本发明涉及一种玻纤增强聚氨酯门窗型材及其制备方法，属于建筑材料技术领域。
背景技术：
近现代，随着工业革命的发展和科学技术的进步，钢、铁等金属门窗型材以其高强度的特点被人们追捧。然而，经过近百年的风雨侵蚀，如今都已锈迹斑斑，而且金属导热系数高，保温隔热效果差，对能源造成了极大的浪费。
技术实现要素：
本发明所要解决的是金属门窗型材能耗高、保温效果差的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种玻纤增强聚氨酯门窗型材，其特征在于，采用玻纤增强聚氨酯复合材料为基体，表面装饰采用水性聚氨酯双组份漆。
优选地，所述玻纤增强聚氨酯复合材料以聚氨酯树脂为基体树脂、玻璃纤维为增强材料。
优选地，所述水性聚氨酯双组份漆采用水性聚氨酯金属漆、水性聚氨酯色漆和水性聚氨酯清漆。
更优选地，所述水性聚氨酯金属漆由漆液与固化剂组成，所述漆液包括以质量百分比计的水性丙烯酸酯分散体树脂20.0～60.0％、水20.0～45.0％、分散剂0.2～4.0％、消泡剂0.3～2.0％、增稠剂0.2～5.0％、润湿剂0.2～5.0％、流平剂0.2～3.0％、消光粉0.0～10.0％及金属颜料4.0～15.0％；所述固化剂采用水性异氰酸酯。
更优选地，所述水性聚氨酯色漆由漆液与固化剂组成，所述漆液包括以质量百分比计的水性丙烯酸酯分散体树脂20.0～60.0％、水20.0～45.0％、分散剂0.2～4.0％、消泡剂0.3～2.0％、增稠剂0.2～5.0％、润湿剂0.2～5.0％、流平剂0.2～3.0％、消光粉0.0～10.0％及颜填料12.0～30.0％；所述固化剂采用水性异氰酸酯。
更优选地，所述水性聚氨酯清漆由漆液与固化剂组成，所述漆液包括以质量百分比计的水性丙烯酸酯分散体树脂20.0～60.0％、水20.0～45.0％、分散剂0.2～4.0％、消泡剂0.3～2.0％、润湿剂0.2～5.0％、流平剂0.2～3.0％及消光粉0.0～10.0wt/％；所述固化剂采用水性异氰酸酯。
更优选地，所述固化剂采用科思创bayhydur2655、bayhydurxp2547、烟台万华aquolin161或aquolin268。
更优选地，所述水性聚氨酯双组份漆采用以下制备方法制成：
步骤1)：依次加入水、分散剂、消泡剂及可选的增稠剂、颜填料、金属颜料，在1200～1500rpm条件下，分散30～60min，保证分散细度小于40微米，分散过程中粘度超过20000mpa·s时，加入树脂调整粘度；
步骤2)：在步骤1)得到的浆料中加入水性丙烯酸酯分散体树脂、润湿剂、流平剂和消光粉，以转速700～1000rpm分散10～20分钟，得到漆液；
步骤3)：喷涂前将漆液和固化剂混合，漆液中树脂含有的羟基与固化剂中异氰酸酯的摩尔比为1∶1～1.4，a组份的树脂中羟基与b组份中的异氰酸酯的摩尔数比不得低于1∶1或高于1∶1.4，否则会引起固化不完全或者漆膜气泡。混合时，转速为200rpm～500rpm搅拌，混合时间为3min～7min，混合后漆液静置5min～15min，然后进行喷涂。
更优选地，所述步骤3)中漆液中树脂含有的羟基与固化剂中异氰酸酯的摩尔比为1∶1.05～1.25。
本发明还提供了上述玻纤增强聚氨酯门窗型材的制备方法，其特征在于，将玻纤增强聚氨酯型材先用200～2000目砂纸打磨，然后使用口径为2.0mm～2.5mm的大号喷枪喷涂水性聚氨酯金属漆，漆膜厚度为0.03～0.05mm，在45～90℃条件下，干燥40～120min；将型材养护12～24h，再用口径为1.5～1.8mm的中号喷枪喷涂水性聚氨酯色漆，漆膜厚度为0.01～0.05mm，放入45～90℃的烘箱中烘40～120min；将型材放置12h～24h后用200～2000目砂纸打磨至型材角部金属色外露明显，型材面为金属色与色漆颜色交错；用口径为口径1.2～1.5mm的小号喷枪喷涂水性聚氨酯清漆，漆膜厚度为0.01～0.03mm，依据装饰要求控制光泽度，并在45～90℃环境中干燥40～120min，烘干后的型材在室温环境中养护24～48h即得成品。
本发明在充分发挥玻纤增强聚氨酯型材优良的保温与力学性能的前提下，采用清洁环保的水性漆经过多道喷涂工艺，制成仿古门窗型材，在保证市场需求和美观的同时，也而玻纤增强聚氨酯仿古门窗型材，既保持了传统金属材料强度高的优点，又具有低的导热系数，经过拉挤、模压等复合材料成型工艺可以制作各种口型的门窗型材，在经过使用聚氨酯水性漆的喷涂工艺，完全可实现仿古金属质感的门窗型材。
采用的水性漆是以水作为溶剂，降低了低毒性有机溶剂的使用，最大限度的降低的对人体及环境的危害，并消除了施工时的火灾危险性；此外，水性漆对基材表面适应性好，涂层附着力强；因此，玻纤增强聚氨酯仿古门窗型材，在采用金属质感装饰效果门窗和金属门窗修旧如旧市场有很大的应用潜力和需求。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，作详细说明如下。
实施例1-3中的水性聚氨酯双组份漆的制备方法为：步骤1)：依次加入水、分散剂、消泡剂及可选的增稠剂、颜填料、金属颜料，在1200～1500rpm条件下，分散30～60min，保证分散细度小于40微米，分散过程中粘度超过20000mpa·s时，加入树脂调整粘度；
步骤2)：在步骤1)得到的浆料中加入水性丙烯酸酯分散体树脂、润湿剂、流平剂和消光粉，以转速700～1000rpm分散10～20分钟，得到漆液；
步骤3)：喷涂前将漆液和固化剂混合，漆液中树脂含有的羟基与固化剂中异氰酸酯的摩尔比为1：1～1.4，a组份的树脂中羟基与b组份中的异氰酸酯的摩尔数比不得低于1∶1或高于1∶1.4，否则会引起固化不完全或者漆膜气泡。混合时，转速为200rpm～500rpm搅拌，混合时间为3min～7min，混合后漆液静置5min～15min，然后进行喷涂。
实施例1
一种玻纤增强聚氨酯仿古门窗型材，基材采用玻纤增强聚氨酯复合材料，以聚氨酯树脂为基体树脂、玻璃纤维为增强材料，通过拉挤工艺制备而成。
水性聚氨酯金属漆，由漆液(a组份)与固化剂(b组份)组成(合计100wt％，下同)，其中a组份包括水性丙烯酸酯分散体树脂25.0wt％、水30.0wt％、分散剂4.0wt％、消泡剂1.0wt％、增稠剂0.5wt％、润湿剂1.0wt％、流平剂0.5wt％、消光粉8.0wt％及铜金粉10.0wt％组成，b组份采用科思创bayhydur2655固化剂，用量20wt％。
水性聚氨酯色漆，由漆液(a组份)与固化剂(b组份)组成(合计100wt％，下同)，其中a组份包括水性丙烯酸酯分散体树脂25.0wt％、水30.0wt％、分散剂0.2wt％、消泡剂0.3wt％、增稠剂0.2wt％、润湿剂0.2wt％、流平剂0.2wt％、消光粉0.5wt％、黑颜料12.0wt％及填料11.4wt％组成，b组份采用科思创bayhydur2655固化剂，用量为20wt％。
水性聚氨酯清漆，由漆液(a组份)与固化剂(b组份)组成(合计100wt％，下同)，其中a组份包括水性丙烯酸酯分散体树脂50.0wt％、水23.6wt％、分散剂0.2wt％、消泡剂0.3wt％、润湿剂0.2wt％、流平剂0.2wt％及消光粉0.5wt％，b组份采用科思创bayhydur2655固化剂，用量为25wt％。
将上述原料按照水性漆调漆工艺分别调制水性聚氨酯金属漆，水性聚氨酯色漆和水性聚氨酯清漆。
仿古门窗型材的制备工艺为：将玻纤增强聚氨酯型材先用200目砂纸打磨，然后使用大号喷枪(口径2.0mm)喷涂水性聚氨酯金属漆，漆膜厚度为0.05mm，在45℃温度下，干燥120min；烘干后型材养护12h后，用中号喷枪(口径1.8mm)喷涂水性聚氨酯色漆，漆膜厚度为0.02mm，45℃烘箱中烘120min；烘干后的型材放置12h后再用400目砂纸打磨，至型材角部金属色外露明显，型材面为金属色与色漆颜色交错；最后用小号喷枪(口径1.2mm)喷涂水性聚氨酯清漆，漆膜厚度为0.01mm，并在45℃环境中干燥120min，烘干后的型材室温环境养护48h即得仿铜金玻纤增强聚氨酯型材，然后在人工老化2000h后观察其颜色变化并用划格法侧附着力，耐候性和附着力均达到合格值即δe≤5，附着力1级。
实施例2
一种玻纤增强聚氨酯仿古门窗型材，基材采用玻纤增强聚氨酯复合材料，以聚氨酯树脂为基体树脂、玻璃纤维为增强材料，通过拉挤工艺制备而成。
水性聚氨酯金属漆，由漆液(a组份)与固化剂(b组份)组成，其中a组份包括水性丙烯酸酯分散体树脂40.0wt％、水20.0wt％、分散剂2.0wt％、消泡剂1.0wt％、增稠剂3wt％、润湿剂1.0wt％、流平剂3wt％、消光粉5.0wt％及紫铜粉15.0wt％组成，b组份采用烟台万华aquolin161固化剂，用量为10wt％。
水性聚氨酯色漆，由漆液(a组份)与固化剂(b组份)组成，其中a组份包括水性丙烯酸酯分散体树脂40.0wt％、水20.0wt％、分散剂2wt％、消泡剂1wt％、增稠剂3wt％、润湿剂1wt％、流平剂3wt％、消光粉0.5wt％及绿颜料12.0wt％和填料7.5wt％组成，b组份采用烟台万华aquolin161固化剂，用量为10wt％。
水性聚氨酯清漆，由漆液(a组份)与固化剂(b组份)组成，其中a组份包括水性丙烯酸酯分散体树脂40.0wt％、水30wt％、分散剂1wt％、消泡剂1wt％、润湿剂2wt％、流平剂1wt％和消光粉5.0wt％，b组份采用水性异氰酸酯固化剂20wt％。
将上述原料按照水性漆调漆工艺分别调制水性聚氨酯金属漆，水性聚氨酯色漆和水性聚氨酯清漆。
仿古门窗型材其制备工艺为：将玻纤增强聚氨酯型材先用200目砂纸打磨，然后使用大号喷枪(口径2.0mm)喷涂水性聚氨酯金属漆，漆膜厚度为0.05mm，在45℃温度下，干燥120min；烘干后型材养护12h后，用中号喷枪(口径1.8mm)喷涂水性聚氨酯色漆，漆膜厚度为0.02mm，45℃烘箱中烘120min；烘干后的型材放置12h后再用400目砂纸打磨，至型材角部金属色外露明显，型材面为金属色与色漆颜色交错；最后用小号喷枪(口径1.2mm)喷涂水性聚氨酯清漆，漆膜厚度为0.01mm，并在45℃环境中干燥120min，烘干后的型材室温环境养护48h即得仿旧铜玻纤增强聚氨酯型材，然后在人工老化2000h后观察其颜色变化并用划格法侧附着力，耐候性和附着力均达到合格值即δe≤5，附着力1级。
实施例3
一种玻纤增强聚氨酯仿古门窗型材，基材采用玻纤增强聚氨酯复合材料，以聚氨酯树脂为基体树脂、玻璃纤维为增强材料，通过拉挤工艺制备而成。
水性聚氨酯金属漆，由漆液(a组份)与固化剂(b组份)组成，其中a组份包括水性丙烯酸酯分散体树脂30.0wt％、水40.0wt％、分散剂2.0wt％、消泡剂2.0wt％、增稠剂5wt％、润湿剂0.5wt％、流平剂0.5wt％、消光粉5.0wt％及银粉5.0wt％组成，b组份采用烟台万华aquolin268固化剂，用量为10wt％。
水性聚氨酯色漆，由漆液(a组份)与固化剂(b组份)组成，其中a组份包括水性丙烯酸酯分散体树脂30.0wt％、水35.0wt％、分散剂1.7wt％、消泡剂0.8wt％、增稠剂1.5wt％、润湿剂0.5wt％、流平剂0.5wt％、蓝颜料15.0wt％和填料5wt％组成，b组份采用烟台万华aquolin268固化剂，用量为10.0wt％。
水性聚氨酯清漆，由漆液(a组份)与固化剂(b组份)组成，其中a组份包括水性丙烯酸酯分散体树脂55.0wt％、水20.0wt％、分散剂0.2wt％、消泡剂0.3wt％、润湿剂0.5wt％、流平剂1wt％和消光粉10wt％，b组份采用水性异氰酸酯固化剂13wt％。
将上述原料按照水性漆调漆工艺分别调制水性聚氨酯金属漆，水性聚氨酯色漆和水性聚氨酯清漆。
仿古门窗型材其制备工艺为：将玻纤增强聚氨酯型材先用200目砂纸打磨，然后使用大号喷枪(口径2.0mm)喷涂水性聚氨酯金属漆，漆膜厚度为0.05mm，在45℃温度下，干燥120min；烘干后型材养护12h后，用中号喷枪(口径1.8mm)喷涂水性聚氨酯色漆，漆膜厚度为0.02mm，45℃烘箱中烘120min；烘干后的型材放置12h后再用400目砂纸打磨，至型材角部金属色外露明显，型材面为金属色与色漆颜色交错；最后用小号喷枪(口径1.2mm)喷涂水性聚氨酯清漆，漆膜厚度为0.01mm，并在45℃环境中干燥120min，烘干后的型材室温环境养护48h即得仿景泰蓝玻纤增强聚氨酯型材，然后在人工老化2000h后观察其颜色变化并用划格法侧附着力，耐候性和附着力均达到合格值即δe≤5，附着力1级。