CN101845192B - 一种树脂基复合材料彩色洁具及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种树脂基复合材料彩色洁具，该彩色洁具是将采用复合材料注射进模具，再经固化制得，所述的复合材料包含以下按重量百分数计的原料：14％～30％的不饱和聚酯树脂，6％～14％的聚酯型防收缩剂，11％～37％的增强纤维，25％～60％的填料，0.8％～2.4％的引发剂，1％～4％的色浆；所述的不饱和聚酯树脂由苯乙烯稀释不饱和树脂而制得；所述的填料包含硅灰石或碳酸钙或二者的混合物；所述的引发剂包含过氧苯甲酸叔丁酯和过氧苯甲酰。本发明提供的彩色洁具的制备方法采用低碳、低能耗、无污染的新技术，通过该方法制备的彩色洁具具有强度大、韧性高、自洁性佳、花纹和图案丰富清晰、高雅、美观的优点。

Description

一种树脂基复合材料彩色洁具及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种彩色洁具及其制备方法，具体地，涉及一种以树脂和非金属材料为主要原料的复合材料的彩色洁具及其制备方法。

背景技术

常见的洁具包括浴缸、台盆、座便器、小便斗，大部分采用陶土烧制而成，先把陶土制成洁具产品进行烧制，成型后表面上釉再进行烧结，其烧制过程需消耗大量能源和大量废气排放，碳排放量大，对空气造成污染；而其在烧制过程中由于温度的变化使产品开裂变形造成大量次品和废品，形成二次污染和浪费。同时生产中用的陶土资源也日益稀少，一旦资源枯竭，将无法再用陶土生产洁具产品。

近来，又有采用人造玛瑙或亚克力来制备卫浴洁具的，见专利号为ZL200410040962.6的中国发明专利《采用浇注工艺生成的亚克力座便器》(授权公告号：CN126923C)，该专利采用树脂和玛瑙粉混合物实心浇注在夹层空壳中的方式来制备座便器，所得产品虽然具有陶瓷制品的一般特性，但该方法工艺复杂，成本较高，而且厚度有限，自洁性不佳。在此基础，又公开了另一种亚克力和玻璃钢复合结构的座便器，见专利号为ZL200620034821.8的中国实用新型专利《亚克力和玻璃钢复合结构座便器》(授权公告号：CN2926350Y)，但其外观似塑料制品，感观和使用性都较差。

中国发明专利申请号为96106392.0的中国发明专利申请公开《人造大理石制品及其制备方法》(公开号：CN1167741A)，该专利申请以大理石粉、不饱和聚酯树脂、氢氧化铝及硅灰石为主要原料通过浇注工艺完成，产品性能和制备过程虽然有所提高，但产品较厚、很重、平整度和光洁度较差，且产业化程度低，不能形成工业化批量生产的规模。

发明内容

本发明提供了一种树脂基复合材料彩色洁具，该彩色洁具低碳、低能耗、无污染且具有高韧性和高强度、美观、高雅、档次高；该洁具既可以在一种洁具产品中用不同粗细和颜色的颗粒混合制成表面不同的颜色，也可在洁具产品表面制成仿天然大理石花纹木纹等花纹，还能采用水转印技术在洁具产品表面转印各种花纹和图案。

为达到上述目的，本发明提供了一种树脂基复合材料彩色洁具，所述的彩色洁具是采用复合材料注射进模具，再经固化制得，所述的复合材料包含以下按重量百分数计的原料：

不饱和聚酯树脂                     14％～30％；

聚酯型防收缩剂                     6％～14％；

增强纤维                           11％～37％；

填料                               25％～60％；

引发剂                             0.8％～2.4％；

色浆                               1％～4％；

为便于后续的混合均匀，所述的不饱和聚酯树脂包含按重量百分数计60％～65％的苯乙烯及35％～40％不饱和树脂；所述的不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂或间苯型不饱和聚酯树脂；

为便于后续的混合均匀，所述的聚酯型防收缩剂包含按重量百分数计33％～37％的苯乙烯及63％～67％的具有防收缩功能的聚酯；

所述的填料包含硅灰石或碳酸钙或二者的混合物；

所述的引发剂包含过氧苯甲酸叔丁酯和过氧苯甲酰，其中，过氧苯甲酸叔丁酯和过氧苯甲酰的重量配比为1∶2。

进一步地，所述的复合材料包含以下按重量百分数计的原料：

不饱和聚酯树脂                    15％～18％；

聚酯型防收缩剂                    10％～12％；

增强纤维                          12％～30％；

硅灰石                            10％～30％；

碳酸钙                            15％～30％；

引发剂                            0.8％～2.4％；

色浆            1％～4％。

所述的增强纤维包含尼龙纤维、聚膦腈微米纤维及聚酯纤维中的任意一种或一种以上的混合物。

所述的色浆为氧化铁系列色浆，用于调制各种颜色和彩色的洁具产品；该氧化铁系列色浆包含：钛白粉色浆、靛青氧化铁色浆及玛瑙色浆等的任意一种或一种以上。

所述的复合材料还包含以重量百分数计为6％～10％的氢氧化铝，以增加洁具产品的质感及阻燃性。

为使得洁具产品外观具有层次感，所述的复合材料还包含不同粒径的彩色大理石、聚酯、金属及玻璃等的任意一种或一种以上的颗粒，所述的不同粒径的颗粒的含量为按重量百分数计1％～16％。

本发明还提供了一种树脂基复合材料彩色洁具的制备方法，该方法包含以下具体步骤：

步骤1，按照配方量将不饱和聚酯树脂、聚酯型防收缩剂、增强纤维、硅灰石、碳酸钙、硅灰石、引发剂及色浆混合搅拌，捏合成团状的复合材料；

步骤2，将上述的复合材料加入到热固型注塑机的料筒中；

步骤3，采用油导入方式加热洁具的金属模具，并抽真空，真空度为-0.06～-0.09帕斯卡，以保证所生产的洁具产品密实无气孔；

步骤4，启动注塑机注射控制程序，将料筒中的复合材料注射到金属模具中；

步骤5，保持温度130℃～150℃，保压固化；

步骤6，打开模具，取出成型的洁具成品。

进一步地，本发明还提供了一种树脂基复合材料彩色洁具的制备方法，该方法包含以下具体步骤：

步骤1，根据所设计的洁具图案和颜色要求，按配方量分别配制两种不同颜色的复合材料；

步骤2，将上述两种颜色的复合材料分别加入到热固型注塑机中各自的料筒内；

步骤3，采用油导入方式加热洁具的金属模具，并抽真空，真空度为-0.06～-0.09帕斯卡，以保证所生产的洁具产品密实无气孔；

步骤4，启动注塑机注射控制程序，先将1号注射螺杆推进将料筒中的第一种颜色的复合材料注射到金属模具中然后退出，启动2号注射螺杆推进将料筒中的第二种颜色的复合材料注射到金属模具中；

步骤5，保持温度130℃～150℃，保压固化；

步骤6，打开模具，取出成型的洁具成品。

所述的金属模具采用油导入的方式加热，即把导热油通过模温器加热后导入到金属模具的加热孔中，对金属模具进行加热，这种间接加热方式更加安全，效果好。

所述的热固型注塑机采用活塞式机筒通过高压将复合材料注入到洁具的金属模具中，注射压力为每平方厘米60千克～100千克。

进一步地，所述的树脂基复合材料彩色洁具的制备方法还包含：

步骤7，通过水转印技术，在成型的洁具成品上印制所需的图案，所述的水转印步骤具体包含：

步骤7.1，将洁具产品上所需图案印在转印纸上；

步骤7.2，将转印纸放入加有溶化剂的温水中；

步骤7.3，待转印纸上的图案与转印纸的底纸分离后，把转印纸贴在洁具产品的表面压平，吹干，去掉转印纸的底纸即可。

本发明采用白度在95％以上优质的硅灰石和碳酸钙为主要原料捏合成复合材料，通过高压把不同颜色的复合材料分别注射到模具内固化制得，原料易得，制备过程无需高能耗长时间烧制，能耗降低，机械自动化程度高，劳动强度也减轻，采用特种注塑机注射，成品率高，劳动效率高，产品易于规模化生产，无次品；另外，所得产品外表光洁如镜，自洁性佳，不沾污，能保持常温状态，手感无冰冷之感，整体产品较薄和轻，产品档次高又省原料，且具有高韧性和高强度的优点；可根据产品的设计生产双色的洁具产品和仿天然大理石花纹的洁具产品；注射固化成型后的洁具产品采用水转印技术可在洁具的表面转印各种花纹和图案，制成高品质个性化的洁具产品。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：

制备昆仑晶石彩色洁具产品的方法主要包括以下几个步骤：

步骤1，用高性能改性的不饱和聚酯树脂混入到昆仑晶石粉料及昆仑晶石的各种粒径的颗粒、聚酯纤维、尼龙纤维、颜料和引发剂中，经捏合机搅拌捏合成团状的复合材料；

步骤2，将不同颜色的上述团状复合材料分别注入热固型注塑机的料筒中；

步骤3，将所要生产的洁具产品的金属模具采用油导入加热(即把导热油通过模温器加热后导入到金属模具的加热孔中，对金属模具进行加热)，加热温度保持在130℃～150℃，对洁具产品的金属模具抽取真空，真空度为-0.06～-0.09帕斯卡，以保证所生产的洁具产品密实无气孔；

步骤4，根据所要生产的单个洁具产品的材料用量输入热固型注塑机的电脑控制程序中，启动注塑机注射控制程序，先将1号注射螺杆推进将第一种颜色的复合材料注射到上述的金属模具中然后退出，启动2号注射螺杆推进将第二种颜色的复合材料注射到上述的金属模具中，所述的热固型注塑机采用活塞式机筒通过高压注入到洁具的金属模具中；

步骤5，将复合材料高压注射进金属模具中后，保持高温130℃～150℃，保压和固化10～15分钟，以消除产品收缩变形；

步骤6，洁具产品固化后用机械打开金属模具，使用顶出装置把产品从模具中顶出，然后用机械手把洁具产品从模具中取出放置于产品检验和包装流水线上。

以下为各个不同配方的实施例，实施例中的不饱和聚酯树脂采用上纬企业股份有限公司生产的上纬928，其不饱和树脂固含量为35％40％，其余为苯乙烯；聚酯型防收缩剂采用上纬企业股份有限公司生产的上纬7310，其聚酯固含量为63％～67％，其余为苯乙烯。

实施例1

配方一：18％不饱和聚酯树脂，10％聚酯型防收缩剂，20％尼龙纤维(长度3～5mm)，尼龙纤维为增强纤维，10％聚酯纤维(长度5～10mm)，聚酯纤维也为增强纤维，13％的1200目硅灰石微粒，25％的1000目碳酸钙粉料，3％钛白粉色浆，1％引发剂。引发剂采用过氧苯甲酸叔丁酯(TBPB)和过氧苯甲酰(BPO)，并且满足过氧苯甲酸叔丁酯与过氧苯甲酰的重量配比为1∶2。

配方二：18％不饱和聚酯树脂，10％聚酯型防收缩剂，10％聚酯纤维(长度5～10mm)，聚酯纤维为增强纤维，30％的1200目硅灰石微粒，28％的1000目碳酸钙粉料，3％靛青氧化铁色浆，1％引发剂。

将以上两种配方分别经捏合机搅拌捏合成团状的复合材料，分别注入热固型注塑机的料筒中。

先通过油导入方式加热所要生产的洁具产品的金属模具，控制温度为130℃～150℃，并抽取真空，真空度为-0.06～-0.09帕斯卡。

根据所要生产的单个洁具产品的材料用量输入到热固性注塑机的电脑控制程序中，启动注塑机注射控制程序，先将1号注射螺杆推进将第一种白色的复合材料注射到所要生产的洁具产品的金属模具中然后退出，启动2号注射螺杆推进将靛青色的复合材料也注射到上述的金属模具中，保温保压固化，10～15分钟后，打开模具，取出洁具产品。

本实施例制得的洁具产品不但薄而轻，线条流畅，抗冲击和抗压强度高而且白的底色上有自然流淌的靛青条纹，形成如天然云石般的质感。

实施例2

配方一：16％不饱和聚酯树脂(上纬928)，12％聚酯型防收缩剂(上纬7310)，5％聚膦腈微米纤维(长度3～6mm)，10％聚酯纤维(长度5～10mm)，15％的1200目硅灰石颗粒，30％的1000目碳酸钙粉料，8％的1000目氢氧化铝粉料，3％钛白粉色浆，1％引发剂。

配方二：16％不饱和聚酯树脂(上纬928)，12％聚酯型防收缩剂(上纬7310)，10％聚酯纤维(长度5～10mm)，30％的1200目硅灰石微粒，20％的1000目碳酸钙粉料，8％的1000目氢氧化铝粉料，3％玛瑙色浆，1％引发剂。

先通过油导入方式加热所要生产的洁具产品的金属模具，控制温度为130℃～150℃，并抽取真空，真空度为-0.06～-0.09帕斯卡。然后，将以上二种配方的复合材料分别注入热固型注塑机的料筒中，根据所生产的单个洁具产品的材料用量输入热固性注塑机的电脑控制程序中，启动注塑机的注射控制程序，先将1号注射螺杆推进将第一种白色的复合材料注射到金属模具中然后退出，启动2号注射螺杆推进，将玛瑙色的复合材料注射到模具中，保温保压固化后打开模具取出产品。

本实施例制得的洁具产品不但具有耐高温、耐腐蚀不沾污自洁性强，能保持常温状态、无冰冷之感，而且白的底色上有玛瑙花纹，形成如天然玛瑙的质感，彰显高贵典雅之品质。

实施例3

16％聚膦腈改性不饱和聚酯树脂(二苯氧基聚膦腈)，12％聚酯型防收缩剂(上纬7310)，6％尼龙纤维(长度3～5mm)，12％聚酯纤维(长度5～10mm)，20％的1200目硅灰石颗粒，30％1000目碳酸钙粉料，3％钛白粉色浆，1％引发剂。

将以上配方经捏合机捏合成团的复合材料，经热固型注塑机注射到洁具产品的金属模具中成型，并保温保压固化制成洁具产品。

将洁具产品上所需图案印在转印纸上，将转印纸放入加有溶化剂的温水中，待转印纸上的图案与转印纸的底纸分离后，把转印纸贴在洁具产品的表面压平，吹干，去掉转印纸的底纸即可。

本实施例中的洁具产品不但具有防水性能好、表面不积污、硬度高、抗冲击和耐磨性能好的特点，而且采用水转印技术在洁具产品表面转印各种花纹和图案，如天然大理石花纹、木纹、青瓷图案、各色花边等，使得洁具产品更加美观、高雅、具有个性。

实施例4

15％聚膦腈改性不饱和聚酯树脂(二苯氧基聚膦腈)，10％聚酯型防收缩剂(上纬7310)，5％尼龙纤维(长度3～5mm)，10％聚酯纤维(长度5～10mm)，15％的1200目硅灰石颗粒，12％的1000目碳酸钙粉料，5％的80目碳酸钙颗粒，8％的40目碳酸钙颗粒，16％的3～5mm颗粒(彩色大理石颗粒、聚酯颗粒、金属颗粒、玻璃等晶体颗粒中的一种或一种以上的混合颗粒，这些不同粒径的颗粒展现在洁具产品表面，显得更有层次感)，3％色浆(颜色根据所需产品的底色而定)，1％引发剂。将以上配方经捏合机捏合成团的复合材料，采用热固型注塑机注射到洁具产品的金属模具中成型，并保温保压固化制成洁具产品。

本实施例中的洁具产品具有天然大理石的质感，表面晶莹剔透光泽度和硬度高，展现丰富的立体感，有如天然玉石精雕细琢而成的玉石器皿，自然且具环保。

以上实施例中的百分比均为质量百分比，实施例中的洁具产品可以是洗脸盆、浴缸、座便器、净身器、小便斗、淋浴盆等。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种树脂基复合材料彩色洁具的制备方法，其特征在于，该方法包含以下具体步骤：

步骤1，将按重量百分数计为14％～30％的不饱和聚酯树脂、6％～14％的聚酯型防收缩剂、11％～37％的增强纤维、25％～60％的填料、0.8％～2.4％的引发剂及1％～4％的色浆混合搅拌，捏合成团状的复合材料；

步骤2，将上述的复合材料加入到热固型注塑机的料筒中；

步骤3，采用油导入方式加热洁具的金属模具，并抽真空，真空度为-0.06～-0.09帕斯卡；

步骤4，启动注塑机注射控制程序，将料筒中的复合材料注射到金属模具中；

步骤5，保持温度130℃～150℃，保压固化；

步骤6，打开模具，取出成型的洁具成品；

所述的不饱和聚酯树脂包含按重量百分数计60％～65％的苯乙烯及35％～40％不饱和树脂；所述的不饱和聚酯树脂为邻苯型不饱和聚酯树脂或间苯型不饱和聚酯树脂；

所述的聚酯型防收缩剂包含按重量百分数计33％～37％的苯乙烯及63％～67％的具有防收缩功能的聚酯；

所述的增强纤维包含尼龙纤维、聚膦腈微米纤维及聚酯纤维中的任意一种以上；

所述的填料包含硅灰石或碳酸钙或二者的混合物；

所述的引发剂包含过氧苯甲酸叔丁酯和过氧苯甲酰，其中，过氧苯甲酸叔丁酯和过氧苯甲酰的重量配比为1∶2。

2.如权利要求1所述的树脂基复合材料彩色洁具的制备方法，其特征在于，该方法包含以下具体步骤：

步骤1，根据所设计的洁具图案和颜色要求，按配方量分别配制两种不同颜色的复合材料；

步骤2，将上述两种颜色的复合材料分别加入到热固型注塑机中各自 的料筒内；

步骤3，采用油导入方式加热洁具的金属模具，并抽真空，真空度为-0.06～-0.09帕斯卡；

步骤4，启动注塑机注射控制程序，先将1号注射螺杆推进将料筒中的第一种颜色的复合材料注射到金属模具中然后退出，启动2号注射螺杆推进将料筒中的第二种颜色的复合材料注射到金属模具中；

步骤5，保持温度130℃～150℃，保压固化；

步骤6，打开模具，取出成型的洁具成品。

3.如权利要求1或2所述的树脂基复合材料彩色洁具的制备方法，其特征在于，所述的热固型注塑机采用活塞式机筒通过高压将复合材料注入到洁具的金属模具中，注射压力为每平方厘米60千克～100千克。

4.如权利要求3所述的树脂基复合材料彩色洁具的制备方法，其特征在于，所述的制备方法还包含：

步骤7，通过水转印技术，在成型的洁具成品上印制所需的图案，所述的水转印步骤具体包含：

步骤7.1，将洁具产品上所需图案印在转印纸上；

步骤7.2，将转印纸放入加有溶化剂的温水中；

步骤7.3，待转印纸上的图案与转印纸的底纸分离后，把转印纸贴在洁具产品的表面压平，吹干，去掉转印纸的底纸即可。

5.如权利要求4所述的树脂基复合材料彩色洁具的制备方法，其特征在于，所述的复合材料包含以下按重量百分数计的原料：

不饱和聚酯树脂         15％～18％；

聚酯型防收缩剂         10％～12％；

增强纤维               12％～30％；

硅灰石                 10％～30％；

碳酸钙                 15％～30％；

引发剂                 0.8％～2.4％； 

色浆            1％～4％。

6.如权利要求5所述的树脂基复合材料彩色洁具的制备方法，其特征在于，所述的色浆包含：钛白粉色浆、靛青氧化铁色浆及玛瑙色浆的任意一种以上。

7.如权利要求6所述的树脂基复合材料彩色洁具的制备方法，其特征在于，所述的复合材料还包含以重量百分数计为6％～10％的氢氧化铝。

8.如权利要求7所述的树脂基复合材料彩色洁具的制备方法，其特征在于，所述的复合材料还包含不同粒径的彩色大理石、聚酯、金属及玻璃的任意一种以上的颗粒，所述的不同粒径的颗粒的含量为按重量百分数计1％～16％。