一种保温耐候共挤复合全包覆金属型材技术领域
本新型涉及一种仿生材料技术设备领域，特别涉及一种保温耐候共挤复合全包覆
金属型材。
背景技术
铝塑木复合型材是铝芯与塑木复合材料紧密复合为一体的复合型材，其型材制作
是将塑木复合在铝芯表面上，达到内金属与外塑木结合为一体。这种型材把金属和塑木融
为一体，同时兼容了金属的高强度和塑木复合材料的保温和抗紫外等优点，在建筑材料，包
括结构材料及装饰装修领域占据着十分重要的地位；塑木材料与铝材的线性热膨胀系数相
差很大，在环境温度变化情况下，塑木部分与铝芯接触面处会发生开裂、变形，影响耐候性
和机械强度。
现有技术中，1、铝窗型材的市场使用量大，但铝型材的热传导系数大于一般非金
属型材，导致铝窗的保温节能性差；为了提高其保温性能，通常使用断桥铝、铝包木或者木
包铝类产品；2、共挤铝塑门窗，一般采用聚氯乙烯材料和铝型材共挤的加工方式，由于使用
了聚氯乙烯塑料做表层，因此颜色单一，多为白色，聚氯乙烯材料本身的耐候性能差；3、现
有的全包覆聚氯乙烯与铝型材共挤窗型材，在使用过程中，因为聚氯乙烯与铝材料的线膨
胀系数不同，导致窗型材在长期阳光照射后，会发生铝型材和共挤层分离的现象，比如窗角
裂缝，严重影响性能及美观；4、断桥铝铝型材被尼龙断开，结构整体性差，刚度不够；断桥铝
成本高，存在二次加工，人工成本高；只是部分隔热，热传导仍然大，结构不连贯；5、铝包木/
木包铝型材结构为一半木一半铝，从传导的角度看，仍未完全包覆；其中木材部分易发生霉
变、开裂、褪色，如果表面做油漆处理，会有甲醛不环保；加工方式仍需要二次加工，增加一
定成本；包覆的木材部分多为松木，杂木，售价高结构整体性差。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本新型提供了一种保温耐候共挤复合全包覆金属型材，针
对现有技术中的不足，采用在金属骨型材外部全包覆高分子复合材料，通过共挤出方法在
主材复合肉层外侧一体式制备出主材耐候皮层，制造出保温耐候复合材料全包覆金属型材
仿生材料，所述全包覆金属骨型材，解决了热传导带来的不能很好保温的问题，解决了断桥
铝和铝包木整体结构性差的问题，解决了产品颜色单一、室外耐候性差的问题，有效解决整
体的力学性能差的问题，通过全包覆共挤出获得的特殊材料，降低了高分子复合材料本身
的线膨胀系数，使得主材耐候皮层、主材复合肉层和金属骨型材相互紧密固接。
为达到上述目的，本新型的技术方案如下：一种保温耐候共挤复合材料全包覆金
属型材仿生材料，简称仿生材料；包括金属骨型材、主材复合肉层、主材耐候皮层、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、燕尾复合体主材复合肉层主材耐候
皮层，其特征在于：
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；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
体由多个矩形腔组成，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
横向与铝罩板一体式连接；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，所述复合材料框体右下部侧面设置
有异形胶条槽。
所述主材耐候皮层设置有四段，分别是上层半圆胶条槽至冷桥燕尾槽 段、半圆胶
条槽至矩形胶条槽段、和下层矩形胶条槽至异形胶条槽段和异形胶条槽至冷桥燕尾槽段。
上下主材耐候皮层由两台挤出机挤出，可以是不同的颜色和纹理。
所述燕尾复合体的设置数量至少为8个，所述金属骨型材与主材复合肉层的每个
连接面上至少设置2个燕尾复合体。
所述罩板筋在所述金属罩板上至少对称设置2组。
所述内加强筋至少设置有2根。
所述金属骨型材、内加强筋的厚度范围为1mm—10mm。金属骨型材起到骨架的作
用。受力可以由金属骨型材承载。
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(配置真空玻璃K＝0.8，配置中空玻璃K＝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，所述的主材耐候皮层表面可配色和木纹勾色；所述的保温耐候共挤复合材料全包覆金
属型材仿生材料力学性能较普通型材提升23倍。
本新型的工作原理为：通过金属骨型材与主材复合材料全包覆，并与主材耐候皮
层共挤出成型加工，得到保温耐候共挤复合材料全包覆金属型材仿生材料；1、降低了后期
需要根据不同形状而进行的二次加工产生的费用；所得到型材制备成的窗的保温系数K值
在0.8-2.5(配置真空玻璃K＝0.8，配置中空玻璃K＝2.5)，窗的保温性能达到6-11级；2、采
用纳米天然纤维素作为主材的主要组成部分，由于纳米材料的线膨胀系数低，通过配方的
调节，可以将整个塑木型材的线膨胀系数控制在5×10-6mm/mm℃—30×10-6mm/mm℃之间；
3、耐候层采用超耐候性塑料或者经过改性的高耐候材料是为了提高型材在户外的使用性；
改善了其户外的耐候性，抗褪色的年限可达到10年及以上，并可在表面进行配色和木纹勾
色，解决了产品颜色单一，室外耐候性差的问题；4、采用加强筋、燕尾复合体和增加铝型材
厚度的方法，是为了提高型材在高空使用时，风压导致的型材的断裂，本仿生材料制备出的
窗型材的抗风压等级可达到8级，远高于同类产品。
通过上述技术方案，本新型技术方案的有益效果是：采用在金属骨型 材外部全包
覆高分子复合材料，通过共挤出方法在主材复合肉层外侧一体式制备出主材耐候皮层，制
造出保温耐候共挤复合材料全包覆金属型材仿生材料，所述金属骨型材共挤出全包覆，所
述保温耐候共挤复合材料全包覆金属型材仿生材料制备成的窗的保温性能达到6-11级，从
而解决了断桥铝和铝包木非全包覆保温性能差的问题；所述保温耐候共挤复合材料全包覆
金属型材仿生材料的整体结构力学性能较普通型材提高了23倍，解决了断桥铝和铝包木整
体结构性差的问题；所述保温耐候共挤复合材料全包覆金属型材仿生材料的外表面采用自
身具有超耐候性的塑料或者经过改性的高耐候材料，抗褪色的年限约在10年及以上，并可
在表面进行配色和木纹勾色，解决了产品颜色单一，室外耐候性差的问题；所述主材复合肉
层的配方设计，采用纳米级天然纤维做主要成分，通过全包覆共挤出获得的特殊材料，有效
调节了塑料本身较高的线膨胀系数，线膨胀系数可控制在5×10-6mm/mm℃—30×10-6mm/mm
℃之间，而对于聚氯乙烯塑料来讲，其线膨胀系数为70×10-6mm/mm℃，远远高于铝型材25×
10-6mm/mm℃的线膨胀系数；所述保温耐候共挤复合材料全包覆金属型材仿生材料采用全包
覆共挤的加工方式，降低了后期施工二次加工的成本，使得主材耐候皮层、主材复合肉层和
金属骨型材相互紧密固接。
附图说明
为了更清楚地说明本新型实施例技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术
描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本新型的
一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这
些附图获得其他的附图。
图1为本新型实施例所公开的一种保温耐候共挤复合全包覆金属型材示意图。
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
1.金属骨型材 2.主材复合肉层 3.主材耐候皮层 4.复合材料罩板
5.复合材料框体 6.复合材料挡板 7.冷桥燕尾槽 8.半圆胶条槽
9.矩形胶条槽 10.异型胶条槽 11.金属框体 12.金属罩板
13.矩形腔 14.异形腔 15.内加强筋 16.罩板筋
17.燕尾复合体
具体实施方式
下面将结合本新型实施例中附图，对本新型实施例中的技术方案进行完整地描
述，显然，所描述的实施例仅仅是本新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本新型
中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施
例，都属于本新型保护的范围。
根据图1，本新型提供了一种保温耐候共挤复合全包覆金属型材，包括金属骨型材
1、主材复合肉层2、主材耐候皮层3、复合材料罩板4、复合材料框体5、复合材料挡板6、冷桥
燕尾槽7、半圆胶条槽8、矩形胶条槽9、异型胶条槽10、金属框体11、金属罩板12、矩形腔13、
异形腔14、内加强筋15、罩板筋16、燕尾复合体17。
所述金属骨型材1外部全包覆设置有主材复合肉层2，所述主材复合肉层2外部共
挤出一体成形有主材耐候皮层3；所述金属骨型材1横截面包括金属框体11和金属罩板12，
所述金属框体11由矩形腔13和位于矩形腔13上、下的二个异形腔14组成，上部的所述异形
腔14右侧横向与金属罩板12一体式连接；所述矩形腔13内部设置有多个内加强筋15，所述
金属框体11的外部四个面上分别设置有燕尾槽，所述金属罩板12上设置有多个罩板筋16，
所述金属罩板16的端部设置有半圆形罩板筋；所述主材复合肉层2与金属骨型材1外部形状
相近设置，所述主材复合肉层2与金属骨型材1外部满布填充，所述主材复合肉层2与金属骨
型材1上的多个燕尾槽形成多个燕尾复合体17；所述金属罩板12外部的主材复合肉层2形成
复合材料罩板4，所述金属框体11外部的主材复合肉层2形成复合材料框体5，所述复合材料
罩板4一侧的复合材料框体5中部设置有复合材料挡板6，所述复合材料挡板6相对一侧设置
有冷桥燕尾槽7，所述复合材料罩板4内侧设置有半圆胶条槽8，所述复合材料挡板6端部设
置有矩形胶条槽9，所述复合材料框体5左端部侧面设置有异形胶条槽10。
所述主材耐候皮层3设置有三段，分别是半圆胶条槽8至异形胶条槽10、半圆胶条
槽8至矩形胶条槽9段、矩形胶条槽9至异形胶条槽10段。
所述燕尾复合体17的设置有1个，所述罩板筋16在所述金属罩板12 上对称设置25
组；所述内加强筋15设置有2根。
所述金属骨型材1、内加强筋15的厚度为8mm。
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(配置真空玻璃K＝0.8，配置中空玻璃K＝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，所述的主材耐候皮层表面可配色和木纹勾色；所述的保温耐候共挤复合材料全包覆金
属型材仿生材料力学性能较普通型材提升23倍。
本新型具体操作步骤为：通过金属骨型材1与主材复合肉层2全包覆，并与主材耐
候皮层3共挤出成型加工，得到保温耐候共挤复合材料全包覆金属骨型材仿生材料；
1、降低了后期需要根据不同形状而进行的二次加工产生的费用；保温耐候共挤复
合材料全包覆金属型材仿生材料制作的窗型材的保温系数K值在0.8-2.5(配置真空玻璃K
＝0.8，配置中空玻璃K＝2.5)，低于一般断桥铝的保温系数K≈2.5-3.0，低于非断桥铝系列
的保温系数K≈4.5；
2、采用纳米天然纤维素作为材料的主要组成部分，由于纳米材料的线膨胀系数
低，通过配方的调节，可以将整个仿生材料型材的线膨胀系数控制在5×10-6mm/mm℃—30×
10-6mm/mm℃之间，与铝型材的线膨胀系数25×10-6mm/mm℃相近；而传统聚氯乙烯塑料的线
膨胀系数70×10-6mm/mm℃，远高于金属骨型材的线膨胀系数，因此导致了聚氯乙烯塑料在
后期的使用中，会与金属骨型材分离；
3、主材耐候皮层3采用超耐候性塑料或者经过改性的高耐候材料是为了提高型材
在户外的使用性；而传统的聚氯乙烯由于其自身分子链结构的原因，使得其在户外的耐候
性差，这是因为聚氯乙烯在紫外光照射后，会分解出一定的氯化氢气体，该类气体遇到空气
中的水分子或经过雨水的冲淋，生成次氯酸，这种物质具有很强的漂白性，因此我们在市场
上见到的该类产品多以白色为主；对于铝包木类产品，其具有木材的所有缺点，包括霉变，
开裂，褪色，如果表面做油漆处理，还会有甲醛，不环保；而保温耐候共挤复合材料全包覆金
属型材仿生材料采用自身具有超耐候性的塑 料或者经过改性的高耐候材料改善了其户外
的耐候性，抗褪色的年限可达到10年及以上，并可在表面进行配色和木纹勾色，解决了产品
颜色单一，室外耐候性差的问题；
4、采用加强筋、燕尾复合体17和增加铝型材厚度的方法，是为了提高型材在高空
使用时，风压导致的型材的断裂，本保温耐候共挤复合材料全包覆金属型材仿生材料抗风
压等级可达到8级，远高于同类产品。
通过上述具体实施例，本新型的有益效果是：采用在金属骨型材外部全包覆高分
子复合材料，通过共挤出方法在主材复合肉层外侧一体式制备出主材耐候皮层，制造出保
温耐候共挤复合材料全包覆金属型材仿生材料，所述金属骨型材共挤出全包覆，所述保温
耐候共挤复合材料全包覆金属型材仿生材料制作的产品的保温性能达到6-11级，从而解决
了断桥铝和铝包木非全包覆保温性能差的问题；所述保温耐候共挤复合材料全包覆金属型
材仿生材料的整体结构力学性能提高了23倍，解决了断桥铝和铝包木整体结构性差的问
题；所述保温耐候共挤复合材料全包覆金属型材仿生材料的外表面采用自身具有超耐候性
的塑料或者经过改性的高耐候材料，抗褪色的年限约在10年及以上，并可在表面进行配色
和木纹勾色，解决了产品颜色单一，室外耐候性差的问题；所述主材复合肉层的配方设计，
采用纳米级天然纤维做主要成分，通过全包覆共挤出获得的特殊材料，有效调节了塑料本
身较高的线膨胀系数，线膨胀系数可达到可达到5×10-6-30×10-6mm/mm℃，而对于聚氯乙
烯塑料来讲，其线膨胀系数为70×10-6mm/mm℃，远远高于铝型材25×10-6mm/mm℃的线膨胀
系数；所述保温耐候共挤复合材料全包覆金属型材仿生材料采用全包覆共挤的加工方式，
降低了后期施工二次加工的成本，使得主材耐候皮层、主材复合肉层和金属骨型材相互紧
密固接。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本新型。对这
些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般
原理可以在不脱离本新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本新型将不
会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的
最宽的范围。