[发明专利]一种保温耐候共挤复合全包覆金属型材的仿生材料

摘要

本发明公开了一种保温耐候共挤复合全包覆金属型材的仿生材料，包括金属骨型材、主材复合肉层、主材耐候皮层；所述金属骨型材外部全包覆设有主材复合肉层，所述主材复合肉层外部共挤出一体成形有主材耐候皮层；所述金属骨型材横截面包括金属框体和金属罩板，所述金属框体由矩形腔和至少中间一个异形腔；所述主材复合肉层与金属骨型材外部满布填充，所述主材复合肉层与金属骨型材形成多个燕尾复合体；所述主材复合肉层上设置有复合材料罩板、复合材料框体、复合材料挡板；本发明采用在金属骨型材外部全包覆挤出复合材料，保温性能达到6—11级，结构力学性能提高了多倍，缓慢甚至不褪色的年限在10年以上，线膨胀系数达到23×10‑5mm/mm℃。

主权项

一种保温耐候共挤复合全包覆金属型材的仿生材料，其特征在于，包括金属骨型材、主材复合肉层、主材耐候皮层；所述金属骨型材外部全包覆设置有主材复合肉层，所述主材复合肉层外部共挤出一体成形有主材耐候皮层；一次成型新仿生材料：皮层+保温层+骨架；所述的皮层为主材耐候皮层；所述的保温层为主材复合肉层；所述的骨架为金属骨型材；所述的保温耐候共挤复合材料全包覆金属型材仿生材料制成的窗的保温系数K值在0.8‑2.5，窗的保温性能达到6‑11级；所述的保温耐候共挤复合材料全包覆金属型材仿生材料制成的窗抗风压等级达到8级；所述的保温耐候共挤复合材料全包覆金属型材仿生材料的主材耐候皮层抗褪色的年限在10年以上，所述主材耐候皮层表面可配色和木纹勾色；所述金属骨型材中的主材复合肉层和主材耐候皮层的制备工艺方法为：三层共挤出上皮层、复合材料层和下皮层，皮层包覆复合材料，皮层表层有仿木纹或其他纹路，皮层由耐候材料组成；1.1、所述主材耐候皮层材料为超高耐候性材料或者为经过改性的高耐候性材料；所述经过改性的高耐候材料的基材为聚烯烃、聚烯烃改性材料、丙烯酸酯类共聚物、聚氯乙烯、聚苯乙烯中的任意一种或几种；所述经过改性的高耐候材料的基材在耐候层配方中添加的比例范围为10％‑90％之间；1.2、所述的主材复合肉层为填充有纳米级天然纤维素的低线膨胀系数材料，所述主材复合肉层材料包括塑料、纳米级天然纤维素、钙粉、稳定剂、增韧剂、发泡剂、发泡调节剂、润滑剂、改性剂、色粉；所述纳米级天然纤维素的种类包括木粉、秸秆粉、麻纤维、稻壳粉中的任意一种或者任意二种以上的混合物；所述纳米级天然纤维素的长度范围为10nm‑400nm；线膨胀系数为1.8×10‑6‑10×10‑6mm/mm℃；所述纳米级天然纤维素的添加比例范围为3％‑50％之间；所述主材复合肉层采用纳米级天然纤维做主要成分之一，通过在熔体状态下的分散混炼达到均匀状况，有效调节了塑料本身较高的线膨胀系数，其线膨胀系数可达到5×10‑6‑30×10‑6mm/mm℃；1.3、所述共挤工艺过程如下：按照主材复合肉层与主材耐候皮层的材料配方，纳米材料与塑料先复合造粒，再与其他纤维材料和助剂挤出，制备主材复合材料粒子及主材耐候皮层粒子，所述主材复合材料粒子及主材耐候皮层粒子采用平行双螺杆75挤出机，工艺温度在140℃‑200℃之间；使用共挤出成型模具将金属骨型材与主材复合材料粒子、主材耐候皮层粒子进行共挤出成型加工，共挤出成型加工设备为：主机采用锥双65挤出机，共挤辅机采用两台单螺杆45挤出机和金属型材输送机；共挤出成型加工设备的工艺温度控制在140℃‑200℃之间；所述金属骨型材包括复合材料罩板、复合材料框体、复合材料挡板、冷桥燕尾槽、半圆胶条槽、矩形胶条槽、异型胶条槽、金属框体、金属罩板、矩形腔、异形腔、内加强筋、罩板筋、燕尾复合体；所述金属骨型材横截面包括金属框体和金属罩板，所述金属框体由矩形腔和位于矩形腔上下两侧的异形腔组成，至少中间一个矩形腔，上、下各一个异形腔，上部的所述异形腔右侧横向与金属罩板一体式连接；所述矩形腔内部设置有多个内加强筋，所述金属框体的外部四个面上分别设置有燕尾槽，所述金属罩板上设置有多个罩板筋，所述金属罩板的端部设置有半圆形罩板筋；所述主材复合肉层与金属骨型材外部形状相近设置，所述主材复合肉层与金属骨型材外部满布填充，所述主材复合肉层与金属骨型材上的多个燕尾槽形成多个燕尾复合体；所述金属罩板外部的主材复合肉层形成复合材料罩板，所述金属框体外部的主材复合肉层形成复合材料框体，所述复合材料罩板一侧的复合材料框体中部设置有复合材料挡板，所述复合材料挡板相对一侧设置有冷桥燕尾槽，所述复合材料罩板内侧设置有半圆胶条槽，所述复合材料挡板端部设置有矩形胶条槽，所述复合材料框体左下部侧面设置有异形胶条槽。