專利名稱：聚氨酯復合材料節能門或窗的框、扇用加強筋型材的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種采用聚氨酯樹脂和玻璃纖維構成的聚氨酯復合材料節能門或窗的框、扇用加強筋型材，屬復合型材制造領域。
背景技術：
目前，市場上所流行的建筑門窗，主要采用木、鋁合金、塑鋼、斷橋鋁、木鋁復合或者鋁塑復合等材料的門窗；在上述材質的門窗系統之外，近幾年在市場上又推出了一種使用不飽和聚酯樹脂與玻璃纖維復合的新材料，俗稱“玻璃鋼”(英文名Fiber Reinforced Plastics簡稱FRP)，加工而成的門窗系統，即玻璃鋼門窗。不飽和聚酯樹脂是一種熱固性樹脂，當其在熱或引發劑的作用下，可固化成為一種不溶不融的高分子網狀聚合物，但這種聚合物機械強度很低，不能滿足大部分使用的要求，當用玻璃纖維增強時可成為一種復合材料，俗稱“玻璃鋼”(英文名Fiber Reinforced Plastics簡稱FRP)。“玻璃鋼”的機械強度等各方面性能與樹脂澆鑄體相比有了很大的提高。但是，不飽和聚酯樹脂玻璃鋼異型材在拉擠生產過程中，要加縱向的玻璃纖維的同時， 還必須加入玻璃纖維氈體，因而它的速度和效率較低；同時在生產中會產少量的苯乙烯。
實用新型內容設計目的避免背景技術中的不足之處，設計一種采用聚氨酯樹脂和玻璃纖維構成的聚氨酯復合材料節能門或窗的框、扇用加強筋型材。設計方案為了實現上述設計目的。1、采用聚氨酯樹脂作為加強筋型材的復合材料的選擇，是本實用新型的技術特征之一。這樣做的目的在于⑴聚氨酯樹脂與其他樹脂相比，聚氨酯復合材料的優勢一是提高了橫向性能；二是去掉了玻璃氈，降低成本；三是擁有最高的纖維容量；四是更高的強度和硬度；五是增加了零部件的復雜性；六是降低了壁厚；七是更強的斷面輪廓，能跨越更大的距離；八是優良的抗沖擊性能和優良的耐磨損性；九是高級精密制造和緊固，顯著提高螺釘拔出力度；十是優異的表面光潔度。⑵具有很好的耐候、耐久性一是具有極好的耐腐蝕性；二是低的吸水率；三是具有更好的溫度穩定性；四是具有更好的光穩定性，可有酯肪族光穩定樹脂。⑶更好的經濟性一是可以不用玻璃氈，降低了成本；二是玻璃纖維含量高(同時也增加強度)；三是更強的產品能支撐更長的跨度；四是更高的生產效率一更快的拉擠速度，提高了流水線操作速度。⑷阻燃性優異，比聚酯或乙烯樹脂散發出少得多的煙。ω綠色環保，環境友好。(6) ιο%生物基樹脂標準，可用大豆基樹脂。⑵無苯乙烯，無過氧化物產生。2、聚氨酯復合加強筋型材成型工藝的設計，是本實用新型的技術特征之二。這樣做的目的在于與傳統的不飽和聚酯玻璃鋼異型材的拉擠工藝是基本相同的，所不同地方在于⑴樹脂注入的方式不同，不飽和聚酯樹脂是采用開放式的添加；聚氨酯樹脂是采用密閉注射的方式。⑵聚氨酯注射盒與制品模具之間，增加冷卻段；在不飽和聚酯玻璃鋼生產工藝中是沒有冷卻模或者冷卻段。聚氨酯復合材料具有極好剛性和強度，物理與力學性能見附表。它完全部分替代鋁合金和鋼材，聚氨酯復合材料的導熱系數為0.219W/m*k，鋁的導熱系數為237. OOW/ m-k，鍍鋅鋼的導熱系數為62.000W/m*k，在相同的條件下，就材質而言，鋁材料的導熱能力是聚氨酯的1082倍，鍍鋅鋼的導熱能力是聚氨酯復合材料的283倍；與鋁和鍍鋅鋼相比聚氨酯復合材料是熱的不良導體；聚氨酯復合材料具有很好的剛性和強度，又有極好的可塑性，因此可以根據聚氨酯復合材料的特點，以及塑料異型材型腔的結構，設計加工各種異型的聚氨酯復合材料加強筋，如門框、門扇框、窗框、窗扇框的加強筋。技術方案1 聚氨酯復合材料節能門或窗的框、扇用加強筋型材，它包括玻璃纖維，所述多束玻璃纖維密布構成門窗的框、扇用加強筋型材成型骨架，聚氨酯樹脂與門框用加強筋型材成型骨架內外面復合且構成聚氨酯加強筋型材。技術方案2 聚氨酯復合材料節能門窗的框、扇用加強筋型材的成型系統，由加強筋型材聚氨酯樹脂注射成型模、冷卻模和熱定型模構成，加強筋型材聚氨酯樹脂注射成型模的進口進入多束玻璃纖維、出口與冷卻模進口連通，冷卻模的出口與熱定型模進口連通， 熱定型模出口為聚氨酯復合材料加強筋型材拉擠出口。本實用新型與背景技術相比，一是輕質高強，玻璃鋼型材的密度在2. 1左右，它比鋼輕3 4倍，而強度卻很大，其拉伸強度450 650MPa，與普通碳鋼接近，彎曲強度大于 1200MPa、彎曲彈性模量48000MPa，因而加工門窗不需用鋼襯加固；二是節能保溫、隔熱，聚氨酯復合材料導熱系數為0. 219ff/m · k，只有金屬的1/100 1/1000，是優良的絕熱材料； 三是健康、綠色環保、節能效果顯著；四是聚氨酯復合材料在生產中，不含苯乙烯，不會形成揮發性化合物V0C，所以更環保健康；五是聚氨酯復合材料經檢測結果符合GB6566—2001 《建筑材料放射性核素限量》中建筑主體材料的指標要求，檢驗結果0. 2，內照射指數0. 2，外照射指數0. 2 ；六是耐腐蝕、耐老化、壽命長，同盱聚氨酯復合材料是優良的耐腐蝕材料， 對酸、堿、鹽及大部分有機物，海水以及潮濕都有較好的抵抗能力，對微生物的作用也有抵抗性能，尤其適合使用于多雨、潮濕和沿海地區，以及有腐蝕性介質的場所；七是尺寸穩定性好，聚氨酯復合材料的線膨脹系數為5.6X10-6/°C，低于鋼和鋁合金，是塑料的1/15，因此所制加強筋尺寸穩定性好，溫度的變化不會影響加強筋的正常開關功能；八是耐侯性好， 聚氨酯復合材料屬熱固性塑料，樹脂交聯后即形成三維網狀分子結構，變成不溶不熔體，即使受熱也不會熔化，聚氨酯復合材料熱變形溫度在20(TC以上，不僅耐高溫性能好，而且耐低溫性能更佳；九是絕緣性能好，聚氨酯復合材料是良好的絕緣材料，它不受電磁波影響， 不反射無線電波，透微波性好，能夠承受高電壓而不損壞，因此聚氨酯復合材料加強筋對野外臨時建筑物及通訊系統的建筑物具有特殊的用途；十是減震性能好，聚氨酯復合材料的彈性模量為20900，用它作為門框的加強筋具有較高的減震頻率，聚氨酯復合材料中樹脂與纖維界面的結合，具有吸震和抗震能力，避免了結構件在工作狀態下共振引起的早期破壞； 十一是色彩豐富，聚氨酯復合材料硬度高，可涂裝各種涂料，制成各種顏色的型材，以適應不同風格及檔次的用途；十二是抗疲勞性，聚氨酯復合材料的抗疲勞性很高，從而保證材料使用的安全性與可靠性；十三是聚氨酯復合材料不僅具有極好剛性和強度，而且聚氨酯復合材料的導熱系數僅為0.219W/m*k，鋁的導熱系數為237.00W/m*k，鍍鋅鋼的導熱系數為62.000W/m*k，在相同的條件下，就材質而言，鋁材料的導熱能力是聚氨酯的1082倍， 鍍鋅鋼的導熱能力是聚氨酯復合材料的283倍，因聚氨酯復合材料可以顯著地提高門窗隔熱、保溫的效果，減少能耗損失，減輕窗扇的重量。
圖1是聚氨酯復合材料節能門窗的框、扇用加強筋型材的骨架結構示意圖。圖2是聚氨酯復合材料節能門窗的框、扇用加強筋型材的結構示意圖。圖3是聚氨酯復合材料節能門窗的框、扇用加強筋型材生產系統的示意圖。
具體實施方式
實施例1 參照附圖1和2。聚氨酯復合材料節能門或窗的框、扇用加強筋型材，它包括玻璃纖維，所述多束玻璃纖維密布構成門或窗的框、扇用加強筋型材成型骨架1，聚氨酯樹脂2與門窗的框、扇用加強筋型材成型骨架1內外面復合且構成聚氨酯加強筋型材，也就是說，加強筋型材的成型骨架1由多束玻璃纖維密布構成，聚氨酯樹脂2與多束玻璃纖維構成中的每根玻璃纖維面完全復合且復合有聚氨酯樹脂2的玻璃纖維之間相互粘接、固化構成所需的述加強筋型材，即所述門或窗的框、扇用加強筋型材成型骨架1內外面是指聚氨酯加強筋型材中每根玻璃纖維的面。所述聚氨酯加強筋型材的厚度、寬度即為成型加強筋的厚度、寬度。所述聚氨酯加強筋型材中，玻璃纖維為60%-90%、聚氨酯樹脂為10%-40%。實施例1-1 在實施例1的基礎上，35%-40%聚氨酯和60%_75%玻纖可以拉擠聚氨酯異型材，其物理機械和力學性較好。實施例1-2 在實施例1的基礎上，30%-35%聚氨酯和65%_70%玻纖可以拉擠聚氨酯異型材，其物理機械和力學性良好。實施例1-3 在實施例1的基礎上，25%-30%聚氨酯和70%_75%玻纖可以拉擠聚氨酯異型材，其物理機械和力學性能是更好。實施例1-4 在實施例1的基礎上，20%-25%聚氨酯和75%_80%玻纖可以拉擠聚氨酯異型材，其物理機械和力學性能最好。實施例1-5 在實施例1的基礎上，15%-20%聚氨酯和80%_85%玻纖可以拉擠聚氨酯異型材，其物理機械和力學性能良好。實施例1-6 在實施例1的基礎上，10%-15%聚氨酯和85%_90%玻纖可以拉擠聚氨酯異型材，其物理機械和力學性能相對較好。實施例1-7 在實施例1的基礎上，10%聚氨酯和90%玻纖可以拉擠聚氨酯異型材， 其物理機械和力學性能滿足設計要求。按上述比例所生產的聚氨酯異型材的物理機械和力學性能，是有所差異的，其相應的成本也是不一樣的，聚氨酯復合材料的物理機械和力學性能最好，同時又比較經濟的， 聚氨酯樹脂占20%，玻纖占80%時，所拉擠成型的復合材料。實施例2 參照附圖3。聚氨酯復合材料節能門或窗的框、扇用加強筋型材的成型系統，由加強筋型材聚氨酯樹脂注射成型模3、冷卻模5和熱定型模6構成，加強筋型材聚氨酯樹脂注射成型模有二個進口，進口一是為聚氨酯樹脂進料口 4，且位于加強筋型材樹脂注射成型模3上部，另一個進口為玻璃纖維束進口，該進口進入多束玻璃纖維、出口與冷卻模5進口連通，冷卻模的出口與熱定型模6進口連通，熱定型模出口為聚氨酯復合材料加強筋型材拉出口。所述熱定型模由2 3個加熱區構成且溫度由低到高，溫度設定范圍為 150°C 25(TC。所述冷卻模為水冷冷卻模，其冷卻水的溫度為0°C 25°C。生產開始初期，要注意調整和觀察注射到注射盒內的聚氨酯樹脂的流量，使玻纖能夠充分地浸潤，注意聚氨酯樹脂不要溢出注射盒；觀察制品固化的狀況，注意調整熱模的溫度，以及牽引機的速度， 使制品的成型與拉擠速度相匹配。參照附圖3。在實施例1的基礎上，聚氨酯復合材料節能門或窗的框、扇用加強筋型材的成型方法，多束玻璃纖維在進入加強筋型材聚氨酯樹脂注射成型模模腔的進口后， 在加強筋型材聚氨酯樹脂注射成型模模腔內均勻排列成所需的門窗的框、扇用加強筋型材成型骨架，也就是說，加強筋型材聚氨酯樹脂注射成型模模口、模腔的形狀(截面)與所需加強筋型材形狀(截面)完全相同，該門窗的框、扇用加強筋型材成型骨架在通過加強筋型材聚氨酯樹脂注射成型模時即被密封注入到加強筋型材聚氨酯樹脂注射成型模內的聚氨酯浸沒、浸透、充實，經過冷卻模成型、熱定型模固化成所需的加強筋型材，并且這種過程是連續不斷的，即玻璃纖維連續不斷的從加強筋型材聚氨酯樹脂注射成型模進口進入、從熱定型模連續不斷的拉擠出固化成的加強筋型材。所述的聚氨酯樹脂材料是由異氰酸酯和多元醇按1 廣1 4的比例混合構成。所述熱定型模的熱固化溫度為150°C 250°C。所述冷卻模采用水冷冷卻模，其冷卻水的溫度為0°C 25°C。本文中的聚氨酯樹脂簡稱聚氨酯。需要理解到的是上述實施例雖然對本實用新型的設計思路作了比較詳細的文字描述，但是這些文字描述，只是對本實用新型設計思路的簡單文字描述，而不是對本實用新型設計思路的限制，任何不超出本實用新型設計思路的組合、增加或修改，均落入本實用新型的保護范圍內。
權利要求1.一種聚氨酯復合材料節能門或窗的框、扇用加強筋型材，它包括玻璃纖維，其特征是所述多束玻璃纖維密布構成門窗的框、扇用加強筋型材成型骨架，聚氨酯樹脂與門窗的框、扇用加強筋型材成型骨架內外面復合且構成聚氨酯加強筋型材。
2.根據權利要求1所述的聚氨酯復合材料節能門或窗的框、扇用加強筋型材，其特征是所述聚氨酯加強筋型材的厚度、寬度即為成型加強筋的厚度、寬度。
3.一種聚氨酯復合材料節能門或窗的框、扇用加強筋型材的成型系統，其特征是由加強筋型材聚氨酯樹脂注射成型模、冷卻模和熱定型模構成，加強筋型材聚氨酯樹脂注射成型模的進口進入多束玻璃纖維、出口與冷卻模進口連通，冷卻模的出口與熱定型模進口連通，熱定型模出口為聚氨酯復合材料加強筋型材拉擠出口。
4.根據權利要求3所述的聚氨酯復合材料節能門或窗的框、扇用加強筋型材的成型系統，其特征是所述加強筋型材聚氨酯樹脂注射成型模為三通式加強筋型材聚氨酯樹脂注射成型模。
專利摘要本實用新型涉及一種采用聚氨酯樹脂和玻璃纖維構成的聚氨酯復合材料節能門或窗的框、扇用加強筋型材，它包括玻璃纖維，所述多束玻璃纖維密布構成門窗的框、扇用加強筋型材成型骨架，聚氨酯樹脂與門窗的框、扇用加強筋型材成型骨架內外面復合且構成聚氨酯加強筋型材。優點一是輕質高強；二是節能保溫、隔熱；三是健康、綠色環保、節能效果顯著；四是耐腐蝕、耐老化、壽命長；五是尺寸穩定性好；六是耐候性好，不僅耐高溫性能好，而且耐低溫性能更佳；七是絕緣性能好；八是減震性能好；九是色彩豐富，聚氨酯復合材料硬度高，可涂裝各種涂料，制成各種顏色的型材，以適應不同風格及檔次的用途；十是抗疲勞性能好。
文檔編號C08L75/04GK201991377SQ201020679510
公開日2011年9月28日 申請日期2010年12月25日 優先權日2010年12月25日
發明者聶雷, 胡慶華 申請人:歐創塑料建材(浙江)有限公司