本发明涉及建筑材料，具体为一种门窗低导系数密封材料及其制备方法。
背景技术：
1、节能减排是世界范围内的重要研究课题，使用高效隔热保温材料是节能减排的关键措施之一，建筑门窗按其所处的位置不同分为围护构件或分隔构件，其需要具有保温、隔热、隔声、防水、防火等功能，寒冷地区由门窗缝隙而损失的热量，占全部采暖耗热量的25％左右，因此门窗的密封性的要求，是节能设计中的重要内容；市场上的密封材料一般是聚氯乙烯、聚苯乙烯等塑料为主，但塑料型材易老化，难降解，其内衬件没有连结成整体，且内部小分子增塑剂易迁移至制品的表层而导致密封条弹性变差使材质变硬，从而影响到门窗的密封性能，因此制备出一种低导热系数的材料用于门窗的密封，以保证室内冬暖夏凉，已成为目前亟需解决的问题。
2、密封材料对建筑门窗的密封性起着举足轻重的影响作用，现有技术中的建筑密封材料主要有天然橡胶、三元乙丙橡胶和硅橡胶等几个品种，其中天然橡胶密封条耐热老化差、容易龟裂；三元乙丙橡胶常使用硫磺硫化，导致耗能高且有较大气味，而且胶条耐候性能和抗老化性能差，使用温度范围较窄；硅橡胶密封材料有良好的耐候性、耐高低温性、压缩变形性、透气性，其无毒无味，环境友好等物理性能使之非常适用于建筑上使用；但是现有的硅橡胶密封材料的力学性能较差，其拉伸强度和抗撕裂强度性能与三元乙丙橡胶有一定的差距，此外，硅橡胶材料本身易燃，遇到明火可持续性燃烧，难以满足实际应用需求。
3、酚醛泡沫具有低烟低毒、尺寸稳定、导热系数低等优点，被誉为“保温材料之王”，在阻燃剂、涂料、保温材料等方面得到广泛应用，但酚醛泡沫也存在脆性大、韧性差、易粉化等问题；本发明旨在将硅橡胶与酚醛树脂接枝，综合二者的优异性能，制备出一种耐燃、低导热系数且力学性能优异的门窗密封材料，以保证室内的冬暖夏凉，起到节能减排的作用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处，提供了一种门窗低导系数密封材料及其制备方法，显著降低了密封材料的导热系数，提高了耐热性能和力学性能。
2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
3、一种门窗低导系数密封材料包括如下按重量份数计的组分：100份乙烯基硅橡胶、20-30份填料、5-12份气相白炭黑、10-16份玻璃纤维、3-8份含氢硅油、3-15份高度支化酚醛改性硅橡胶、2-6份促进剂和1-3份硫化剂。
4、高度支化酚醛改性硅橡胶的制备方法为：将按重量份数计的100份含氢硅橡胶溶解于二甲苯中，加入2-5份双[1,3-双(2-乙烯基)-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷]铂，在氮气氛围下升温至85-100℃，加入30-50份烯基醚化酚醛树脂，继续反应16-32h，减压浓缩，然后加入3-6份吐温-80和10-15份发泡剂，搅拌均匀，最后加入8-12份固化剂，快速搅拌均匀，在70-90℃烘箱中固化10-20min，得到高度支化酚醛改性硅橡胶。
5、进一步的，填料为珍珠岩微粉、纳米氮化钛或空心玻璃微珠中的任意一种。
6、进一步的，玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理过的长度为3-5mm的短玻璃纤维。
7、进一步的，发泡剂为正戊烷，固化剂为苯磺酸。
8、进一步的，烯基醚化酚醛树脂的制备方法为：
9、步骤(1)、氮气氛围下，向反应烧瓶中加入腰果酚和甲酸，搅拌均匀后，滴加双氧水，在70-90℃下反应2-5h，接着加入氢氧化钠水溶液，调节ph至10-12，继续反应1-3h，分液后水洗干燥，得到羟基化腰果酚。
10、步骤(2)、氮气氛围下，向反应烧瓶中加入苯酚、羟基化腰果酚、液体聚甲醛和氢氧化钠，分三次加入多聚甲醛，在90-105℃下反应2-5h，降温出料，得到腰果酚改性酚醛树脂。
11、步骤(3)、氮气氛围下，向反应烧瓶中加入腰果酚改性酚醛树脂和正丁醇，搅拌均匀后，加入氢氧化钾，升温至70-90℃使其完全溶解，滴加烯丙基溴，继续反应5-12h，加入去离子水洗涤至中性，减压浓缩，干燥后得到烯基醚化酚醛树脂。
12、进一步的，步骤(1)中按重量份数计，腰果酚为100份，甲酸为5-10份，双氧水为65-75份。
13、进一步的，步骤(1)中氢氧化钠的质量分数为15-30％。
14、进一步的，步骤(2)中按重量份数计，苯酚为100份、羟基化腰果酚为10-30份、液体甲醛为10-15份、氢氧化钠为3-6份，多聚甲醛为160-180份。
15、进一步的，步骤(3)中按重量份数计，腰果酚改性酚醛树脂为100份，氢氧化钾为30-45份，烯丙基溴为50-80份。
16、进一步的，制备方法为：将乙烯基硅橡胶加入至高速捏合机中，加入填料、气相白炭黑、玻璃纤维、含氢硅油和高度支化酚醛改性硅橡胶，在温度为150-165℃、转速为1500-2000r/min下混炼2-4h，接着置于开炼机中，加入促进剂，混合均匀后进行薄通，然后加入硫化剂置于挤出机中，挤出成型，得到门窗低导系数密封材料。
17、采取上述技术方案，本发明的有益效果在于：
18、本发明首先将腰果酚侧链上的双键氧化成邻二醇结构，以增强其亲水性，得到羟基化腰果酚，再替代部分苯酚合成腰果酚改性酚醛树脂，接着与烯丙基溴反应得到烯基醚化酚醛树脂，然后与含氢硅橡胶在铂催化剂的作用下进行加成反应，得到高度支化酚醛改性硅橡胶，最后与乙烯基硅橡胶、填料等进行开炼挤出，得到门窗低导系数密封材料。
19、酚醛树脂是一种非晶态材料，其分子呈无序排列，分子间的间隙较大，热量传导的路径较长，导热系数较低；将酚醛树脂与硅橡胶接枝产生交联，并经过发泡剂发泡后，其气孔尺寸普遍小于空气分子(氮气和氧气)的自由程(约70nm)时，气孔内的气体分子被束缚，在气孔内做原位振动，气相传热被消除，相当于气孔内处于真空状态，从而可获得低于“无对流空气”的导热系数；同时其较小的气孔尺寸增加了对热辐射的散射和屏蔽作用，有助于降低热辐射，具有较低的导热系数，以保证室内的冬暖夏凉。
20、腰果酚与苯酚的结构具有相似性，含有柔性链的腰果酚引入酚醛树脂分子结构中提高了树脂基体的韧性，在发泡过程中可以承受更多的发泡气体膨胀力，提高了泡沫的闭孔率和酚醛泡沫的力学强度与韧性；改性后的酚醛树脂和硅橡胶进行了有效接枝，与基体具有良好的相容性，酚醛树脂结构中含有大量的苯环并交联成体型结构，使得酚醛树脂具有良好的耐热性，能在500℃以下保持较高的稳定性；酚醛改性硅橡胶烧蚀后的炭化层稳定，使得硅橡胶的粉化得到明显抑制，进一步提高了门窗密封材料的高温稳定性。
1.一种门窗低导系数密封材料，其特征在于，所述密封材料包括如下按重量份数计的组分：100份乙烯基硅橡胶、20-30份填料、5-12份气相白炭黑、10-16份玻璃纤维、3-8份含氢硅油、3-15份高度支化酚醛改性硅橡胶、2-6份促进剂和1-3份硫化剂；
2.根据权利要求1所述的门窗低导系数密封材料，其特征在于，所述填料为珍珠岩微粉、纳米氮化钛或空心玻璃微珠中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的门窗低导系数密封材料，其特征在于，所述玻璃纤维为经硅烷偶联剂处理过的长度为3-5mm的短玻璃纤维。
4.根据权利要求1所述的门窗低导系数密封材料，其特征在于，所述发泡剂为正戊烷，固化剂为苯磺酸。
5.根据权利要求1所述的门窗低导系数密封材料，其特征在于，所述烯基醚化酚醛树脂的制备方法为：
6.根据权利要求5所述的门窗低导系数密封材料，其特征在于，所述步骤(1)中按重量份数计，腰果酚为100份，甲酸为5-10份，双氧水为65-75份。
7.根据权利要求5所述的门窗低导系数密封材料，其特征在于，所述步骤(1)中氢氧化钠的质量分数为15-30％。
8.根据权利要求5所述的门窗低导系数密封材料，其特征在于，所述步骤(2)中按重量份数计，苯酚为100份、羟基化腰果酚为10-30份、液体甲醛为10-15份、氢氧化钠为3-6份，多聚甲醛为160-180份。
9.根据权利要求5所述的门窗低导系数密封材料，其特征在于，所述步骤(3)中按重量份数计，腰果酚改性酚醛树脂为100份，氢氧化钾为30-45份，烯丙基溴为50-80份。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的门窗低导系数密封材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法为：将乙烯基硅橡胶加入至高速捏合机中，加入填料、气相白炭黑、玻璃纤维、含氢硅油和高度支化酚醛改性硅橡胶，在温度为150-165℃、转速为1500-2000r/min下混炼2-4h，接着置于开炼机中，加入促进剂，混合均匀后进行薄通，然后加入硫化剂置于挤出机中，挤出成型，得到门窗低导系数密封材料。
