CN112942718A - 整体浴室墙板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种整体浴室墙板的制备方法，包括以下步骤：对片状模塑料进行第一次热压，形成预压件，在所述预压件上铺设热转印膜，进行第二次热压，得到所述浴室墙板；所述热转印膜依次包括基层、离型层、保护层、图案层和粘接层，所述粘接层用于与所述预压件进行粘接，所述图案层上具有预设的图案，所述粘接层上具有异氰酸酯基团，所述片状模塑料上具有活性氢，所述异氰酸酯基团用于与活性氢进行化学键连接；所述粘接层的原材料包括环氧树脂和聚氨酯类树脂；所述保护层的原材料中包括由环氧基单体和丙烯酸酯单体形成的共聚物。本发明中整体浴室墙板的制备方法，采用热转印的工艺，浴室墙板各层之间连接牢固。
Description
技术领域
本发明涉及家装建材及整体浴室技术领域，具体涉及一种带有图案的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整体浴室墙板。
背景技术
现有SMC彩色(带有图案)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发霉、发黄、变色等问题影响整体浴室的使用；公开号为CN107461010A的专利对饰纸材料进行了改进，改用装饰纤维布浸渍，制备贴面材料来解决发霉黄变的问题，但存在印刷清晰度不高，制备大尺寸壁板时，因为贴面材料的应力导致板子变形等新的问题；2、公开号为CN107284107A的专利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，并且需要额外的印烫设备，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改进的整体浴室墙板的制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种整体浴室墙板的制备方法，包括以下步骤：
对片状模塑料进行第一次热压，形成预压件，在所述预压件上铺设热转印膜，进行第二次热压，得到所述浴室墙板；
所述热转印膜依次包括基层、离型层、保护层、图案层和粘接层，所述粘接层用于与所述预压件进行粘接，所述图案层上具有预设的图案，所述粘接层上具有异氰酸酯基团，所述片状模塑料上具有活性氢，所述异氰酸酯基团用于与活性氢进行化学键连接；所述粘接层的原材料包括环氧树脂和聚氨酯类树脂；所述保护层的原材料中包括由环氧基单体和丙烯酸酯单体形成的共聚物。预设的图案为由油墨印刷后形成。
通过在粘接层上引入异氰酸酯基团、在片状模塑料上引入活性氢基团，使得粘接层与片状模塑料之间形成化学键连接，连接牢固；通过设置粘接层和保护层的原料配方，使得粘接层与保护层之间的连接牢固。且在制备整体浴室墙板的时候，是分为两次热压，先将片状模塑料热压为预压件之后，再铺上热转印膜进行第二次热压，通过第二次热压使得热转印膜上的保护层、图案层和粘接层转移至片状模塑料上。第一次热压完之后，片状模塑料预定型但是没有完全固化，使得通过第二次热压之后粘接层与片状模塑料之间连接紧密。且两次热压，避免了一次成型时热转印膜变形、片状模塑料与热转印膜之间连接不良。两次热压，工艺简单，无需增加新的设备或对设备进行改造，能够用于制备大尺寸(长大于2000mm，宽大于1500mm)的彩色(带有图案)的整体浴室墙板。
所述聚氨酯类树脂用于提供异氰酸酯基团，所述片状模塑料的原材料包括不饱和聚酯树脂，其用于提供活性氢。在本发明的一些实施例中，所述聚氨酯类树脂内的异氰酸酯基团的占比为2.5％-4.5％；所述片状模塑料内活性氢的占比为4％-8.5％。
根据本发明的一些优选实施方面，所述粘接层由粘接剂固化后形成，所述粘接剂还可包括丙烯酸类树脂，所述粘接剂中环氧树脂的质量与聚氨酯类树脂和丙烯酸类树脂的总质量之间的比值为(1-3):1。
根据本发明的一些优选实施方面，所述粘接层由粘接剂固化后形成，按重量份计，所述粘接剂包括如下组分的原材料：
根据本发明的一些优选实施方面，所述粘接剂的制备包括以下步骤：将增韧剂粉碎成粉末后先用部分溶剂溶解，得到粘稠的溶液，再和环氧树脂、聚氨酯类树脂、丙烯酸类树脂、固化剂和剩余的溶剂混合并搅拌均匀，即得所述粘接剂。
在本发明的一些优选实施例中，所述粘接剂中的溶剂为丁酮和甲苯的混合物，其中，丁酮的重量占溶剂重量的90-100％，甲苯的重量占溶剂重量的0-10％。甲苯对树脂的溶解性较好，但毒性较大，为了既能保证树脂的溶解性，又能降低甲苯的毒性，所以提高溶剂中丁酮的含量，降低甲苯的含量。
根据本发明的一些优选实施方面，所述第一次热压和第二次热压时的温度为135-150℃，压力为30-180kg/cm2，时间为120-300s，合模速度为5-20mm/s。合模速度低于常规热压时的合模速度，以避免基层温差过大快速收缩。
在本发明的一些实施例中，在第二次热压前还包括降温的步骤，使模具的温度降低至100-120℃，之后进行合模热压，以防止基层温差过大快速收缩导致的产品不良。在选用的基层的熔点高或基层材料较厚的情况下，两次热压之间可以不用降温，以提高生产效率。
所述基层选用熔点大于或等于200℃的高分子材料，如PET、PC、PBT等，所述基层的厚度为0.25-1mm。
根据本发明的一些优选实施方面，所述保护层由保护剂固化后形成，按重量份计，所述保护剂包括如下组分的原材料：环氧基单体和丙烯酸酯单体形成的共聚物：94-95；胺类固化剂：0.1-2；紫外光阳离子引发剂：0.5-8；所述共聚物为乳液形式，通过分散聚合或乳液聚合得到。
通过设置环氧基单体和丙烯酸单体形成的共聚物，与粘接剂中的环氧树脂和丙烯酸类树脂相配合，可以加强粘接层与保护层之间的连接。
在本发明的一些实施例中，所述的分散聚合的配方如下：
溶剂：乙醇与水的混合物，其中，乙醇与水的重量比例为1∶1，
单体：溶剂总量的40％-60％(wt)，其中，环氧基单体与丙烯酸酯单体的重量比为2-4∶1-4，
引发剂：单体总量的3％-6％(wt)，
分散剂：单体总量的3％-8％(wt)。
在本发明的一些实施例中，所述的乳液聚合的配方如下：
引发剂：2％-5％(wt)，
乳化剂：1％-5％(wt)，
pH缓冲剂：6％-10％(wt)，
链转移剂：0.1％-1％(wt)，
单体：35％-50％(wt)，其中，环氧基单体与丙烯酸酯单体的重量比为2-4∶1-4
其余为水。
在本发明的一些优选实施例中，保护剂中环氧基单体选自(甲基)丙烯酸缩水甘油酯或烯丙基缩水甘油醚中的任一种；丙烯酸酯类单体选自(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸-2-乙基己酯、苯乙烯、丙烯酰胺或丙烯腈中的任一种或者一种以上；胺类固化剂选自脂肪族二胺，脂肪族多胺或芳香族二胺中的任一种或者一种以上；优选乙二胺、丙二胺、对苯二胺、环己二胺、羟乙基乙二胺或二乙烯三胺中的任一种或者一种以上；所述的紫外光阳离子引发剂选自三芳基硫鎓盐或磷酸盐化合物中的任一种。
将环氧基单体和丙烯酸酯单体进行分散聚合或乳液聚合制备出二元共聚物或三元共聚物，共聚物中含有对热量和紫外光敏感的环氧基团，因此可以作为具有热固化性和UV固化性的树脂组合物的主体成分。利用上述共聚物分子链上携带的环氧基团作为热固化和光固化的交联点，将上述共聚物乳液、热固化剂、紫外光阳离子引发剂按照上述比例混合后，当温度在50℃以上时，环氧基与胺类固化剂可以进行交联反应，可以达到半固化程度的交联。
本申请中，将热转印膜在第二次热压于SMC表面形成整体浴室墙板后，该保护层仍然具备热塑性和光敏性，剩余没有交联的环氧基在紫外光阳离子光引发剂的催化下进行开环交联反应，形成三维网状聚合物结构，不仅可以用于UV后固化工艺，且具有很好的耐候性。将其结合本申请中的粘接层一起覆盖于片状模塑料(SMC)上形成的整体浴室墙板，不仅各层之间的连接牢固可靠，且保护层在起到保护作用(耐酸碱、耐磨、防水等)的同时具有优异的耐候性能，以及较宽的温度适用范围。
根据本发明的一些优选实施方面，所述热转印膜的制备包括如下步骤：在所述基层上涂布硅油作为离型层，在所述离型层上涂布上述的保护剂，该保护层经过80-100℃加热烘烤5-8min，使其表面指触干燥，形成半硬化保护层，在半硬化保护层印刷油墨形成图案层，然后将粘接剂涂布在图案层上，即形成具有半硬化保护层的热转印膜。
即制备热转印膜时，在保护剂未完全固化的状态下印刷油墨以及涂覆粘接剂，使得后续制备的墙板产品的粘接层和保护层之间连接紧密。
根据本发明的一些优选实施方面，所述片状模塑料包括如下重量份的原料：
在本发明的一些优选实施例中，片状模塑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；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。
片状模塑料中使用的不饱和树脂为邻苯、间苯、或环氧乙烯基酯不饱和树脂，且分子中含有适量的羧基以利增稠；采用的引发剂为氧化苯甲酸叔丁酯或过氧化(2-乙基已酸)叔丁酯，或者为氧化苯甲酸叔丁酯与过氧化2-乙基已酸叔丁酯按质量比(0.7-0.8)：(0.3-0.2)组成的复合引发剂体系。
片状模塑料中的交联剂为苯乙烯；填料为粒径小于或等于10μm的氢氧化铝微粉或粒径小于或等于10μm的碳酸钙微粉或者二者的混合物，所述脱模剂为硬脂酸锌和/或硬脂酸钙。
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整体浴室墙板，包括片状模塑料的基体以及依次形成在所述基体表面的粘合层、油墨层和保护层，所述粘合层与所述基体之间化学键连接。
相较于现有技术，本发明的有益之处在于：本发明中整体浴室墙板的制备方法，采用热转印的工艺，设定热转印膜中保护层和粘接层的原料配方，通过在粘接层上引入异氰酸酯基团、在片状模塑料上引入活性氢基团，使得粘接层与片状模塑料之间形成化学键连接，连接牢固；通过设置粘接层和保护层的原料配方，使得粘接层与保护层之间的连接牢固。制备时，只需要两次热压，就能够得到产品，效率高，且无需对现有的设备进行改造。
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大尺寸彩色整体浴室墙板
本实施例中的大尺寸彩色整体浴室墙板，包括片状模塑料(SMC)的基体以及位于基体上的粘接层、图案层和保护层。图案层上具有有油墨印刷形成的预设图案。墙板的最终厚度为3-6mm。
片状模塑料的原材料包括不饱和聚酯树脂，其用于提供活性氢。粘接层的原材料包括环氧树脂、聚氨酯类树脂和丙烯酸类树脂。聚氨酯类树脂用于提供异氰酸酯基团。保护层的原材料中包括由环氧基单体和丙烯酸酯单体形成的共聚物。通过在粘接层上引入异氰酸酯基团、在片状模塑料上引入活性氢基团，使得粘接层与片状模塑料之间形成化学键连接，连接牢固；通过设置粘接层和保护层的原料配方，使得粘接层与保护层之间的连接牢固。
实施例2大尺寸彩色整体浴室墙板的制备方法
本实施例中提供了一种实施例1中的大尺寸彩色整体浴室墙板的制备方法，包括以下步骤：
1)热转印膜的制备
热转印膜依次包括基层、离型层、保护层、图案层和粘接层。基层选用熔点大于或等于200℃的高分子材料，本实施例中的基层为0.25mm的PET膜。离型层为将硅油涂覆于PET膜上后形成。保护层和粘接层分别由保护剂和粘接剂形成。
1.1)粘接剂的制备
按如下比例，将增韧剂粉碎成粉末后先用部分溶剂溶解，得到粘稠的溶液，再和环氧树脂、聚氨酯类树脂、丙烯酸类树脂、固化剂和剩余的溶剂混合并搅拌均匀，即得所述粘接剂，备用。
本实施例中保护剂中的溶剂为重量比90％丁酮和10％甲苯所形成的混合物。
1.2)保护剂的制备
将环氧基单体和丙烯酸酯单体形成的共聚物、胺类固化剂和紫外光阳离子引发剂按如下比例加入胶桶中，室温下搅拌均匀后得到保护剂，备用。
共聚物乳液 94份
胺类固化剂 2份
紫外光阳离子引发剂 4份。
1.3)热转印膜的制备
在基层上涂布硅油作为离型层，在离型层上涂布上述的保护剂，该保护层经过80-100℃加热烘烤5-8min，使其表面指触干燥，形成半硬化的保护层，在半硬化的保护层印刷油墨形成图案层，然后将粘接剂涂布在图案层上，即得到热转印膜。
2)片状模塑料的制备
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：
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；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。
3)大尺寸彩色整体浴室的制备
将片状模塑料放置于模具中，对片状模塑料进行第一次热压，形成预压件，在预压件上铺设热转印膜，进行第二次热压，得到大尺寸彩色浴室墙板。
其中，第一次热压时的温度为135℃，压力为100kg/cm2，时间为120s，合模速度为20mm/s；第二次热压时的温度为150℃，压力为180kg/cm2，时间为300s，合模速度为5mm/s。第二次热压时合模速度低于常规热压时的合模速度，以避免基层温差过大快速收缩。
本实施例中，在第二次热压前还包括降温的步骤，使模具的温度降低至120℃，之后进行合模热压，以防止基层温差过大快速收缩导致的产品不良。在其他的实施中，选用的基层的熔点高或基层材料较厚的情况下，两次热压之间可以不用降温，以提高生产效率。
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。
对比例1
本对比例中各物质的配方和制备方法与实施例2基本一致，区别点在于本对比例中的粘接层中没有聚氨酯类树脂，其重量份由环氧树脂和丙烯酸类树脂代替。
对比例2
本对比例中各物质的配方和制备方法与实施例2基本一致，区别点在于本对比例中的粘接层中没有环氧树脂和丙烯酸类树脂，其重量份由聚氨酯类树脂代替。
对比例3
本对比例中各物质的配方和制备方法与实施例2基本一致，区别点在于本对比例中的保护层中没有环氧基单体和丙烯酸酯单体形成的共聚物，其重量份由环氧树脂代替。
对比例4
本对比例中各物质的配方和制备方法与实施例2基本一致，区别点在于本对比例中的保护层中没有环氧基单体和丙烯酸酯单体形成的共聚物，其重量份由丙烯酸类树脂代替。
对比例5
本对比例中各物质的配方和制备方法与实施例2基本一致，区别点在于本对比例中的保护层中没有环氧基单体和丙烯酸酯单体形成的共聚物，其重量份由聚氨酯类树脂代替。
实施例5测试与分析
按照GB/T13095-2008中规定的方法对实施例和对比例制备得到的整体浴室墙板产品进行耐水煮性、耐污、耐化学腐蚀等项目进行测试。测试结果如下：
表1测试结果
表1表明，通过实施例的方法制备得到的墙板产品，其各项测试结果均优于对比例的结果。尤其在附着力的测试方面，对比例的结果均为不合格，且在具体的实验中，对比例1脱落的位置集中于粘接层和SMC基体之间，对比例2脱落的位置主要集中在粘接层和保护层之间，对比例3-5脱落的位置主要集中在保护层和粘接层之间，而实施例2的墙板其各层之间连接紧密，至少说明了：1.粘接层中的聚氨酯类树脂能够有效加强粘接层与SMC基体之间的连接；2.粘接层中的环氧树脂和丙烯酸类树脂能够有效加强粘接层与保护层之间的连接；3.保护层中的环氧基单体和丙烯酸酯单体形成的共聚物能够有效加强保护层与粘接层之间的连接。
本发明通过调整热转印膜的原材料的配方设置，使用热转印技术制备彩色整体浴室墙板，具有如下的优势：第一，无需制备贴面材料浸渍等工序，先模压SMC基板，后把印刷所需图案的转印纸与SMC基板一体模压，实现一种大尺寸彩色壁板的制备及模压；不需要后续复杂的工艺及设备，且能够实现机械化生产，保证了产品质量和产量；第二，SMC基板模压后，马上在热的基板上进行转印步骤，无需把板子从常温加热到高温，使得加上转印纸后的压制时间大大缩短，图案转印效果好，节能环保高效；第三，转印纸上的图案迁移转印到SMC基板上，与SMC基板溶为一体，保持了SMC基板的优异的耐酸碱、抗老化，耐污染等化学性能的同时实现了彩色的个性化需求。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
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)
1.一种整体浴室墙板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
对片状模塑料进行第一次热压，形成预压件，在所述预压件上铺设热转印膜，进行第二次热压，得到所述浴室墙板；
所述热转印膜依次包括保护层、图案层和粘接层，所述粘接层用于与所述预压件进行粘接，所述图案层上具有预设的图案，所述粘接层上具有异氰酸酯基团，所述片状模塑料上具有活性氢，所述异氰酸酯基团用于与活性氢进行化学键连接；所述粘接层的原材料包括环氧树脂和聚氨酯类树脂；所述保护层的原材料中包括由环氧基单体和丙烯酸酯单体形成的共聚物。
2.根据权利要求1所述的整体浴室墙板的制备方法，其特征在于，所述聚氨酯类树脂用于提供异氰酸酯基团，所述片状模塑料的原材料包括不饱和聚酯树脂，其用于提供活性氢；所述聚氨酯类树脂内的异氰酸酯基团的占比为2.5％-4.5％；所述片状模塑料内活性氢的占比为4％-8.5％。
3.根据权利要求1所述的整体浴室墙板的制备方法，其特征在于，所述粘接层由粘接剂固化后形成，所述粘接剂还可包括丙烯酸类树脂，所述粘接剂中环氧树脂的质量与聚氨酯类树脂和丙烯酸类树脂的总质量之间的比值为(1-3):1。
4.根据权利要求3所述的整体浴室墙板的制备方法，其特征在于，按重量份计，所述粘接剂包括如下组分的原材料：
5.根据权利要求3所述的整体浴室墙板的制备方法，其特征在于，所述保护层由保护剂固化后形成，按重量份计，所述保护剂包括如下组分的原材料：环氧基单体和丙烯酸酯单体形成的共聚物：94-95；胺类固化剂：0.1-2；紫外光阳离子引发剂：0.5-8；所述共聚物为乳液形式，通过分散聚合或乳液聚合制备得到。
6.根据权利要求5所述的整体浴室墙板的制备方法，其特征在于，所述热转印膜还包括离型层和基层，所述离型层位于所述保护层和基层之间；所述热转印膜的制备包括如下步骤：在所述基层上涂布硅油形成离型层，在所述离型层上涂布所述保护剂，加热烘烤使所述保护剂表面指触干燥，形成保护层，在所述保护层印刷油墨形成图案层，然后将所述粘接剂涂布在所述图案层上形成粘接层，得到所述热转印膜。
7.根据权利要求1所述的整体浴室墙板的制备方法，其特征在于，所述片状模塑料包括如下重量份的原料：
8.根据权利要求6所述的整体浴室墙板的制备方法，其特征在于，所述基层选用熔点大于或等于200℃的高分子材料；所述基层的厚度为0.25-1mm。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的整体浴室墙板的制备方法，其特征在于：所述第一次热压和第二次热压时温度为135-150℃，压力为30-180kg/cm2，时间为120-300s，合模速度为5-20mm/s。
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整体浴室墙板，包括片状模塑料的基体以及依次形成在所述基体表面的粘接层、图案层和保护层，所述粘接层与所述基体之间化学键连接。
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