阅读说明：本技术 一种耐磨铝合金门窗及其制备方法 (A kind of wear-resistant aluminum alloy door and window and preparation method thereof ) 是由 刘乃正 于 2019-08-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种耐磨铝合金门窗及其制备方法,所述铝合金门窗本体上设有耐磨组合涂层,所述耐磨组合涂层由依次设置在铝合金门窗本体上的第一耐磨层、防腐层和第二耐磨层组成,所述第一耐磨层厚度为0.6-0.8mm,所述防腐层厚度为0.3-0.5mm,所述第二耐磨层厚度为1.0-1.2mm；本发明通过在制备铝合金门窗本体时,在原料中加入稀土元素和铬粉,可以有效提高铝合金门窗本体的耐磨性能,通过在铝合金门窗本体表面设有耐磨组合涂层,能够进一步提高铝合金门窗的耐磨能力,同时还具有良好的防腐能力,设置两层耐磨层产生的耐磨效果更加持久稳定,耐磨寿命更长。(The invention discloses a kind of wear-resistant aluminum alloy door and windows and preparation method thereof, the aluminum alloy doors and windows ontology is equipped with wear-resisting combination coating, the wear-resisting combination coating is made of the first wearing layer, erosion resistant coating and the second wearing layer being successively set on aluminum alloy doors and windows ontology, first wearing layer is with a thickness of 0.6-0.8mm, the erosion resistant coating is with a thickness of 0.3-0.5mm, and second wearing layer is with a thickness of 1.0-1.2mm；The present invention passes through when preparing aluminum alloy doors and windows ontology, rare earth element and chromium powder are added in the feed, it can effectively improve the wear-resisting property of aluminum alloy doors and windows ontology, by being equipped with wear-resisting combination coating in aluminum alloy doors and windows body surface, the abrasive resistance of aluminum alloy doors and windows can be further increased, also there is good anti-corrosion ability simultaneously, the abrasion resistant effect more lasting stability that two layers of wearing layer generates is set, friction durability is longer.)

一种耐磨铝合金门窗及其制备方法

技术领域

本发明涉及铝合金门窗领域，尤其涉及一种耐磨铝合金门窗及其制备方法。

背景技术

门窗是建筑物围护结构系统中重要的组成部分，按其组成材料来分，常见的门窗有木质门窗、玻璃门窗和铝合金门窗等。木质门窗易燃、易变形，被破坏后不易修复，容易开裂，结疤，抗腐蚀性能差，易受虫蛀等影响，且受潮易发生霉变；玻璃门窗存在易碎的缺陷从而限制其应用；铝合金门窗因其具有不易生锈、便于加工、价格比较低、重量轻、可做成复杂截面和构造等优点而被大规模用于工业化生产，此外，铝合金门窗安装与清理方便，但是，当前市场的铝合金门窗在使用中易发生表面磨损现象，磨损后的铝合金门窗表面易受到腐蚀，直接影响其美观和使用寿命，因此，本发明提出一种耐磨铝合金门窗及其制备方法，以解决现有技术中的不足之处。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种耐磨铝合金门窗及其制备方法，本发明通过在制备铝合金门窗本体时，在原料中加入稀土元素和铬粉，可以有效提高铝合金门窗本体的耐磨性能，设置两层耐磨层产生的耐磨效果更加持久稳定，耐磨寿命更长。

本发明提出一种耐磨铝合金门窗，包括铝合金门窗本体，所述铝合金门窗本体上设有耐磨组合涂层，所述耐磨组合涂层由依次设置在铝合金门窗本体上的第一耐磨层、防腐层和第二耐磨层组成；

所述铝合金门窗本体由如下质量比成份的原料组成：120-130份铝粉、15-18份铬粉、8-10份稀土元素、15-20份锡粉、10-12份铜粉、6-8份镍粉、6-8份镁粉、12-14份硅粉、6-8份锌粉、5-7份钛粉、2-4份锶粉和2-4份钴粉；

所述第一耐磨层和第二耐磨层均由如下质量比成份的原料组成：55-60份脲醛树脂、35-45份丙烯酸六氟丁酯、25-35份苯乙烯、10-12份氧化铝、5-8份成膜助剂、10-12份二氧化硅、15-17份醋酸乙酯、3-5份乙酰胆碱、5-8份氧化硅、15-18份羟甲基纤维素钠、5-8份石墨粉、3-5份二氧化钼、1-3份流平剂和3-5份分散剂；

所述防腐层由如下质量比成份的原料组成：45-55份氟碳树脂、25-32份苯乙烯、10-12份石墨烯、8-10份氢氧化铝、5-7份氢氧化钡、10-12份氧化锌、12-14份填料、5-8份硅烷偶联剂、5-8份分散剂和6-8份流平剂。

进一步改进在于：所述第一耐磨层厚度为0.6-0.8mm,所述防腐层厚度为0.3-0.5mm,所述第二耐磨层厚度为1.0-1.2mm。

进一步改进在于：所述填料由碳纤维、活性炭、导电炭黑、导电云母、滑石粉和有机膨润土按照2:1:1:1:1:3的比例混合而成。

一种耐磨铝合金门窗的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：制备铝合金门窗本体，铝粉、铬粉、锡粉、铜粉、镍粉、镁粉、硅粉、锌粉、钛粉、锶粉和钴粉分别进行低温球磨粉碎，然后将低温球磨粉碎后的铝粉、铬粉、锡粉、铜粉、镍粉、镁粉、硅粉、锌粉、钛粉、锶粉和钴粉进行混合搅拌，再加入稀土元素进行超声波分散，得到混合料，然后将混合料在成型模具内静压成型，得到铝合金门窗生坯；

步骤二：将铝合金门窗生坯在氮气环境下进行热压成型，得到铝合金门窗本体；

步骤三：制备耐磨涂料，将脲醛树脂、丙烯酸六氟丁酯、氧化铝、二氧化硅、氧化硅、羟甲基纤维素钠、石墨粉和二氧化钼加入搅拌釜内进行升温搅拌40-45min，再将苯乙烯、醋酸乙酯、乙酰胆碱和分散剂进行混合制成第一添加剂，然后添加至搅拌釜内进行混合搅拌15-20min,最后将成膜助剂和流平剂加入搅拌釜内进行混合搅拌15-20min，然后将搅拌釜内所有混合后的原料导入均质器内进行均质处理12-14min，冷却至室温，制成耐磨涂料备用；

步骤四：将制备好的耐磨涂料在铝合金门窗本体表面进行涂覆，控制涂层厚度为0.6-0.8mm，然后在氮气气氛中进行热固化，形成第一耐磨层；

步骤五：制备防腐涂料，将氟碳树脂、石墨烯、氢氧化铝、氢氧化钡和氧化锌加入反应釜内进行升温搅拌35-40min，然后进行超声波分散处理5-8min，再将苯乙烯、填料、硅烷偶联剂和分散剂进行混合，第二添加剂，再将第二添加剂加入反应釜内进行混合搅拌25-30min，最后加入流平剂继续搅拌12-15min，冷却至常温后制成防腐涂料；

步骤六：将制备好的防腐涂料在第一耐磨层表面进行涂覆，控制涂层厚度为0.3-0.5mm，然后在氮气气氛中进行热固化，形成防腐层；

步骤七：待防腐层完全固化后，将步骤三中制备好的耐磨涂料在防腐层进行涂覆，控制涂层厚度为1.0-1.2mm，然后在氮气气氛中进行热固化，形成第二耐磨层；

步骤八：待第二耐磨层固化后，再将整个铝合金门窗本体在85-90℃环境中进行加热15-20min，然后冷却，制成耐磨铝合金门窗。

进一步改进在于：所述步骤一中低温球磨处理时，控制球磨处理温度为0-5℃，控制球磨等级为过300-400目筛，混合搅拌时控制搅拌时间为50-60min，控制搅拌转速为260-300r/min，超声波处理时控制压强为1.05-1.12MPa,超声波处理时间控制为12-15min。

进一步改进在于：所述步骤二中热压成型具体过程为：将铝合金门窗生坯在氮气环境下先进行预加热1-1.5h，预加热温度控制为350-400℃，然后将温度调节至520-530℃后进行热压成型，得到铝合金门窗本体。

进一步改进在于：所述步骤三中升温搅拌时，温度控制为85-90℃，均质处理时控制压强为1.25-1.42MPa,搅拌釜内搅拌转速控制为240-280r/min。

进一步改进在于：所述步骤五中升温搅拌时控制温度为70-75℃，超声波分散处理时控制压强为1.15-1.25MPa，控制反应釜内搅拌转速为300-320r/min。

进一步改进在于：所述步骤四和步骤七中热固化温度控制为95-110℃。

进一步改进在于：所述步骤六热固化温度控制为110-115℃。

本发明的有益效果为：本发明通过在制备铝合金门窗本体时，在原料中加入稀土元素和铬粉，可以有效提高铝合金门窗本体的耐磨性能，通过在铝合金门窗本体表面设有耐磨组合涂层，能够进一步提高铝合金门窗的耐磨能力，同时还具有良好的防腐能力，设置两层耐磨层产生的耐磨效果更加持久稳定，耐磨寿命更长。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例一

一种耐磨铝合金门窗，包括铝合金门窗本体，所述铝合金门窗本体上设有耐磨组合涂层，所述耐磨组合涂层由依次设置在铝合金门窗本体上的第一耐磨层、防腐层和第二耐磨层组成；

所述铝合金门窗本体由如下质量比成份的原料组成：120份铝粉、15份铬粉、8份稀土元素、15份锡粉、10份铜粉、6份镍粉、6份镁粉、12份硅粉、6份锌粉、5份钛粉、2份锶粉和2份钴粉；

所述第一耐磨层和第二耐磨层均由如下质量比成份的原料组成：55份脲醛树脂、35份丙烯酸六氟丁酯、25份苯乙烯、10份氧化铝、5份成膜助剂、10份二氧化硅、15份醋酸乙酯、3份乙酰胆碱、5份氧化硅、15份羟甲基纤维素钠、5份石墨粉、3-5份二氧化钼、1份流平剂和3份分散剂；

所述防腐层由如下质量比成份的原料组成：45份氟碳树脂、25份苯乙烯、10份石墨烯、8份氢氧化铝、5份氢氧化钡、10份氧化锌、12份填料、5份硅烷偶联剂、5份分散剂和6份流平剂。

所述第一耐磨层厚度为0.7mm,所述防腐层厚度为0.4mm,所述第二耐磨层厚度为1.1mm。

所述填料由碳纤维、活性炭、导电炭黑、导电云母、滑石粉和有机膨润土按照2:1:1:1:1:3的比例混合而成。

实施例二

一种耐磨铝合金门窗，包括铝合金门窗本体，所述铝合金门窗本体上设有耐磨组合涂层，所述耐磨组合涂层由依次设置在铝合金门窗本体上的第一耐磨层、防腐层和第二耐磨层组成；

所述铝合金门窗本体由如下质量比成份的原料组成：125份铝粉、16份铬粉、9份稀土元素、18份锡粉、11份铜粉、7份镍粉、7份镁粉、13份硅粉、7份锌粉、6份钛粉、3份锶粉和3份钴粉；

所述第一耐磨层和第二耐磨层均由如下质量比成份的原料组成：58份脲醛树脂、40份丙烯酸六氟丁酯、30份苯乙烯、11份氧化铝、6份成膜助剂、11份二氧化硅、16份醋酸乙酯、4份乙酰胆碱、7份氧化硅、16份羟甲基纤维素钠、6份石墨粉、4份二氧化钼、2份流平剂和4份分散剂；

所述防腐层由如下质量比成份的原料组成：50份氟碳树脂、30份苯乙烯、11份石墨烯、9份氢氧化铝、6份氢氧化钡、11份氧化锌、13份填料、6份硅烷偶联剂、7份分散剂和7份流平剂。

所述第一耐磨层厚度为0.7mm,所述防腐层厚度为0.4mm,所述第二耐磨层厚度为1.1mm。

所述填料由碳纤维、活性炭、导电炭黑、导电云母、滑石粉和有机膨润土按照2:1:1:1:1:3的比例混合而成。

实施例三

一种耐磨铝合金门窗，包括铝合金门窗本体，所述铝合金门窗本体上设有耐磨组合涂层，所述耐磨组合涂层由依次设置在铝合金门窗本体上的第一耐磨层、防腐层和第二耐磨层组成；

所述铝合金门窗本体由如下质量比成份的原料组成：130份铝粉、18份铬粉、10份稀土元素、20份锡粉、12份铜粉、8份镍粉、8份镁粉、14份硅粉、8份锌粉、7份钛粉、4份锶粉和4份钴粉；

所述第一耐磨层和第二耐磨层均由如下质量比成份的原料组成：60份脲醛树脂、45份丙烯酸六氟丁酯、35份苯乙烯、12份氧化铝、8份成膜助剂、12份二氧化硅、17份醋酸乙酯、5份乙酰胆碱、8份氧化硅、18份羟甲基纤维素钠、8份石墨粉、5份二氧化钼、3份流平剂和5份分散剂；

所述防腐层由如下质量比成份的原料组成：55份氟碳树脂、32份苯乙烯、12份石墨烯、10份氢氧化铝、7份氢氧化钡、12份氧化锌、14份填料、8份硅烷偶联剂、8份分散剂和8份流平剂。

所述第一耐磨层厚度为0.7mm,所述防腐层厚度为0.4mm,所述第二耐磨层厚度为1.1mm。

所述填料由碳纤维、活性炭、导电炭黑、导电云母、滑石粉和有机膨润土按照2:1:1:1:1:3的比例混合而成。

根据实施例一、实施例二和实施例三可以得出，本发明通过铝合金门窗本体由如下质量比成份的原料组成：120-130份铝粉、15-18份铬粉、8-10份稀土元素、15-20份锡粉、10-12份铜粉、6-8份镍粉、6-8份镁粉、12-14份硅粉、6-8份锌粉、5-7份钛粉、2-4份锶粉和2-4份钴粉；

所述第一耐磨层和第二耐磨层均由如下质量比成份的原料组成：55-60份脲醛树脂、35-45份丙烯酸六氟丁酯、25-35份苯乙烯、10-12份氧化铝、5-8份成膜助剂、10-12份二氧化硅、15-17份醋酸乙酯、3-5份乙酰胆碱、5-8份氧化硅、15-18份羟甲基纤维素钠、5-8份石墨粉、3-5份二氧化钼、1-3份流平剂和3-5份分散剂；

所述防腐层由如下质量比成份的原料组成：45-55份氟碳树脂、25-32份苯乙烯、10-12份石墨烯、8-10份氢氧化铝、5-7份氢氧化钡、10-12份氧化锌、12-14份填料、5-8份硅烷偶联剂、5-8份分散剂和6-8份流平剂，制成的耐磨铝合金门窗耐磨和防腐性能最好，耐磨效果更加持久稳定，耐磨寿命更长。

实施例四

一种耐磨铝合金门窗的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：制备铝合金门窗本体，铝粉、铬粉、锡粉、铜粉、镍粉、镁粉、硅粉、锌粉、钛粉、锶粉和钴粉分别进行低温球磨粉碎，低温球磨处理时，控制球磨处理温度为2℃，控制球磨等级为过350目筛，然后将低温球磨粉碎后的铝粉、铬粉、锡粉、铜粉、镍粉、镁粉、硅粉、锌粉、钛粉、锶粉和钴粉进行混合搅拌，混合搅拌时控制搅拌时间为55min，控制搅拌转速为280r/min，再加入稀土元素进行超声波分散，超声波处理时控制压强为1.08MPa,超声波处理时间控制为13min，得到混合料，然后将混合料在成型模具内静压成型，得到铝合金门窗生坯；

步骤二：将铝合金门窗生坯在氮气环境下先进行预加热1.2h，预加热温度控制为380℃，然后将温度调节至525℃后进行热压成型，得到铝合金门窗本体；

步骤三：制备耐磨涂料，将脲醛树脂、丙烯酸六氟丁酯、氧化铝、二氧化硅、氧化硅、羟甲基纤维素钠、石墨粉和二氧化钼加入搅拌釜内进行升温搅拌42min，升温搅拌时，温度控制为88℃，再将苯乙烯、醋酸乙酯、乙酰胆碱和分散剂进行混合制成第一添加剂，然后添加至搅拌釜内进行混合搅拌18min,最后将成膜助剂和流平剂加入搅拌釜内进行混合搅拌18min，搅拌釜内搅拌转速控制为260r/min，然后将搅拌釜内所有混合后的原料导入均质器内进行均质处理13min，均质处理时控制压强为1.32MPa,冷却至室温，制成耐磨涂料备用；

步骤四：将制备好的耐磨涂料在铝合金门窗本体表面进行涂覆，控制涂层厚度为0.7mm，然后在氮气气氛中进行热固化，热固化温度控制为100℃，形成第一耐磨层；

步骤五：制备防腐涂料，将氟碳树脂、石墨烯、氢氧化铝、氢氧化钡和氧化锌加入反应釜内进行升温搅拌38min，升温搅拌时控制温度为72℃，然后进行超声波分散处理6min，超声波分散处理时控制压强为1.21MPa，再将苯乙烯、填料、硅烷偶联剂和分散剂进行混合，第二添加剂，再将第二添加剂加入反应釜内进行混合搅拌28min，最后加入流平剂继续搅拌13min，控制反应釜内搅拌转速为310r/min，冷却至常温后制成防腐涂料；

步骤六：将制备好的防腐涂料在第一耐磨层表面进行涂覆，控制涂层厚度为0.4mm，然后在氮气气氛中进行热固化，热固化温度控制为112℃，形成防腐层；

步骤七：待防腐层完全固化后，将步骤三中制备好的耐磨涂料在防腐层进行涂覆，控制涂层厚度为1.1mm，然后在氮气气氛中进行热固化，热固化温度控制为100℃，形成第二耐磨层；

步骤八：待第二耐磨层固化后，再将整个铝合金门窗本体在86℃环境中进行加热18min，然后冷却，制成耐磨铝合金门窗。

本发明通过在制备铝合金门窗本体时，在原料中加入稀土元素和铬粉，可以有效提高铝合金门窗本体的耐磨性能，通过在铝合金门窗本体表面设有耐磨组合涂层，能够进一步提高铝合金门窗的耐磨能力，同时还具有良好的防腐能力，设置两层耐磨层产生的耐磨效果更加持久稳定，耐磨寿命更长。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。