CN101065225A - 利用铸塑系统以有或无abs增强来制造合成花岗岩卫生器具丙烯酸板材的方法 - Google Patents

利用铸塑系统以有或无abs增强来制造合成花岗岩卫生器具丙烯酸板材的方法 Download PDF

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Abstract

一种利用铸塑系统以有或无ABS增强来制造合成花岗岩型卫生器具丙烯酸板材的方法，它提供了一种未曾公开过的方法，用于获得合成花岗岩型卫生器具丙烯酸板材，其中实施了两个聚合阶段。称为第一聚合(D)的阶段由以下步骤限定：称为第一模具准备(D1)的步骤(D1)；称为模具填充(D2)的步骤，其中用第一配方填充模具；称为聚合(D3)的步骤，其中模具被置于高压釜内，该操作遵循的热曲线初始温度为50℃，且1小时后温度升至120℃并保持恒定直至共5小时的时间段结束，四小时后开始模具冷却步骤(D4)，其内聚合的板材经历模具冷却步骤(D4)；板材脱模步骤(D5)；其中板材被碾磨的板材碾磨步骤(D6)；称为颗粒选择(D7)的步骤。称为第二聚合(E)的阶段包括：称为第二模具准备(E1)的第一步骤；称为模具填充(E2)的步骤；称为除气(E3)的步骤；称为聚合(E4)的步骤，其中它们用第二配方填充并置于高压釜中，热曲线初始温度50℃，升至80℃并保持1小时，随后将温度升至120℃并保持直至4小时的时间段结束，然后开始第二模具冷却(E5)步骤，其中模具返回高压釜，进行新的最终聚合；最终板材脱模(E6)的步骤。

Description

利用铸塑系统以有或无ABS增强来制造合成花岗岩卫生器具丙烯酸板材的方法
本发明专利申请是一种利用铸塑系统以有或无ABS增强来制造合成花岗岩型卫生器具丙烯酸板材的方法，申请人提供了一种未曾公开过的用于获得通常用作制造特征为薄或厚层且需要深成型的诸如浴缸、马桶盖、水池、丙烯酸椅原材料的丙烯酸板材的思路。
本文中要求保护的用于获得卫生器具-合成花岗岩型板材的方法，还具有在板材本身组装过程中可连同PVC一起设置ABS型增强元件的优点，这样板材在成型中不会发生变化。
在卫生器具-合成花岗岩板材中引入ABS增强，使得诸如水按摩浴缸、丙烯酸椅等的产品可以热成型，避免了使用玻璃纤维等树脂，因此生产力提高，反映在操作成本降低和工作卫生领域方面，因为操作这种产品会损害健康是公知常识。
而且，在使用ABS增强的范围，该方法使得模塑后的最终产品具有更高的强度而无需应用任何类型的树脂，还认为它有益于产品的最终加工，因为整合成一体时产品(ABS)与花岗岩型烯酸板材的粘着性优异，对于在引入增强的后期方法之前的那些方法，产品会有粘着性问题和随后的过早损耗。
用本发明的方法得到的卫生器具-合成花岗岩(S.W.G.S.)产品，通常与用已知方法得到的产品具有相同的技术与物理特性，而且增加的优点在于可以降低用于模塑的必需厚度，因为这种产品在高深度具有更好的物理特性。
因此，由本发明方法得到的卫生器具-合成花岗岩-型(S.W.G.-.S.)板材，可允许上至1300mm的模塑深度。
这也是与通过现有技术已知方法得到的可达最深1050mm的卫生器具-合成花岗岩(S.W.G.S.)板材相比一贯的优点，而且与诸如连续铸塑和挤出等已知方法相比，铸塑系统还赋予产品更高的溶剂耐性以及强度。
最后，申请人还指出，从经济角度考虑它也有优势，其中本发明的方法需要约US$7,000,000.00的初始投资，它比实施现有技术已知的卫生器具-花岗岩(S.W.G.S.)板材制造方法的必要投资45,000,000.00低至少四倍。
利用本发明方法得到的卫生器具-合成花岗岩(S.W.G.S.)板材大大降低了投资的财力成本，因此产品最终价格的组成会有较大的机动限度，不仅是因为生产力提高了，而且还因为大大降低了成本组成中的投资偿还。
为了获得这些利益，申请人要求通过本发明专利申请保护一种未公开过的利用铸塑系统制造卫生器具-合成花岗岩(S.W.G.S.)板材的方法，它成为用于该手段的第三种制造方法，并且在世界上未被使用或被授予专利权，因为它不同于任何现有技术所已知的，它的实施要求使用此前从未用于该手段的设备。
而且，本发明的方法包括完全不同的配方，我们可以确认它是一种未公开过的用于花岗岩板材的铸塑系统工艺，它向全球市场提供了一种用于制造卫生器具-合成花岗岩(S.W.G.S.)板材的新途径，并且在经济、产品质量提高、工作卫生方面具有优势。
在最近的数十年，我们在开发需要较大模塑深度的聚合材料新产品方面有许多进展，例如水按摩浴缸、马桶盖、水池、丙烯酸椅和其它利用卫生器具-合成花岗岩(S.W.G.S.)板材制造的产品。
对于制造卫生器具-合成花岗岩(S.W.G.S.)板材，现有技术主要已知两种制造方法。
第一种已知的卫生器具-合成花岗岩(S.W.G.S.)板材的制造方法，被称为连续铸塑系统，它是由杜邦公司开发的，现在归属于LUCITE。
第二种已知的卫生器具-合成花岗岩(S.W.G.S.)板材的制造方法，被称为挤出系统，它是由ARISTECH公司开发的。
对于这两种情形，其方法与配方都是不同的，而且每种方法使用了截然不同的设备。
一般而言，现有技术已知的用于获得标准丙烯酸板材，被称为铸塑系统的方法，可以从以下描述来理解：
原材料甲基丙烯酸甲酯MMA以散装液体被承装在在集装罐或桶中，并储存在罐或储存器中，专门备用。
通过向加热至80℃反应器中泵送MMA使其预聚合，开始丙烯酸板材的制备工艺。
在该阶段，加入催化剂，脱模剂(demoulding)，滤光剂(solar filter)，在有色板材的情形准备好着色，或保持原晶体色。
在下一个阶段，在经过清洗过程的玻璃模具上，装配PVC绳用于闭合组成模具的玻璃叶片。
然后预聚合产品被置于玻璃模具中，PVC绳使液体保持在里面并提供所需的板材厚度，厚度随绳直径变化。
玻璃模具被预聚合产品适当填充后，它们被放置在高压釜型设备、热水罐或者甚至在炉中，然后通过“铸塑”系统聚合成为丙烯酸板材。
产品聚合中使用的各个设备要求不同的工艺，例如配方、热曲线、压力以及不同的聚合时间。
经过该工艺后，从用于聚合的设备中移出装有已聚合板材的模具，并冷却，然后脱模，并最后通过质量检测工艺而用于后期的包装。
用于获得基本形式为晶体和着色的丙烯酸板材的必要配方如表中所列：
表-用于获得丙烯酸板材的标准配方
 原材料   甲基丙烯酸甲酯(M.M.A.)
 催化剂   64vessel-Dupont
 脱模剂   Aerosol-OT 100％-Cytec/Tinuvin：P-Ciba
 绳   绳：PVC
 福特杯4°粘度   40/100秒
 初始水温   取决于设备
 最终水温   取决于设备
 着色   如所需的颜色
 热曲线(℃)   取决于设备
上述方法是对用铸塑系统获得丙烯酸板材的已知现有技术方法的概要描述，仅作为参考，有助于更好地理解本发明的通过铸塑系统制造卫生器具-合成花岗岩(S.W.G.S.)板材的方法。
就用于获得卫生器具-合成花岗岩(S.W.G.S.)板材的方法所已知的而言，申请人以未曾公开过的形式提供了实现所述方法的第三种方法，它在技术、操作、财力等方方面均带来了前所未有的优势，因为符合工业产权法中的要求，因此所述方法是特许申请的对象。
为了完善说明书，更好地理解本发明专利申请的特点，本说明书附有一套通过铸塑系统聚合丙烯酸-合成花岗岩板材的工艺流程图和加热曲线图作为例子，但并不限制本发明方法的实现形式，其中：
图1是本发明的丙烯酸卫生器具板材制造方法主要阶段的流程图。
图2是本发明的丙烯酸卫生器具板材制造方法中组成预聚合阶段的步骤的流程图。
图3是本发明的丙烯酸卫生器具板材制造方法中组成第一聚合阶段的步骤的流程图。
图4是本发明的丙烯酸卫生器具板材制造方法中组成第二聚合阶段的步骤的流程图。
图5是本发明的丙烯酸卫生器具板材制造方法第二聚合阶段第二模具准备步骤的两种可能的实现方式的子步骤的流程图。
图6是本发明的丙烯酸卫生器具板材制造方法中预聚合阶段必要的第一配方的加热和冷却曲线形式。
图7是本发明的丙烯酸卫生器具板材制造方法中第二聚合阶段必要的第二配方的加热和冷却曲线形式。
解释说明本发明专利申请的流程图涉及一种新的利用铸塑系统以有或无ABS增强来制造合成花岗岩卫生器具丙烯酸板材的方法，在图1中，申请人图解说明了本发明方法，在第一个逻辑层次上，，该方法是基于以下阶段：接收原材料(A)；储存原材料(B)；预聚合(C)；第一聚合(D)；第二聚合(E)；质量检验(F)以及板材包装(G)，其一旦实施就可以获得卫生器具-合成花岗岩(S.W.G.S.)板材。
称为接收原材料(A)的第一阶段包括：在集装罐或桶中散装接收液体形式的原材料甲基丙烯酸甲酯MMA产品。
称为储存原材料(B)的第二阶段，限定了在罐或储存器中储存甲基丙烯酸甲酯MMA产品，专门备用。
称为预聚合(C)的第三阶段由图2的步骤流程图表示，它是为了获得本发明方法必要的第一配方。
该阶段包括称为泵送原材料(C1)的第一步骤，其中将甲基丙烯酸甲酯MMA产品泵送入反应器型设备中。
一旦泵送后，开始称为加热原材料(C2)的第二步骤，其中甲基丙烯酸甲酯MMA产品被加热至85℃使其预聚合。
为了完成预聚合，还提供了称为添加其它试剂(C3)的步骤，引入用于获得合成花岗岩板材的试剂，例如催化剂、脱模剂和其它基础添加剂。
该阶段的最后一个步骤，称为界定第一配方(C4)，如表1中所示。
表1-第一配方
  原材料   甲基丙烯酸甲酯(M.M.A.)
催化剂   用于聚合工艺的催化剂；有助于获得对溶剂的化学耐性的催化剂
添加剂   使得所谓交联并还增加模塑性和弹性的添加剂
  脱模剂   避免板材粘着到模具上
  PVC绳   保持板材厚度
  福特杯4°粘度   100/110秒
  初始水温   50.0+/-1.0℃
  最终水温   120.0+/-1.0
一旦完成预聚合阶段(C)后，就开始称为第一聚合(D)的第四阶段，它由图3中的步骤流程图表示，目的是为了为了实现本发明方法必要的第一聚合。
第一个步骤称为第一模具准备(D1)，其中经过清洗系统清洗的模具，装配具有保证丙烯酸板材厚度功能的PVC绳，用于闭合(closing)玻璃叶片，后者构成用于形成板材的模具。
第二个步骤称为模具填充(D2)，其中用在预聚合阶段(C)的第一配方(C4)步骤中获得的第一配方，填充在第一步骤中预先准备好的模具中。
在接下来称为聚合工艺(D3)的步骤中，适当填充有第一配方的模具被置于通过铸塑系统获得合成花岗岩必不可少的高压釜型设备中，热曲线随时间、压力和温度变化。
第一聚合阶段(D)的压力为约6.0kgf/cm2。根据图6中用随时间变化的温度图适当表示的热曲线，初始温度为50℃，且1小时后温度升至120℃并保持恒定直至共5小时的时间段结束，四小时后开始模具以及其内聚合的板材的冷却步骤(D4)，在该步骤中，装有由第一聚合获得的丙烯酸板材的模具从高压釜型设备中移出，并适当冷却。
一旦适当冷却后，所得板材通过板材脱模(D5)步骤，其中它们被从模具中除去并冷却。
对于由第一聚合得到的板材，开始称为板材碾磨(D6)的第六步骤，其中已处于花岗岩预先设定的颜色，通过专用的特定设备(hydrogeny)碾磨板材，获得预定用于合成花岗岩的丙烯酸颗粒。
最后，为了完成第一聚合步骤(D)，还有称为颗粒选择(D7)的最后步骤，其中根据预定的质量标准将由前一步得到的颗粒进行分离。
界定第二配方(D8)的最后步骤，是实施称为第二聚合(E)的阶段必需的，由表2表示。
表2-第二配方
  原材料   甲基丙烯酸甲酯(M.M.A.)
催化剂   用于聚合工艺的催化剂；有助于获得对溶剂的化学耐性的催化剂
添加剂   使得所谓交联并还增加模塑性和弹性的添加剂
  脱模剂   避免板材粘着到模具上
  PVC绳   保持板材厚度
  ABS板材   用于增强丙烯酸板材
  福特杯4°粘度   40/110秒
  初始水温   50.0+/-1.0℃
  最终水温   120.0+/-1.0
通过界定第二配方(D8)的步骤界定第二配方后，开始称为第二聚合(E)的阶段，由图4所示，其包括称为第二模具准备(E1)的第一步骤，它可以是两种截然不同的可能工序，如图5所示。
实现第二模具准备(E1)步骤的第一种方式是不考虑使用ABS的无AB S(E.1.1)，它限定了模具清洗(E.1.1.1)、设置PVC绳(E.1.1.2)以及闭合模具(E.1.1.3)的子步骤。
实现第二模具准备(E1)步骤的第二种方式是考虑使用ABS的有ABS(E.1.2)，它限定了模具清洗(E.1.2.1)、设置PVC绳(E.1.2.2)、设置ABS板材(E.1.2.3)以及闭合模具(E.1.2.4)的子步骤，ABS板材的使用保障了获得更好结构的最终产品，更结实并具有可区别的加工特性。
第二模具准备(E1)步骤完成后，开始称为模具填充(E2)的第二步骤，促进在第一聚合阶段(D)中颗粒选择(D7)步骤预先获得的颗粒与预先聚合的液体(介质)以及用于花岗岩的配方进行混合。
模具填充(E2)步骤处于具有适当压力的低温系统下，其中液体与颗粒不会硬化或快速聚合，这要求预定的低温。
适当填充模具后，开始称为除气(E3)的步骤，除去所有的空气泡使颗粒填充整个模具，这需要真空系统与振动系统。
下一步骤称为聚合(E4)，其中适当填充有第二配方的模具被置于通过铸塑系统获得合成花岗岩必不可少的高压釜型设备中，热曲线随时间、压力和温度变化。
聚合步骤(E4)遵循用温度随时间变化表示的热曲线，初始温度50℃，升至80℃并保持1小时，随后将温度升至120℃并保持直至4小时的时间段结束，然后开始模具的冷却过程，在图7表示的热曲线图表中可以更好地表示这里描述的条件，切记对于获得适当产品的这种方法，要求在高压釜中进行两次聚合。
第二聚合工艺(E)阶段的压力为约4.0kgf/cm2。
聚合步骤(E4)后，开始第二冷却步骤(E5)，其中从高压釜中移出板材后，它们被再次冷却，然后进行板材脱模(E6)的最后步骤，从中取出得到的板材至质量检测阶段(F)，进行最终的标准检查(质量控制)，然后开始定义为包装板材阶段(G)的本发明方法的最后阶段。
从所描述和图解说明的可见，鉴于工业产权法，这是一种符合发明专利标准规定的方法，因此理应得到相应的权益。

Claims (10)

1.一种利用铸塑系统以有或无ABS增强来制造合成花岗岩卫生器具丙烯酸板材的方法，其特征在于，在第一逻辑层次上，其包括，称为接收原材料(A)的第一阶段；称为储存原材料(B)的第二阶段；称为预聚合(C)的第三阶段；称为聚合(D)的第四阶段；称为第二聚合(E)的第五阶段；称为质量检验(F)的第六阶段以及称为板材包装(G)的第七阶段。
2.根据权利要求1的利用铸塑系统以有或无ABS增强来制造合成花岗岩卫生器具丙烯酸板材的方法，其特征在于，称为预聚合(C)的阶段包括以下步骤：称为泵送原材料(C1)的第一步骤，其中将甲基丙烯酸甲酯MMA产品泵送入反应器型设备中；称为加热原材料(C2)的步骤，其中甲基丙烯酸甲酯MMA产品被加热至85℃；以及称为添加其它试剂(C3)的步骤。
3.根据权利要求2的利用铸塑系统以有或无ABS增强来制造合成花岗岩卫生器具丙烯酸板材的方法，其特征在于界定了第一配方，其中原材料为甲基丙烯酸甲酯(M.M.A.)，用于聚合过程的催化剂，用于获得对溶剂的化学耐性的催化剂，脱模剂，PVC绳，福特杯4°粘度为100/110秒；初始水温为50.0+/-1.0℃；最终水温为120.0+/-1.0℃。
4.根据权利要求1的利用铸塑系统以有或无ABS增强来制造合成花岗岩卫生器具丙烯酸板材的方法，其特征在于，称为第一聚合(D)的阶段包括：称为第一模具准备(D1)的步骤；称为模具填充(D2)的步骤，其中用第一配方填充模具；称为聚合(D3)的步骤，其中模具被置于高压釜内；模具冷却步骤(D4)；板材脱模步骤(D5)；其中板材被碾磨的板材碾磨步骤(D6)；称为颗粒选择(D7)的步骤。
5.根据权利要求4的利用铸塑系统以有或无ABS增强来制造合成花岗岩卫生器具丙烯酸板材的方法，其特征在于界定了第二配方，其中原材料为甲基丙烯酸甲酯(M.M.A)；用于聚合过程的催化剂；用于获得对溶剂的化学耐性的辅助催化剂；允许进行交联反应的添加剂；增加模塑性和弹性的添加剂；脱模剂，PVC绳，ABS板材；福特杯4°粘度为40/110秒；初始水温为50.0+/-1.0℃；最终水温为120.0+/-1.0℃。
6.根据权利要求4的利用铸塑系统以有或无ABS增强来制造合成花岗岩卫生器具丙烯酸板材的方法，其特征在于聚合步骤(D3)遵循的热曲线，初始温度为50℃，且1小时后温度升至120℃并保持恒定直至共5小时的时间段结束，四小时后开始模具以及其内部聚合板材的冷却步骤(D4)。
7.根据权利要求1的利用铸塑系统以有或无ABS增强来制造合成花岗岩卫生器具丙烯酸板材的方法，其特征在于，称为第二聚合(E)的阶段包括：称为第二模具准备(E1)的第一步骤；称为模具填充(E2)的步骤，其中在低温(预定)和压力下用第二配方填充模具；称为除气(E3)的步骤，除去所有的空气泡；称为聚合(E4)的步骤，其中模具返回高压釜，进行新的最终聚合；第二冷却步骤(E5)；最终板材脱模步骤(E6)。
8.根据权利要求7的利用铸塑系统以有或无ABS增强来制造合成花岗岩卫生器具丙烯酸板材的方法，其特征在于，实施称为第二模具准备(E1)步骤的第一种方式，称为无ABS(E.1.1)，未考虑使用ABS板材，其包括模具清洗(E.1.1.1)、设置PVC绳(E.1.1.2)以及闭合模具(E.1.1.3)的子步骤。
9.根据权利要求7的利用铸塑系统以有或无ABS增强来制造合成花岗岩卫生器具丙烯酸板材的方法，其特征在于，实施第二模具准备(E1)步骤的第二种方式，称为有ABS(E.1.2)，其包括模具清洗(E.1.2.1)、设置PVC绳(E.1.2.2)、设置ABS板材(E.1.2.3)以及闭合模具(E.1.2.4)的子步骤。
10.根据权利要求7的利用铸塑系统以有或无ABS增强来制造合成花岗岩卫生器具丙烯酸板材的方法，其特征在于，聚合步骤(E4)的热曲线表现为，初始温度50℃，升至80℃并保持1小时，随后将温度升至120℃并保持直至4小时的时间段结束，然后开始冷却过程。
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