向组合在一起；（4）挤压成型：将步骤（3）中组装后的铸锭和隔热条置于挤压机模具内，先在600℃下预热铸锭，再在450℃下，以30MPa的压力，100m/min的速度挤压，得到粗品隔热铝合金门窗用材料；（5）表面处理：将步骤（4）中挤压成型的隔热铝合金门窗用材料粗品经表面处理，得到成品隔热铝合金门窗用材料。实施例3与实施例1的区别在于，所述稀土的掺杂量为铝合金质量的10%，且稀土碳酸盐、氧化铝和助熔剂冰晶石的质量比为10：100：25。上述方法通过对铝合金进行稀土掺杂改性，从本质上改善铝合金的隔热性能；通过铝合金型材的结构设计（内置隔热条），进一步提高隔热效果。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。