窗在建筑中占15%以上的面积,是重要的装饰性维护建筑,更是我们的室内装潢中遮风挡雨,流通空气,隔热保温,兼体现我们审美情趣的不可或缺的要素。目前我们使用的窗按照窗框材料划分主要有木窗、钢窗、铝合金窗和塑钢窗。铝合金门窗存在着生产能耗高,生产过程中污染物排放量大的问题;塑钢窗存在容易蠕变变形,废弃物处理污染环境的问题;而实木资源匮乏,价格昂贵,容易燃烧,显然不是窗框材料的最佳选择。随着能源危机的出现和绿色生活理念的不断发展,人们的节能环保意识逐渐增强,一种由塑料复合材料制备的新型窗即塑料窗逐渐成为发展主流。
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塑料复合材料是一类以热塑性塑料为基体,纤维、粉末等形态的木质纤维材料(WF)作为填充或增强材料,再添加各类助剂后经挤出、热压、模压或注塑等多种加工手段复合而制成的一类新型复合材料。由其形成的制品具有防水、不易变形与开裂,防蛀、防潮和抗碱腐蚀,木制感强,原料来源丰富,废品可回收利用,价格低廉等优点,在门窗生产制造方面具有很大的应用前景。虽然塑料材料弥补了塑料、木材、金属等单质材料窗的一些缺点但本身也存在力学性能较低和阻燃性能差的不足。提高塑料窗体材料的力学强度及阻燃性能成为该领域亟待解决的问题。
由于传统热塑性通用塑料形成的塑料窗框材料力学性能不足,防火塑料材料中引入添加型阻燃剂导致的材料力学性能急剧下降,长时间燃烧后存在塌落、熔断等风险,利用以无机硅为内核的POSS基高分子材料具有耐热、耐压、阻燃和硬度高等优势,且其分子的外部连接有烷烃取代基或活性反应基团,利于接枝到聚合物中,形成一种POSS和PI交互穿拆的网络状结构的复合材料。采用含磷阻燃剂和POSS基高分子材料改性聚酰亚胺代替部分通用热塑性塑料,制备一种高强兼具防火性能的塑料窗框材料,对于发展高附加值塑料制品,扩展塑料制品的应用领域具有重要意义。高强防火塑料窗框材料,打破了传统阻燃剂的直接添加方式,而是将一种含有氮‑磷‑硅阻燃元素的聚酰亚胺树脂和传统聚烯烃树脂制备成塑料合金,制备所得的塑料窗框材料兼具阻燃耐火性和力学性能,能够充分保证阻燃处理条件下塑料窗的力学强度。同时采用先熔融制备塑料合金,后与木粉熔融制备复合材料的加工方法,可有效将工程塑料引入到以热塑性通用塑料为主的塑料复合材料中,避免工程塑料高加工温度下木粉热解,材料性能下降等问题。并提供一种制备方法简单、易于实现的高强防火塑料窗框材料制备方法。用于室内装饰装修以及公共场所领域。
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