CN102578940B - 珍珠岩保温浴缸 - Google Patents
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Abstract
一种珍珠岩保温浴缸，其浴缸缸体由多层结构构成，所述浴缸缸体表面为亚克力层(1)，依次为FRP层(2)、珍珠岩树脂混合层(3)、外表面胶衣层(11)，在亚克力层(1)和FRP层(2)之间设置有用于防止所述两层分离的粘接剂层，所述珍珠岩保温浴缸利用珍珠岩其表面玻璃化中空的结构特性，具有吸水率低，耐火度高，无味无毒，质轻，隔热等物理特性，在亚克力浴缸的基础上增加了珍珠岩隔热保温层，使浴缸内的热水不因浴缸本身散热过快而很快冷却，从而达到保温的效果。
Description
技术领域：
本发明涉及卫生设备技术领域，具体涉及一种采用珍珠岩作为保温材料的浴缸及其制造方法。
背景技术：
现有技术中所使用的浴缸，通常分为铸铁浴缸、亚克力浴缸、人造大理石浴缸、FRP(玻璃纤维增强塑料)浴缸等几大类。但是这些常见的浴缸在使用过程中都存在各种各样的缺陷，例如铸铁浴缸，其外形变化少，制作过程能源消耗较大，由于重量较重，运输及安装相对困难。对于亚克力浴缸，其虽然具有质量轻、外形变化多等优点，但因于生产这种浴缸所需投资少，容易上马，使得品质差异很大、良莠不齐。如通常所说的高端的亚克力浇注浴缸，其是在亚克力浴缸的制作体上再增加一层树脂加碳酸钙添料所形成的浇注层构成的，因此具有亚克力外形变化多的优点，也有类似于铸铁浴缸的质感，重量比铸铁浴缸轻，大至是铸铁缸的40％左右，但比普通亚克力浴缸重，是普通亚克力浴缸的4倍左右，一只长1500mm宽750mm深450mm的重量约55kg左右。由于树脂加碳酸钙添料所形成的浇注层约10～15mm左右，使得所形成的浴缸比较脆，在运输安装过程中容易开裂。对于人造大理石浴缸，其在外形的多样化方面界于铸铁浴缸和亚克力浴缸之间，也有类似于铸铁浴缸的质感，重量比铸铁轻，但由于外表比较脆在运输安装过程中容易开裂。对于FRP浴缸，其造型比亚克力更丰富，能使缸体和裙板浑然一体，但其工艺相对复杂，制造成本较高。
然而，对于浴缸而言，除上述造型、质感、重量、强度等需要考虑的因素外，浴缸还必须具备良好的保温性能，在浴缸使用过程中，人们对于接近体温时的温度比较敏感，如果浴缸保温性能较差，将大大缩短入浴时间，同时也降低了人们在入浴过程中的舒适度。因此本领域急需一种在造型、质感、重量、强度、以及保温等综合性能等有良好表现的浴缸。
发明内容：
本发明提供了一种在造型、质感、重量、强度等方面具有良好性能，尤其还具有良好保温性能的珍珠岩保温浴缸。该浴缸缸体由多层结构构成，其特征在于：所述浴缸缸体表面为亚克力层(1)，依次为FRP层(2)、珍珠岩树脂混合层(3)、外表面胶衣层(11)，在亚克力层(1)和FRP层(2)之间设置有用于防止所述两层分离的粘接剂层。
所述珍珠岩树脂混合层(3)的含有重量百分比为50～65％的不饱和聚酯树脂；15～25％的玻化珍珠岩；10～15％的氢氧化铝；5～10％的碳酸钙。
所述亚克力层(1)的厚度在0.5mm～3mm之间，所述FRP层(2)的厚度在2mm～4mm之间，所述珍珠岩树脂混合层(3)的厚度在10mm～20mm之间。所述粘接剂层的厚度在0.2mm～0.4mm之间，所述外表面胶衣层(11)的厚度在0.5mm～0.7mm之间。
所述FRP层(2)由玻璃纤维作为骨架加入不饱和聚酯树脂作为粘接剂构成，所述亚克力层(1)和FRP层(2)之间的粘接剂层由乙烯基聚脂树脂(亚克力粘接树脂)构成。
本发明还提供了制造珍珠岩保温浴缸的制造方法，该方法包括如下步骤：
a)制造亚克力层：采用亚克力板真空成形，用适当尺寸的亚克力板，加热软化，固定在浴缸外形模具上，用真空吸附或加压的方式将软化后的亚克力板贴服在浴缸外形模具上，冷却定形后脱模，获得与浴缸外形模具相同形状的亚克力层；
b)在所形成的亚克力层上形成粘接层；
c)制造FRP(玻璃纤维增强塑料)增強层：采用手糊或喷涂等工艺将FRP增强层粘贴在亚克力层外表面上，形成结合了亚克力层和FRP层的具有浴缸外形的结合体(4，9)；
d)制造珍珠岩树脂混合层：将各成份重量百分比为不饱和聚酯树脂50～65％、玻化珍珠岩15～25％、氢氧化铝10～15％、碳酸钙5～10％的珍珠岩树脂混合料，均匀搅拌后，浇注入由外表面模具(6，7)和所述结合体(4，9)之间的间隙中，成形；
然后脱模形成所述珍珠岩保温浴缸。
在所述d)制造珍珠岩树脂混合层的步骤中，采用沉降法，在外表面模具(6)内加入定量的珍珠岩树脂混合料(5)，再将结合了亚克力层和FRP层的具有浴缸外形的结合体(4)放入，加以一定的压力，并在所述结合体(4)上沿边缘适当的位置留有浇注口，通过所述浇注口进行真空抽吸以将气体及多余料排出。
在所述d)制造珍珠岩树脂混合层的步骤中，还可采用浇注法，将外表面模具(7)与结合了亚克力层和FRP层的具有浴缸外形的结合体(9)中间留有15～20mm的间隙固定，在外表面模具(7)底部设置浇注口(10)，采用倒置浇注成形，将所述结合体(9)上沿边缘与外表面模具(7)之间进行密封且在适当的位置设置用于排出存留空气的排气口，外表面模具7底部的其它部分为敞开式结构，从上浇注珍珠岩树脂混合浇注料8。
在所述a)制造亚克力层的步骤中，还包括将贴服在外形模具上的亚克力层在密闭的养生室中在2小时间内将温度从环境温度升至60℃～80℃，保温4小时，再在2小时间内将温度缓慢降至环境温度的养生步骤。
在所述c)制造FRP增强层的步骤中，还包括将采用手糊或喷涂等工艺粘贴在亚克力层外表面上的FRP增强层在40℃～50℃下，保持FRP增強层2小时的养生步骤。
本发明利用珍珠岩其表面玻璃化中空的结构特性，吸水率低，耐火度高，无味无毒，质轻，隔热等物理特性，在亚克力浴缸的基础上增加了珍珠岩隔热保温层，使浴缸内的热水不因浴缸本身散热过快而很快冷却，从而达到保温的效果。
附图说明：
图1为本发明的浴缸缸体的层状结构示意图。
图2为本发明中利用沉降法制造浴缸体的截面示意图。
图3为本发明中利用浇注法制造浴缸体的截面示意图。
具体实施方式：
如图1所示，图1为本发明的浴缸缸体的层状结构示意图。其中本发明的浴缸缸体由多层结构构成，浴缸缸体表面为亚克力(PMMA聚甲基丙烯酸甲脂)层1，依次为FRP(玻璃纤维增强塑料)层2、珍珠岩树脂混合层3和外表面胶衣层(11)，其中在亚克力层1和FRP层2之间设置有用于防止上述两层分离的粘接剂层。其中亚克力层1的厚度在0.5mm～3mm之间，FRP层2的厚度在2mm～4mm之间，珍珠岩树脂混合层3的厚度在10mm～20mm之间，外表面胶衣层(11)的厚度在0.5mm～0.7mm之间，粘接剂层的厚度在0.2mm～0.4mm之间。其中FRP层由玻璃纤维作为骨架加入不饱和聚酯树脂作为粘接剂构成，所述亚克力层和FRP层之间的粘接剂层由乙烯基聚脂树脂(亚克力粘接树脂)构成。
本发明中具有上述结构的珍珠岩保温浴缸既有亚克力造型丰富的优点，又有亚克力浇注浴缸和铸铁浴缸厚重的质感，而实际重量只是亚克力浇注浴缸的60％左右，是铸铁浴缸的25％左右，一只长1500mm宽750mm深450mm的珍珠岩保温浴缸重量约35kg左右，重量适中。在运输安装过程中无需象铸铁缸需4人吃力搬运安装，而亚克力浇注浴缸约58kg左右，往往因安装操作空间狭小，2人搬运安装也比较吃力。由于珍珠岩浇注体相对于普通碳酸钙浇注体而言具有一定的弹性，因此在运输和安装中不易开裂。
本发明的珍珠岩保温浴缸最大特点在于它的保温性，人们对接近体温时的温度比较敏感，即所谓舒适度。珍珠岩保温浴缸就是为了延长其舒适度的时间段，从而在某种程度上解决了目前人们为了增加入浴时间而提高入水温度，或因水温下降过快(尤其在天冷的季节)引发感冒而尽早出浴的问题。
试验例一(表一)：
本试验是将46℃度水分别放入铸铁浴缸，亚克力浴缸，亚克力浇注浴缸，珍珠岩浇注浴缸内。在同等的时间下，实测外表面随时间的温度变化。从而得到散热快慢的情况。(普通亚克力浴缸因壁薄3～5mm而隔热效果较差，亚克力浇注缸其结构由表面亚克力层、FRP增強层、含碳酸钙添料的浇注层15mm左右，隔热效果适中。本发明的真珠岩浇注体缸隔热效果佳)
试验例二(表二)通过将几种不同材质组合在一只浴缸的侧面，放入46℃度热水后的对比其表面的温度变化，在同等的时间下，所测得的外表面温度越高，说明散热越快，也就是说明保温性能越差。
表一和表二所示不同材质的浴缸隔热的效果不一，普通亚克力浴缸(因壁厚较薄)热传导较快，其次是铸铁缸，亚克力浇注体缸，热传导最慢的是本发明的珍珠岩保温浴缸。也就是说明其保温性优于常见的其它材质浴缸。
表一(单位℃)
表二(单位℃)
本发明所使用的珍珠岩材料：
本发明主要采用了珍珠岩作为保温层的关键材料。珍珠岩(Perlite)是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，因其具有珍珠裂隙结构而得名。膨胀珍珠岩原料矿床主要为酸性火山喷发岩产物。中国自中生代以来，各类岩浆大量喷出，在侏罗系、白垩系、第三系、第四系内均形成有膨胀珍珠岩。我国矿产丰富。已在山西、辽宁、内蒙古、河南、吉林、黑龙江、江苏、浙江、山东、江西、湖北、河北等十多个省、自治区发现膨胀珍珠岩矿床，其中产于山西的储量最大。已开发的较大的矿床有：河南信阳上天梯、河南罗山、辽宁建平、浙江缙云、吉林九台、山西灵丘等处。
本发明所使用的珍珠岩为表面熔结膨胀珍珠岩俗称球形闭孔珍珠岩、玻化珍珠岩，是一种无机玻璃质矿物材料。是由一定粒径的珍珠岩矿砂在电能加热方式下膨胀，膨胀颗粒表面经瞬间高温融化，克服孔之间表面张力而自由闭合，经降温后形成连续玻质化的颗粒表面，其内部保持着完整的中空空心堆积结构。优良的轻质、强度和热电绝缘性能决定了产品具有广泛的用途。其结构特征为：直观成微圆形颗粒，具有反光的连续玻璃质化光滑外表面。理化性能稳定，具有质轻、绝热、防火、耐高温、耐老化、无毒无味，防火防尘防潮，不变形改性，不腐烂，吸水率小等优异性能，被广泛用于工业、农业、建材、化工、冶炼、轻工等诸多领域.
本发明所使用的玻化珍珠岩的物理性能：
粒度(mm)：0.5～1.5
容重(kg/m3)：50～200
导热系数(w/m.k)：0.0284～0.054
吸水率(真空抽滤法测定的％)：20％～50％
耐火度：1208～1360℃
所述玻化珍珠岩在水泥、树脂、水玻璃、石膏等胶结料中易分散，在耐火材料行业可用于生产0.6g/cm3轻质节能耐火砖，和各种超轻质节能耐火材料，在建材行业中可用作保温、隔音、绝热、内外墙保温沙浆，各类轻质装饰板、吊顶板、GRC墙板、空心条板、复合墙体材料。在饮料、啤酒、医药行业可用做过滤陶瓷、助滤剂等。在化工、炉窑制造业可用作热力管道保温、炉窑绝热制品、保温制品。在军事工业，可在乳化炸药制造中取代价格昂贵的玻璃微珠。在消防行业，可用于制作各种消防材料。
本发明利用珍珠岩其表面玻璃化中空的结构特性。吸水率低，耐火度高，无味无毒，质轻，隔热等物理特性，在亚克力浴缸的基础上增加了珍珠岩隔热保温层，使浴缸内的热水不因浴缸本身散热过快而很快冷却，从而达到保温的效果。
制作工艺流程：
a)亚克力层形成步骤：亚克力层的形成采用亚克力板真空成形，用适当尺寸(长、宽、厚均适合)的亚克力板，加热软化，固定在浴缸外形模具上，用真空或加压的方式将软化后的亚克力板贴服在模具上，冷却定形后，脱模。即获得与模具相同形状的亚克力层，以形成亚克力成形件。
养生：在密闭的养生室中在2小时间内将温度从环境温度升至60℃～80℃，保温4小时，再2小时间内将温度缓慢降至环境温度，以消除亚克力成形过程中所产生的内应力。
b)喷粘接层：由于亚克力原材料PMMA聚甲基丙烯酸甲脂，与下道工序FRP增強层(其构成为以玻璃纤维作为骨架，加入普通不饱和聚酯树脂)之间不能很好的粘接，易分层剥离。喷0.3mm左右厚度乙稀基聚脂树脂(亚克力粘接树脂)作为粘接层，能有效地防止亚克力层与后续FRP增强层之间的分层剥离。
c)制造FRP增強层：FRP增强层是由玻璃纤维作骨架，加入不饱和聚酯树脂为粘接剂构成的，俗称玻璃钢。厚约2mm～4mm之间，优选为3mm，用手糊或喷涂等工艺粘贴在原本脆弱的亚克力外表面上，增加其强度。
养生：在40℃～50℃下，保持FRP增強层2小时，形成结合了亚克力层和FRP层的具有浴缸外形的结合体。
d)制造珍珠岩树脂混合层：所述珍珠岩树脂混合层的构成为(重量百分比)：不饱和聚酯树脂50～65％；玻化珍珠岩15～25％；氢氧化铝10～15％；碳酸钙5～10％。在一个优选的实施例中，将为不饱和聚酯浇注树脂60％，玻化珍珠岩20％，氢氧化铝12％，碳酸钙8％的混和物(重量百分比)作为浇注料，均匀搅拌后，浇注成形。优选的是，可以再添加占不饱和聚酯树脂重量1～4％，优选为2％的还氧化甲乙酮作为引发剂，均匀搅拌后，浇注成形。其中本发明中所述的不饱和聚酯树脂属于本领域常用的一种热固性树脂，其是由不饱和二元酸、不饱和二元醇和二元醇缩聚而成的线形聚合物，经过交联单体或活性溶剂稀释形成的具有一定黏度的树脂溶液，简称UP。形成珍珠岩树脂混合层厚度为15～20mm。所述珍珠岩树脂混合层的形成方法如下：
(1)沉降法：如图2所示，图2为本发明中利用沉降法制造浴缸体的截面示意图。在外表面模具6内加入定量的珍珠岩树脂混合浇注料5，再将结合了亚克力层和FRP层的具有浴缸外形的结合体4放入，加以一定的压力，并在浴缸上沿边缘适当的位置留有浇注口，并配有真空抽吸，便于将气体及多余料排出。优选的是，在外表面模具6加入珍珠岩树脂混合浇注料5之前，先在外表面模具6上设置蜡等隔离物，再喷涂一层聚酯树脂，该层聚酯树脂在浴缸脱模后即形成浴缸的外表面胶衣层11。
(2)浇注法：如图3所示，图3为本发明中利用浇注法制造浴缸体的截面示意图。将外表面模具7与结合了亚克力层和FRP层的具有浴缸外形的结合体9中间留有15～20mm的间隙固定，由于是倒置浇注成形，所以在浴缸上沿边缘与外表面模具7之间进行了密封且在适当的位置设置了排气口，便于排出存留的空气。外表面模具7底部设置有浇注口10，外表面模具7底部的其它部分为敞开式结构，浇注从上浇入珍珠岩树脂混合浇注料8。优选的是，在外表面模具6加入珍珠岩树脂混合浇注料5之前，先在外表面模具7上设置蜡等隔离物，再喷涂一层聚酯树脂，该层聚酯树脂在浴缸脱模后即形成浴缸的外表面胶衣层11。
通过上述(1)或(2)两种浇注步骤后，再进行以下步骤：
养生：50℃～60℃，放置4小时。
脱模
切割，打孔：切除飞边，及打排溢水口等。
检验，包装，入库。
虽然本发明已经参照多个实施例进行了描述，但本发明并不限于上述实施例，应当理解本领域技术人员能够对上述实施例中涉及的部件进行适当的组合形成新的实施例，在不脱离本发明原理的基础上进行的各种明显的修改和变化都应落入本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种珍珠岩保温浴缸，其浴缸缸体由多层结构构成，其特征在于：所述浴缸缸体表面为亚克力层(1)，依次为FRP层(2)、珍珠岩树脂混合层(3)、外表面胶衣层(11)，在亚克力层(1)和FRP层(2)之间设置有用于防止所述亚克力层(1)和FRP层(2)分离的粘接剂层，所述珍珠岩树脂混合层(3)含有重量百分比为50～65％的不饱和聚酯树脂；15～25％的玻化珍珠岩；10～15％的氢氧化铝；5～10％的碳酸钙。
2.如权利要求1所述的珍珠岩保温浴缸，其特征在于，所述亚克力层(1)的厚度在0.5mm～3mm之间，所述FRP层(2)的厚度在2mm～4mm之间，所述珍珠岩树脂混合层(3)的厚度在10mm～20mm之间，所述外表面胶衣层(11)的厚度在0.5mm～0.7mm之间。
3.如权利要求2所述的珍珠岩保温浴缸，其特征在于，所述粘接剂层的厚度在0.2mm～0.4mm之间。
4.如权利要求1-3之一所述的珍珠岩保温浴缸，其特征在于，所述FRP层(2)由玻璃纤维作为骨架加入不饱和聚酯树脂作为粘接剂构成，所述亚克力层(1)和FRP层(2)之间的粘接剂层由乙烯基聚脂树脂构成。
5.一种用于制造权利要求1所述的珍珠岩保温浴缸的方法，该方法包括如下步骤：
a)制造亚克力层：采用亚克力板真空成形，用适当尺寸的亚克力板，加热软化，固定在浴缸外形模具上，用真空吸附或加压的方式将软化后的亚克力板贴服在浴缸外形模具上，冷却定形后脱模，获得与浴缸外形模具相同形状的亚克力层；
b)在所形成的亚克力层上形成粘接层；
c)制造FRP增强层：采用手糊或喷涂工艺将FRP增强层粘贴在亚克力层外表面上，形成结合了亚克力层和FRP层的具有浴缸外形的结合体(4，9)；
d)制造珍珠岩树脂混合层：将各成分重量百分比为不饱和聚酯树脂50～65％、玻化珍珠岩15～25％、氢氧化铝10～15％、碳酸钙5～10％的珍珠岩树脂混合料，均匀搅拌后，浇注入由外表面模具(6，7)和所述结合体(4，9)之间的间隙中，成形；
然后脱模形成所述珍珠岩保温浴缸。
6.如权利要求5所述的制造珍珠岩保温浴缸的方法，其特征在于，在所述 d)制造珍珠岩树脂混合层的步骤中，采用沉降法，在外表面模具(6)内加入定量的珍珠岩树脂混合料(5)，再将结合了亚克力层和FRP层的具有浴缸外形的结合体(4)放入，加以一定的压力，并在所述结合体(4)上沿边缘适当的位置留有浇注口，通过所述浇注口进行真空抽吸以将气体及多余料排出。
7.如权利要求5所述的制造珍珠岩保温浴缸的方法，其特征在于，在所述d)制造珍珠岩树脂混合层的步骤中，采用浇注法，将外表面模具(7)与结合了亚克力层和FRP层的具有浴缸外形的结合体(9)中间留有15～20mm的间隙固定，在外表面模具(7)底部设置浇注口(10)，采用倒置浇注成形，将所述结合体(9)上沿边缘与外表面模具(7)之间进行密封且在适当的位置设置用于排出存留空气的排气口，外表面模具(7)底部的其它部分为敞开式结构，从上浇注珍珠岩树脂混合浇注料(8)。
8.如权利要求6或7之一所述的制造珍珠岩保温浴缸的方法，其特征在于，在所述a)制造亚克力层的步骤中，还包括将贴服在外形模具上的亚克力层在密闭的养生室中在2小时间内将温度从环境温度升至60℃～80℃，保温4小时，再在2小时间内将温度缓慢降至环境温度的养生步骤。
9.如权利要求6或7之一所述的制造所述的珍珠岩保温浴缸的方法，其特征在于，在所述c)制造FRP增强层的步骤中，还包括将采用手糊或喷涂工艺粘贴在亚克力层外表面上的FRP增强层在40℃～50℃下，保持FRP增强层2小时的养生步骤。
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