CN102822268A - 用于家用管道设施的模塑材料及用其制得的家用管道设施 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于家用管道设施的模塑材料，其具有聚甲基丙烯酸甲酯树脂固有的用于家用管道设施时优异的表面硬度和优异的耐水性，还具有改进的耐溶剂性；以及利用所述模塑材料制得的家用管道设施。该用于家用管道设施的模塑材料的特征在于它包含热塑性树脂，该热塑性树脂包含质量比为90：10-50：50的聚甲基丙烯酸甲酯树脂和聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂。

Description

用于家用管道设施的模塑材料及用其制得的家用管道设施

技术领域

本发明涉及包含热塑性树脂的用于家用管道设施的模塑材料，以及用所述模塑材料制得的家用管道设施。

背景技术

按照惯例，一些热塑性树脂如聚丙烯树脂(PP)、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)和聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)已用于制造家用管道设施，如洗手间、洗手盆或洗面盆。

热塑性树脂具有优异的成型特征，并具有成本优点。但是，热塑性树脂在物理性质方面既有缺点又有优点。因此，热塑性树脂尚未广泛用于制造以上列举的家用管道设施。另外，所述热塑性树脂的预期用途受限于其特点。

作为例子，聚丙烯树脂具有优异的化学品耐受性和耐溶剂性，但是表面硬度低。为此，其主要用于制造家用管道设施的护理马桶(马桶)等。

聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂具有优异的化学品耐受性和优异的耐溶剂性，但是表面硬度低且耐水性较差。为此，其主要用于制造家用管道设施的洗手盆。

聚甲基丙烯酸甲酯树脂具有优异的耐水性和优异的耐候性，并且与聚丙烯树脂和聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂相比，其还具有优异的(较高的)表面硬度。即，聚甲基丙烯酸甲酯树脂具有用于以上列举的家用管道设施的上述优异的特征。但是，它的耐溶剂性较差。为此，它主要用于制造家用管道设施的家用马桶等。

另外，专利文献1描述了一种模塑材料，其是通过将主要由聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂构成的热塑性树脂与各种添加成分组合而制得。在专利文献1中，此模塑材料用于制造可在潮湿条件下使用的扶手的一些部件。但是，考虑到它主要由聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂构成，以及考虑到材料与各种添加成分组合的特征，此模塑材料在物理性质方面不适合用于制造以上列举的家用管道设施。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开号2003-231797A。

发明内容

技术问题

如上所述，聚甲基丙烯酸甲酯树脂具有优异的表面硬度和优异的耐水性。即，聚甲基丙烯酸甲酯树脂具有其它热塑性树脂所不具有的用于家用管道设施的优点。但是，因为聚甲基丙烯酸甲酯树脂的耐溶剂性较差，所以当溶剂介质作用于存在大残余应变之处时，可能会造成化学应力现象。因此，存在可能产生所谓的化学开裂的问题。

因此，期望有改进模塑材料的耐溶剂性，同时确保聚甲基丙烯酸甲酯树脂用于家用管道设施的优点的技术。

考虑到上述情形进行本发明。本发明的目的是提供一种用于家用管道设施的模塑材料，其具有聚甲基丙烯酸甲酯树脂固有的用于家用管道设施的优异的表面硬度和优异的耐水性，还具有改进的耐溶剂性；以及提供利用所述模塑材料制得的家用管道设施。

解决方案

为了达到以上目的，本发明的特征如下：

首先，本发明的用于家用管道设施的模塑材料包含热塑性树脂，该热塑性树脂包含质量比为90：10-50：50的聚甲基丙烯酸甲酯树脂和聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂。

优选地，本发明的模塑材料适宜用于制造安装或适应于室内潮湿条件下使用的家用管道设施。

优选地，本发明的模塑材料适宜用于制造家用管道设施，包括马桶、洗手盆、洗面盆、洗涤相关的小物品、浴室架、浴缸和浴室小物品。

其次，本发明的家用管道设施由本发明的模塑材料制得。

优选地，本发明的家用管道设施包括安装或适应于室内潮湿条件下使用的设施。

优选地，本发明的家用管道设施包括马桶、洗手盆、洗面盆、洗涤相关的小物品、浴室架、浴缸和浴室小物品。

发明的有利效果

上述第一项发明可确保用于家用管道设施的聚甲基丙烯酸甲酯树脂固有的优异的表面硬度和优异的耐水性，还提供通过将聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂组合至家用管道设施的聚甲基丙烯酸甲酯树脂而导致的足够的耐溶剂性。

上述第二项发明允许具有足以用于家用管道设施的表面硬度和耐水性，还具有源于聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂与聚甲基丙烯酸甲酯树脂的组合而导致的用于家用管道设施的足够的耐溶剂性。

附图简述

图1所示为本发明的一个实施方案的马桶装置的透视图；和

图2所示为该马桶装置的马桶主体的分解透视图。

具体实施方式

以下详述本发明的一个实施方案。

根据本实施方案，用于家用管道设施的模塑材料包含热塑性树脂，该热塑性树脂包含质量比为90：10-50：50的聚甲基丙烯酸甲酯树脂和聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂。

根据用于本实施方案的家用管道设施的模塑材料，它包含热塑性树脂，该热塑性树脂包含作为主要组分的聚甲基丙烯酸甲酯树脂，及以上述特定质量比组合的聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂。因此，它可确保聚甲基丙烯酸甲酯树脂用于家用管道设施所固有的优异的表面硬度和优异的耐水性，还提供通过将聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂组合至家用管道设施的聚甲基丙烯酸甲酯树脂而导致的足够的耐溶剂性。

本实施方案的家用管道设施由上述模塑材料制得。

根据本实施方案的家用管道设施，它利用上述本实施方案的模塑材料制得。故此，它具有主要组分聚甲基丙烯酸甲酯树脂固有的用于家用管道设施的足够的表面硬度和耐水性，还具有聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂与聚甲基丙烯酸甲酯树脂组合而导致的用于家用管道设施的足够的耐溶剂性。

所述家用管道设施包括安装或适应于室内潮湿条件下使用的设施。

用于本实施方案的家用管道设施的模塑材料的特征在于它包含热塑性树脂，该热塑性树脂包含作为主要组分的聚甲基丙烯酸甲酯树脂和聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂，由此它可确保聚甲基丙烯酸甲酯固有的用于家用管道设施的优异的表面硬度和优异的耐水性，还可具有改进的耐溶剂性。

可用于本实施方案中作为主要组分的聚甲基丙烯酸甲酯树脂包括甲基丙烯酸甲酯均聚物，以及甲基丙烯酸甲酯与其它单体的共聚物。

甲基丙烯酸甲酯与其它单体的共聚物优选包含大于80质量%的甲基丙烯酸甲酯单元。可与甲基丙烯酸甲酯一起使用的其它单体包括，例如，丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯，以及芳香族乙烯基单体，如苯乙烯和α-甲基苯乙烯。这些单体可单独或组合使用。

丙烯酸烷基酯优选含有碳原子数为1–18的烷基。本实施方案中的烷基包括，例如，甲基、乙基、正丙基、正丁基、2-乙基己基、十二烷基、硬脂基等。这些丙烯酸烷基酯可单独或组合使用。

甲基丙烯酸烷基酯优选含有碳原子数为2-18的烷基。本实施方案中的烷基包括，例如，乙基、正丙基、正丁基、2-乙基己基、十二烷基、硬脂基等。这些甲基丙烯酸烷基酯可单独或组合使用。

可通过考虑制造时的流动性、化学品耐受性、模塑件的强度等适当地确定聚甲基丙烯酸甲酯树脂的重均分子量。例如，以聚苯乙烯为标准样品经GPC(凝胶渗透色谱)测得其重均分子量为70000-170000。在例如以下条件下进行GPC测定。

仪器：HLC-8120GPC(TOSOH Corporation生产)

洗脱剂：氯仿

检测器：差示折射仪

温度：40℃

制备聚甲基丙烯酸甲酯树脂的方法没有特别限制，它可通过已知的自由基聚合法，如本体聚合、溶液聚合或悬浮聚合进行制备。

可用于本实施方案的聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂包括其中对苯二甲酸用作酸组分的主要组分，而丙二醇(trimethylene glycol)用作二醇组分的主要组分的那些。二醇酯通过使酸组分与二醇组分反应制得。聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂通过二醇酯缩聚制得。

除了对苯二甲酸之外可使用的其它酸组分包括，例如，芳香族二羧酸如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、二苯基二甲酸、二苯基醚二甲酸、二苯氧基乙烷二甲酸、二苯基甲烷二甲酸、二苯基酮二甲酸和二苯基砜二甲酸；脂肪族二羧酸如琥珀酸、己二酸和癸二酸；脂环基二羧酸如环己烷二甲酸；以及氧基二羧酸如ε-氧基己酸、羟基苯甲酸和羟基乙氧基苯甲酸。这些酸组分可单独或组合使用。对苯二甲酸优选地占所述酸组分的等于或大于80mol%。

可使用的丙二醇包括，例如，1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,1-丙二醇和2,2-丙二醇。这些丙二醇可单独或组合使用。就稳定性而言，优选使用1,3-丙二醇。1,3-丙二醇优选地占所述二醇组分的等于或大于80mol%。

丙二醇可源自植物。源于植物的丙二醇的使用能够减少环境负担。

可使用的其它二醇组分包括，例如，乙二醇、四亚甲基二醇、五亚甲基二醇、六亚甲基二醇、八亚甲基二醇、新戊基二醇、环己烷二甲醇、二甲苯二醇、二甘醇、聚氧亚烷基二醇和对苯二酚。这些二醇组分可单独或组合使用。

可使用的聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂包括其中支化组分共聚的那些。支化组分包括，例如，具有成酯能力的三官能或四官能的酸如丙三羧酸、均苯三甲酸和偏苯三甲酸；以及具有成酯能力的三官能或四官能的醇如丙三醇、三羟甲基丙烷和季戊四醇。这些支化组分可单独或组合使用。优选地，支化组分的量为二羧酸组分总量的等于或小于1mol%。

通过上面描述方法(与测定聚甲基丙烯酸甲酯树脂的方法相同)测得聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂的重均分子量为例如5000-100000。

制备聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂的方法没有特别限制，它可通过例如以下方法制得。首先，加热以使对苯二甲酸或其成酯衍生物(例如，低级烷基酯如二甲酯和单甲酯)与丙二醇或其成酯衍生物在适当的温度和适当的时间下在催化剂存在下反应，由此形成对苯二甲酸的二醇酯。然后，通过对苯二甲酸的二醇酯在适当的温度和适当的时间下在催化剂存在下进行缩聚反应直至期望的聚合度，由此制得聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂。

用于本实施方案的家用管道设施的模塑材料包含热塑性树脂，其包含质量比为90：10-50：50的聚甲基丙烯酸甲酯树脂和聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂。在聚甲基丙烯酸甲酯树脂的质量比超过90的情况中，模塑材料的耐溶剂性可能不足以用于家用管道设施。在聚甲基丙烯酸甲酯树脂的质量比小于10的情况下，模塑材料的表面硬度或耐水性可能不足以用于家用管道设施。

如上所述，聚甲基丙烯酸甲酯树脂与聚对苯二甲酸丙二醇酯的质量比为90：10，或者聚甲基丙烯酸甲酯树脂的比例大于以上值。进一步优选地，它们之间的质量比为75：25，或者聚甲基丙烯酸甲酯树脂的比例大于以上值。另一方面，聚甲基丙烯酸甲酯树脂与聚对苯二甲酸丙二醇酯的质量比为50：50，或者聚甲基丙烯酸甲酯树脂的比例小于以上值。进一步优选地，它们之间的质量比为65：35，或者聚甲基丙烯酸甲酯树脂的比例大于以上值。特别优选地，聚甲基丙烯酸甲酯树脂与聚对苯二甲酸丙二醇酯的质量比为75：25-65：35。

用于本实施方案的家用管道设施的模塑材料还可包含除聚甲基丙烯酸甲酯树脂或聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂之外的其它热塑性树脂，只要其不妨碍本发明的效果。可使用的其它热塑性树脂包括，例如，烯烃类树脂如聚碳酸酯树脂、聚乙烯树脂和聚丙烯树脂；苯乙烯类树脂如聚苯乙烯树脂、橡胶增强的聚苯乙烯树脂、丙烯腈-苯乙烯共聚物树脂和ABS树脂；聚缩醛树脂；聚酰胺树脂；改性的聚苯醚树脂；聚苯硫醚树脂；氟树脂；以及硅树脂。

为了适当地表现出本发明用于家用管道设施的效果，其它热塑性树脂的量为包含聚甲基丙烯酸甲酯树脂和聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂在内的热塑性树脂总量的等于或小于20质量%。进一步优选地，其量等于或小于10质量%。

用于本实施方案的家用管道设施的模塑材料还可包含除了热塑性树脂之外的添加成分，只要不妨碍本发明的效果。可使用的添加成分包括，例如，抗氧剂、热稳定剂、脱模剂、润滑剂以及耐候剂。为了适当地表现出本发明用于家用管道设施的效果，添加成分的量是热塑性树脂总量的等于或小于10质量%。进一步优选地，其量等于或小于1质量%。

除了上述添加成分之外，用于本实施方案的家用管道设施的模塑材料还可包含颗粒状或纤维状无机填料，和/或着色剂如颜料或染料，只要不妨碍本发明的效果。为了适当地表现出本发明用于家用管道设施的效果，无机填料的量是热塑性树脂总量的等于或小于30质量%。进一步优选地，其量等于或小于10质量%。此外，为了适当地表现出本发明用于家用管道设施的效果，着色剂的量是热塑性树脂总量的等于或小于5质量%。进一步优选地，其量等于或小于1质量%。

用于本实施方案的家用管道设施的模塑材料可通过将上述热塑性树脂与其它任选存在的添加组分混合，用如双轴捏合机在熔融状态下加热混合，冷却，而后切割成期望的形状，以颗粒形式获得。

通过例如注塑或基础成型，对所得的用于家用管道设施的模塑材料进行成型，由此可制造家用管道设施。

本实施方案的家用管道设施可确保主要组分聚甲基丙烯酸甲酯固有的用于家用管道设施的优异的表面硬度、优异的耐水性和优异的耐候性等，并且由于聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂与聚甲基丙烯酸甲酯树脂的组合，还可具有改进的耐溶剂性，特别是耐化学开裂性。本实施方案的家用管道设施优选地包括马桶如护理马桶和家用马桶；洗手盆；洗面盆；洗涤相关的小物品如牙刷架、浴室架、浴缸和浴室小物品如香皂盒。

以下描述本实施方案的家用管道设施的一个具体方面。图1显示马桶装置1。马桶装置1包括马桶主体2、马桶座22和盖子23。图2是显示马桶主体2的分解透视图。马桶主体2包括挡板(skirt)3、边缘5和便池4。挡板3设置用来覆盖马桶主体2的侧面。边缘5成型为环形，并且连接至挡板3的顶端。对马桶主体2成型，使其具有向上在边缘5的内侧开口的孔。便池4成型为向上打开的碗形。便池4固定在马桶主体2的孔中，便池4的表面暴露在所述孔中。对便池4成型使其在其底部具有排出口41，用于从便池4排出水等。对便池4成型，使其在其上部具有进水口42，用于向便池4中供水。在正常使用马桶装置1时，水总是贮存在便池4中。在用户使用马桶装置1后，在便池4中通过进水口42提供冲洗水，便池4中的水和污物通过排出口41排出。

特别地，马桶装置1中的便池4优选地由本实施方案的用于家用管道设施的模塑材料制造。在此情况下，总是暴露于水的便池4具有改进的表面硬度和改进的耐水性。故此，可改进便池4的耐久性。此外，便池4具有优异的耐溶剂性。因此，即使在用洗涤剂冲洗便池4时，便池4仍可具有改进的耐久性。马桶主体2中包括的边缘5或挡板3可由不包含聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂的聚甲基丙烯酸甲酯树脂制造。但是，优选地，这些部件都由本实施方案的用于家用管道设施的模塑材料制造。

实施例

在下文中，通过实施例进一步详述本发明。注意，本发明不限于此。

在实施例中，以下材料用于热塑性树脂。

聚甲基丙烯酸甲酯树脂(PMMA)

聚甲基丙烯酸甲酯："ACRYPET VH"(MITSUBISHI RAYON Co.,Ltd.生产)

聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂(PTT)

"DuPont Biomax PTT1100"(DU PONT-MITSUI POLYCHEMICALS Co.,Ltd.生产)

聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂(PBT)

"DURANEX 2002"(WinTech Polymer Ltd.生产)

(测试件的制备方法)

对于工作例1-3和对比例4，利用双轴捏合机，在加热下以表1中所示的混合比混合热塑性树脂，并且以条形挤出。将其冷却后，切割以制备模塑用的颗粒物。以模塑用颗粒物为模塑材料，用注塑机制造测试件。

对于对比例1-3，以生产商制造的颗粒作为模塑材料，用注塑机制造测试件。

就以下特征评价这些测试件。

[铅笔硬度]

按照JIS K5600测定测试件的铅笔硬度。

[积垢试验]

根据JIS A1718中的"积垢试验项"评价测试件。在该试验中，将凡士林/炭黑被粘附至测试件，而后将其除去。其后，通过视觉检查证实残余物的存在。在该试验中，若测试件的耐刮伤性较差，则当向其粘附凡士林/炭黑时测试件可能被刮伤，因此，碳作为污染物残留在测试件的被刮擦部分。

[耐溶剂性(耐化学开裂性)]

制造具有特定凸面曲线的测试工具。将厚3mm宽15mm的测试件置于测试工具上以使其沿凸面曲线弯曲，通过紧固件将测试件的各侧端固定于测试工具。通过使测试件弯曲并固定在上述测试工具的凸面曲线上，对测试件的表面施加4种应变0.15%、0.30%、0.45%和0.60%(拉伸率)。

为了施加4种应变，准备具有不同曲率因子的凸面曲线的4种测试工具，从而在0.15%-0.60%范围内拉伸测试件的表面。利用4种测试工具向测试件施加4种应变。

然后，制备内径为5mm的管体。通过硅油脂将管体固定在测试件的中间部分，以使其两个末端开口分别向上和向下，将乙醇填充到管体的内部。然后，将其在室温下静置24小时。由此以应变值确定测试件的"临界应变值"，即在测试件的暴露于乙醇之处发生破裂或开裂时的应变值。

[伊佐德冲击强度]

按照JIS K7110测定无缺口的测试件的伊佐德冲击强度。在此试验中，准备两种测试件，即未经处理的测试件和经温水(warm water)浸渍处理的测试件，来评价耐水性。通过将测试件在70℃温水中浸渍60天，然后干燥，以准备经温水浸渍处理的测试件。

评价结果示于表1中。

[表1]

将工作例1-3的结果(包含热塑性树脂，其中PMMA与PTT以90：10-50：50的质量比混合)与对比例2、3(其中单独使用PBT或PTT)比较，发现，工作例1-3的测试件具有优异的表面硬度和优异的排污特征。此外，参考经温水浸渍处理的测试件的伊佐德冲击强度的结果，发现工作例1-3的测试件具有优异的耐水性。

将工作例1-3的结果与对比例1(其中单独使用PMMA)比较，发现工作例1-3的测试件具有足以用于家用管道设施的排污特征，虽然这些具有略低于仅PMMA的对比例1的表面硬度。此外，参考经温水浸渍处理的测试件的伊佐德冲击强度的结果，发现工作例1-3的测试件具有与仅PMMA的对比例1相当的耐水性(即，经温水浸渍处理后测试件的强度)。此外，发现工作例1-3的测试件具有优于仅PMMA的对比例1的耐溶剂性。

将工作例1-3的结果与对比例2(其中单独使用PBT)和对比例4(其中PMMA和PBT以50：50的质量比混合)比较，发现使用PBT的测试件与使用PTT的那些相比，具有较差的表面硬度和较差的伊佐德冲击强度(即较差的抗冲击性)。即，它揭示PTT特别适合作为用于重新配制家用管道设施用PMMA的材料。

Claims (6)

1.用于家用管道设施的模塑材料，所述模塑材料包含热塑性树脂，该热塑性树脂包含质量比为90：10-50：50的聚甲基丙烯酸甲酯树脂和聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂。

2.权利要求1的模塑材料，其适宜用于制造安装或适应于室内潮湿条件下使用的家用管道设施。

3.权利要求1的模塑材料，其适宜用于制造家用管道设施，包括马桶、洗手盆、洗面盆、洗涤相关的小物品、浴室架、浴缸和浴室小物品。

4.家用管道设施，其由权利要求1的模塑材料制得。

5.权利要求4的家用管道设施，其包括安装或适应于室内潮湿条件下使用的设施。

6.权利要求4的家用管道设施，其包括马桶、洗手盆、洗面盆、洗涤相关的小物品、浴室架、浴缸和浴室小物品。

Images