CN112622239A - 彩色浴室墙板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种彩色浴室墙板的制备方法，包括以下步骤：将具有型腔的上模加热至130～155℃并保温，在所述型腔的表面喷涂粉末涂料，喷涂结束后等待至少40s，所述粉末涂料用于形成彩色涂层；在具有型芯的下模上放置片状模塑料，所述片状模塑料用于形成基体，所述片状模塑料的铺设面积为最终制得的彩色浴室墙板正投影面积的50％～95％；模压时合模保温1～6min，之后开模，得到彩色浴室墙板，所述彩色浴室墙板包括片状模塑料的基体以及形成在所述基体上的彩色涂层；所述粉末涂料与所述片状模塑料的原料成分均包括不饱和聚酯树脂，所述粉末涂料的原料成分还包括颜料；所述粉末涂料的软化点低于所述上模的加热温度。
Description
技术领域
本发明涉及家装建材技术领域，具体涉及一种彩色整体浴室墙板的制备方法以及采用该制备方法制备得到的彩色浴室墙板。
背景技术
现有SMC彩色墙板主要通过饰面材料印刷、浸胶，与SMC一体模压来实现个性化颜色需求，或者如公布号CN107284107A的发明专利申请中所公开的采用喷砂，喷涂底漆后再木纹转印纸转印以达到无饰纸彩色模压墙板。以上两种工艺分别存在以下缺陷：1、饰纸材料模压彩色SMC墙板，由于使用过程中表层防护材料脱落后，会出现因为纸纤维外露于潮湿环境中出现下端发霉、发黄、变色等影响整体浴室的使用；2、CN107284107A专利申请中使用的工艺虽能解决饰纸材料的问题，但其工序复杂，先要模压单色墙板，再进行喷砂、喷漆、转印等工序，操作环境恶劣，耗时耗力。
发明内容
有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种彩色浴室墙板的制备方法，模塑材料压制成型与粉末涂料的涂装同时完成，制备工序简单，通过该制备方法制备得到的彩色浴室墙板，表面的彩色涂层与基材结合强度高。
为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种彩色浴室墙板的制备方法，包括以下步骤：
将具有型腔的上模加热至130～155℃并保温，在所述型腔的表面喷涂粉末涂料，喷涂结束后等待至少40s，所述粉末涂料用于形成彩色涂层；
在具有型芯的下模上放置片状模塑料，所述片状模塑料用于形成基体，所述片状模塑料的铺设面积为最终制得的彩色浴室墙板正投影面积的50％～95％；模压时合模保温1～6min，之后开模，得到彩色浴室墙板，所述彩色浴室墙板包括片状模塑料的基体以及形成在所述基体上的彩色涂层；
所述粉末涂料与所述片状模塑料的原料成分均包括不饱和聚酯树脂，所述粉末涂料的原料成分还包括颜料；所述粉末涂料的软化点低于所述上模的加热温度。
不饱和聚酯树脂具有不饱和键(碳碳双键)，通过将粉末涂料和片状模塑料的原料组成均设置有不饱和聚酯树脂，在模压时，片状模塑料内的不饱和键、粉末涂料内的不饱和键打开，片状模塑料能够与粉末涂料发生交联反应，使得片状模塑料和粉末涂料之间形成化学键连接，产生融合，形成一体化制品，彩色涂层与基体的结合更加牢固。
根据本发明的一些优选实施方面，所述喷涂为采用静电喷涂的形式将粉末涂料均匀地喷涂至所述型腔的表面，且一次喷涂完毕。喷涂前需预先设计好喷涂轨迹，按照喷涂轨迹依次喷涂，一次喷涂完成；避免在已喷涂好的涂料上重复喷涂，涂料的传热差导致重复喷涂的固化温度低，最终使得部分涂层与基体的结合力差。且使用完毕后要将静电喷涂的喷枪吹洗干净，喷枪管道及供粉通道内不可以存有粉末，留存在喷枪中的粉末容易吸水发生聚合。
根据本发明的一些优选实施方面，所述上模具有顶板和侧板，所述顶板和侧板之间形成所述型腔；喷涂时，将所述粉末涂料喷涂至所述顶板的内表面上。模压时，上模下压，通过上模的型腔以及下模的型芯，将位于上模和下模之间的物质挤压呈预定的形状。传统的上模与下模在模压时，上模的侧板与下模的型芯会有一定的间距，以便在模压时，将型腔内的气体排出。在本申请中，由于需要在型腔内喷涂粉末涂料，会导致合模时上模的侧板与型芯之间的距离减少，模具剪切边的排气通道减少，导致最后的产品容易产生气泡，良品率下降。所以在喷涂粉末涂料的时候保证其主要位于所述顶板的内表面上，避免其附着在侧板上，防止侧板与型芯之间的距离减少。
根据本发明的一些优选实施方面，喷涂时，采用保护罩罩住所述侧板，使所述顶板的内表面裸露，所述保护罩具有底板以及支撑在所述底板上的保护板，所述保护板与所述侧板贴合。为了解决上述问题，本申请中在喷涂时采用保护罩罩住所述侧板，保护侧板，使顶板的内表面裸露，这样在喷涂时，粉末涂料主要集中在顶板的内表面上，避免了模压时侧板与型芯之间的距离减少。
根据本发明的一些优选实施方面，所述保护板靠近所述顶板的一端与所述顶板之间的距离为0.5～1cm，防止保护板与顶板之间距离过近，顶板内表面边缘的喷涂收到影响。
根据本发明的一些优选实施方面，所述模压时的模具温度为140～150℃，以使得所述粉末涂料与片状模塑料之间形成化学键连接，双方的不饱和键打开后相连，使得涂层与基体的结合更加牢固。
根据本发明的一些优选实施方面，所述模压时上模的移动速度为0.1～3mm/s，模压时采用低于传统模压时模具的启动速度，使得模具内的气体缓慢、有效排出，且尽量避免上下往复排气，防止排气不良造成产品有气泡。
根据本发明的一些优选实施方面，模压结束之后的开模时，上模的移动速度先慢后快，或通过上模侧板与型芯之间的间隙向所述型腔内吹气以解除模具与彩色浴室墙板之间的应力，防止产品不良。
根据本发明的一些优选实施方面，喷涂时，所述的涂料粉末的喷涂厚度为70～120um。在本发明的一些实施例中，优选涂料粉末的喷涂厚度为80um。
根据本发明的一些优选实施方面，所述粉末涂料的原料包括如下成分：不饱和聚酯树脂、固化剂、流平剂、钛白粉、颜料以及助剂。
根据本发明的一些优选方面，粉末涂料的原料成分以及制备步骤如下：
1)先按照如下组分将不饱和聚酯树脂、固化剂、流平剂、钛白粉、颜料以及助剂等成分进行预混合；
2)将步骤1)中预混合得到的物质进行熔融后挤出，并进行粉碎后得到预定粒径的粉末，即为本申请中的粉末涂料。
关于混合、熔融以及粉碎等手段均为对应领域的常规技术手段，其也并不是本发明所要保护的内容，详细过程在此不再赘述。
根据本发明的一些优选实施方面，所述粉末涂料的密度为1.2～1.4g/cm3。
根据本发明的一些优选实施方面，所述粉末涂料的粒径为38-45um。
根据本发明的一些优选方面，片状模塑料的原料成分以及制备步骤如下：
A.先按照如下组分将不饱和聚酯树脂、固化剂、偶联剂、填料、苯乙烯和助剂等混合制成树脂糊；
B.通过刮刀，将混合均匀的树脂糊均匀涂敷在PE膜上；再通过调节切割器，切割玻璃纤维，控制玻璃纤维的长度和含量；将PE膜相对粘贴，形成一种上、下均覆有PE膜的片材，再将片材通过压实机压挤，使玻璃纤维与树脂充分浸渍，成型为片材，然后进行收卷；
C.将收卷的片材运到增稠室增稠，增稠室的温度设置为45℃，增稠时间为24h，得到片状模塑料。
以上原料中的固化剂包括过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)和/或过氧化苯甲酰，具体的，所述固化剂为过氧化(2-乙基己酸)叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、过氧化二碳酸二(4-叔丁基)环己酯、过氧化二月桂酰或脂肪多元胺等中的一种或多种组合；
所述偶联剂为硅烷偶联剂和/或钛酸酯；具体的，所述硅烷偶联剂为γ-(甲基丙烯酰氧基丙基)三甲氧基硅烷、γ-(2，3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三乙氧基硅烷、N-β(氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、苯胺甲基三乙氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷和γ-氯丙基三乙氧基硅烷等中的一种或多种组合。
使用的不饱和聚酯树脂为邻苯、间苯、或环氧乙烯基酯不饱和树脂。所述交联剂为苯乙烯；所述填料为粒径小于或等于10um的氢氧化铝微粉或粒径小于或等于10um的碳酸钙微粉或者二者的混合物，所述助剂为抗氧化剂、脱模剂等可以根据实际情况进行选择的常规种类。
本发明还提供了一种根据如上所述的制备方法制备得到的彩色浴室墙板，包括片状模塑料的基体以及形成在所述基体表面的彩色涂层，所述彩色涂层与所述基体之间为化学键连接。彩色涂层的厚度为60～100um，片状模塑料基体的厚度为2～6mm。
相较于现有技术，本发明的有益之处在于：本发明中彩色浴室墙板的制备方法，粉末涂料与基体的主体成分类似，均包含了不饱和聚酯树脂，且采用加热软化的方式使得粉末涂料在模压之前软化，在模压时，粉末涂料和片状模塑料一起固化成型，模塑材料压制成型与彩色涂层的涂装同时完成，不仅使得制备工艺易于控制，且使得模压后形成的彩色涂层与基体之间的结合更加牢固可靠，解决了传统制备方法得到的SMC制品上涂料容易脱落、附着力不强的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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为本发明优选实施例中上模、下模以及保护罩的结构示意图；
附图中：上模-1，型腔-11，顶板-12，侧板-13，下模-2，型芯-21，保护罩-3，底板-31，保护板-32，支撑板-33，卡扣-34。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1彩色浴室墙板
本实施例中的彩色浴室墙板，包括片装塑料膜(SMC)基体以及形成在基体表面的彩色涂层。彩色涂层的厚度为90um，彩色涂层由粉末涂料形成，片状模塑料基体的厚度为3.5um。
由于粉末涂料和片装塑料膜的原料均含有不饱和聚酯树脂，二者在热压时，不饱和聚酯树脂中的双键打开后连接，将彩色涂层和片状模塑料基体通过碳碳键的化学键连接起来，使得彩色涂层与基体之间的连接牢固，且可以通过改变粉末涂料中添加的颜料的不同改变彩色涂层的颜色，使得浴室墙板的外观更加多样化。
实施例2彩色浴室墙板的制备方法
本实施例提供了一种实施例1中彩色浴室墙板的制备方法，具体包括如下步骤：
1)粉末涂料的制备
1.1)先按照如下组分将不饱和聚酯树脂、固化剂、流平剂、钛白粉、颜料以及助剂等成分进行预混合。
1.2)将步骤1)中预混合得到的物质进行熔融后挤出，并进行粉碎后得到预定粒径的粉末，即得到本实施例中的粉末涂料。
本实施例中得到的粉末涂料为红色，密度为1.3g/cm3，粒径为40um，软化点温度为140℃。
2)片状模塑料的制备：
2.1)先按照如下组分将不饱和聚酯树脂、固化剂、偶联剂、填料、苯乙烯和助剂以及玻璃纤维等混合制成树脂糊。
本实施例中，片状模塑料具体包括如下重量份的原料，其中E4为促进剂异辛酸钴：
2.2)通过刮刀，将混合均匀的树脂糊均匀涂敷在PE膜上；再通过调节切割器，切割玻璃纤维，控制玻璃纤维的长度；将PE膜相对粘贴，形成一种上、下均覆有PE膜的片材，再将片材通过压实机压挤，使玻璃纤维与树脂充分浸渍，成型为片材，然后进行收卷。
2.3)将收卷的片材运到增稠室增稠，增稠室的温度设置为45℃，增稠时间为24h，得到片状模塑料。
3)喷涂
如图1所示，本实施例中采用的模具包括相互配合的上模1和下模2，上模1具有型腔11，下模2具有型芯21，模压时，上模1下压，通过上模1的型腔11以及下模2的型芯21，将位于上模1和下模2之间的物质挤压呈预定的形状，形成产品。上模1具有顶板12和侧板13，顶板12和侧板13之间形成型腔11；喷涂时，将粉末涂料喷涂至顶板12的内表面上。
现有的上模1与下模2在模压时，上模1的侧板13与下模2的型芯21会有一定的间距，以便在模压时，将型腔11内的气体排出。在本发明中，由于需要在型腔11内喷涂粉末涂料，会导致合模时上模1的侧板13与型芯21之间的距离减少，模具剪切边的排气通道减少，导致最后的产品容易产生气泡，良品率下降。所以在喷涂粉末涂料的时候保证其主要位于顶板12的内表面上，避免其附着在侧板13上，防止侧板13与型芯21之间的距离减少。
如图1所示，为了解决上述问题，本申请中在喷涂时采用保护罩3罩住侧板13，使顶板12的内表面裸露，这样在喷涂时，粉末涂料主要集中在顶板12的内表面上，避免了侧板13与型芯21之间的距离减少。
具体的，本实施例中的保护罩3具有底板31以及支撑在底板31上的保护板32和支撑板33，侧板13位于支撑板33和保护板32之间形成的空间内，支撑板33和保护板32之间的距离与侧板13的厚度相同。保护板32与侧板13的内表面贴合，支撑板33贴合在侧板13的外表面上。支撑板33的顶部还设计有卡扣34，从而将保护罩3固定在上模1上。侧板13采用杆件的形式分布在底板31的边角处，起到固定连接的作用即可。
本实施例中为了防止保护板32与顶板12之间的距离过近，顶板12内表面边缘的喷涂收到影响，所以设置保护板32靠近顶板12的一端与顶板12之间的距离为0.5cm，且该端部为斜面设置，倾斜面朝向型腔11的内部，避免对喷涂操作的影响。在其他的实施例中，该端部也可以为弧形设置。
以上为采用保护罩3的形式将喷涂时粉末涂料限制喷涂在顶板12的内表面上。在本发明的其他实施例中，也可以采用增大侧板13下端与型芯21边缘之间的间隙，即增大模具剪切边的间隙，如增大0.5cm，以使得喷涂粉末涂料之后，在模压时有足够的空隙排出气体。
将具有型腔11的上模1加热至150℃并保温，在型腔11的表面喷涂步骤1)中制备得到的粉末涂料，喷涂结束后等待60s，以使得粉末涂料有充分的时间软化。在静电的吸附作用以及加热后的软化下，粉末涂料由球型形成的凹凸面变成了一层平面。
喷涂完毕后将保护罩3取下来，准备模压。
喷涂为采用静电喷涂的形式将粉末涂料均匀地喷涂至型腔11的表面，且一次喷涂完毕。喷涂前需预先设计好喷涂轨迹，按照喷涂轨迹依次喷涂，一次喷涂完成；避免在已喷涂好的涂料上重复喷涂，涂料的传热差导致重复喷涂的固化温度低，部分涂层的结合力差。且使用完毕要将静电喷涂的喷枪吹洗干净，喷枪管道及供粉通道内不可以存有粉末，留存在喷枪中的粉末容易吸水发生聚合。
在等待粉末涂料软化的过程中，同时将步骤2)中制备得到的片状模塑料放入下模2的型芯21上。片状模塑料的铺设面积为最终制得的彩色浴室墙板正投影面积的75％。
模压，保持上模1温度为150℃，合模保温4min，之后开模，得到彩色浴室墙板，形成的彩色浴室墙板包括片状模塑料的基体以及形成在基体上的彩色涂层，如实施例1中所描述的。
模压时上模1的移动速度为0.3mm/s，模压时采用低于传统模压时模具的启动速度，使得模具内的气体缓慢、有效排出，且尽量避免上下往复排气，防止排气不良造成产品有气泡。模压结束之后的开模时，上模1的移动速度先慢后快，或通过上模1侧板13与型芯21之间的间隙向型腔11内吹气以解除模具与彩色浴室墙板之间的应力，防止产品不良。
以上为了便于叙述和方便理解，特将步骤进行了区分和编号，实际制备时，以上几个步骤如粉末涂料的制备以及片状模塑料的制备等可以同时进行或无先后顺序的进行。
粉末涂料与基体均包括不饱和聚酯树脂的原料成分，粉末涂料与基体的主体成分相同，不仅使得固化条件相同、制备工艺易于控制，且在模压的时候粉末涂料与片状模塑料发生交联反应，产生部分融合，形成一体化制品，彩色涂层与基体之间化学键连接，使得最终产品的基体与彩色涂层的结合强度高，剥离强度高。
实施例3测试与分析
按照GB/T13095-2008中规定的方法对实施例2制备得到的彩色浴室墙板产品进行耐剥离性、耐污、耐化学腐蚀等项目进行测试。测试结果如下：
表1实验结果
表1表明，通过实施例2的方法制备得到的墙板产品，其在耐剥离性、耐污、耐化学腐蚀等项目上性能优异，尤其是附着力性能优异，且涂层的颜色可以多变。
本申请将粉末涂料与片状模塑料结合，SMC按照正常的成形工艺压制，在模压的同时进行涂层成膜固化，减少了生产流程，降低了过程中的质量问题发生的概率，提高产品的合格率，提高生产效率，降低成本；中间环节的减少，由此生产场地、人工工资的投入均可下降；对于具有复杂形状的模压制品，更易进行表面涂装；作为底涂使用，不需要封孔打磨，不存在涂层间附着力不良引起的脱落问题。
传统的液体涂料涂装，具有很多问题：步骤繁琐，工艺复杂，流程长；需要专门的喷涂车间及喷涂设备；需要污水处理装置；需要对模具表面进行处理；需要使用内脱模剂；生产的产品颜色深浅不均匀；产品容易产生气孔；涂层与基体之间的结合力差；产品耐候性能差；产品硬度较差，易刮花、耐污染性较差等。而粉末涂料与一般涂料不同，是不含溶剂的固体粉末状涂料，具有无溶剂、无污染、可回收、环保、节省能源和资源、减轻劳动强度，涂膜机械强度高等特点。采用涂料粉末与片状模塑料结合，具有工艺简单，流程短；不需要专门的喷涂车间；喷涂与产品成型同时完成；不需要污水处理；产品与涂料结合力强等诸多优点。
本发明彩色整体浴室墙板的制备方法，在制作整体浴室SMC墙板时，先对制作SMC墙板的上模进行喷涂，使得型腔内表面上附着一层粉末涂料，然后将SMC原料放在下模的型芯中，进行模压，并在模压中让粉末涂料结合至S MC制品表面，形成一种彩色涂层的SMC墙板制品。使得SMC制品上色彩丰富艳丽，并且具有高耐酸碱、防腐蚀、抗老化、耐污染、易清洁等优点，一体化成型，通过模塑材料发生化学反应而结合在一起，使得制品涂料不容易脱落、附着力很强，性能得到明显的提升。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种彩色浴室墙板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将具有型腔的上模加热至130～155℃并保温，在所述型腔的表面喷涂粉末涂料，喷涂结束后等待至少40s，所述粉末涂料用于形成彩色涂层；
在具有型芯的下模上放置片状模塑料，所述片状模塑料用于形成基体，所述片状模塑料的铺设面积为最终制得的彩色浴室墙板正投影面积的50％～95％；模压时合模保温1～6min，之后开模，得到彩色浴室墙板，所述彩色浴室墙板包括片状模塑料的基体以及形成在所述基体上的彩色涂层；
所述粉末涂料与所述片状模塑料的原料成分均包括不饱和聚酯树脂，所述粉末涂料的原料成分还包括颜料；所述粉末涂料的软化点低于所述上模的加热温度。
2.根据权利要求1所述的一种彩色浴室墙板的制备方法，其特征在于，所述喷涂为采用静电喷涂的形式将粉末涂料均匀地喷涂至所述型腔的表面，且一次喷涂完毕。
3.根据权利要求1所述的一种彩色浴室墙板的制备方法，其特征在于，所述上模具有顶板和侧板，所述顶板和侧板之间形成所述型腔；喷涂时，将所述粉末涂料喷涂至所述顶板的内表面上。
4.根据权利要求3所述的一种彩色浴室墙板的制备方法，其特征在于，喷涂时，采用保护罩罩住所述侧板，使所述顶板的内表面裸露，所述保护罩具有底板以及支撑在所述底板上的保护板，所述保护板与所述侧板的内表面贴合。
5.根据权利要求4所述的一种彩色浴室墙板的制备方法，其特征在于，所述保护板靠近所述顶板的一端与所述顶板之间的距离为0.5～1cm。
6.根据权利要求1所述的一种彩色浴室墙板的制备方法，其特征在于，所述模压时的模具温度为140～150℃，以使得所述粉末涂料与片状模塑料之间形成化学键连接。
7.根据权利要求1所述的一种彩色浴室墙板的制备方法，其特征在于，所述粉末涂料的原料包括如下成分：不饱和聚酯树脂、固化剂、流平剂、钛白粉、颜料以及助剂。
8.根据权利要求1所述的一种彩色浴室墙板的制备方法，其特征在于，所述粉末涂料的密度为1.2～1.4g/cm3；所述粉末涂料的粒径为38-45um。
9.根据权利要求1所述的一种彩色浴室墙板的制备方法，其特征在于：喷涂时，所述的涂料粉末的喷涂厚度为70～120um。
10.一种根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到的彩色浴室墙板，包括片状模塑料的基体以及形成在所述基体表面的彩色涂层，所述彩色涂层与所述基体之间为化学键连接。
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