专利名称：一种树脂基复合材料餐具及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种餐具，尤其涉及一种以树脂和碳酸钙为主要原料，通过增强纤维加强的复合材料餐具，本发明还公开了该餐具的制备方法。
背景技术：
常见的餐具包括碗、碟、餐盒等，多采用陶瓷制作，还有用塑料制作。陶瓷餐具需要高温烧制，需要消耗大量的能源，对环境不友好，属于“高能耗、高污染、高排放”的三高行业。而塑料餐具由于材料本身属于亲油性，因此自洁性能差，另外塑料在热塑成型过程中添加的增塑剂等助剂，在餐具的应用中对人体产生危害。
由于餐具对食品安全的要求很高，之前还没有很好的复合材料来取代陶瓷餐具。本发明制备的树脂基复合材料餐具具有强度高、外形稳定、韧性好、自洁性佳、低能耗、耐酸碱腐蚀、抗紫外老化、食品安全及生产效率高的优点，具有很好的市场推广前景。发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而另外提供一种具有强度高、外形稳定、韧性好、自洁性佳、低能耗、耐酸碱腐蚀、抗紫外老化、食品安全及生产效率高的优点树脂基复合材料餐具。
本发明所要解决的又一个技术问题是提供一种节能环保、低成本、高效率的树脂基复合材料餐具的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种树脂基复合材料餐具，其特征在于采用原料经过混合、注射、模具固化而制得，所述原料的组分及其重量配比如下: 不饱和聚酯树脂1(Γ20 聚酯型防收缩剂6 15 增强纤维8 15 无机粉末填料5(Γ70引发剂0.8 2颜料0.5^3 为便于后续的混合均匀，所述的不饱和聚酯树脂由苯乙烯稀释不饱和树脂而制得，其中苯乙烯和不饱和聚酯树脂的重量配比满足: 不饱和聚酯树脂60飞5苯乙烯35 40 所述的不饱和聚酯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由苯乙烯稀释具有防收缩功能的聚酯而制得，其中苯乙烯和聚酯的重量配比满足:聚酯30 40 苯乙烯60 70所述的增强纤维可以是玻璃纤维、聚酯纤维或麻纤维。所述的无机粉末填料中包含碳酸钙、硅灰石、石英砂。所述的原料中还包含重量配比为0.5^3的颜料或色浆。所述的原料中还包含包含内脱模剂硬脂酸盐或磷酸酯盐。作为优选:所述的引发剂包括叔丁基过氧化异丙基碳酸酯、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚(食品级)和对苯醌(食品级)，其重量配比满足20:5:1:1。一种制备树脂基复合材料餐具的方法，其特征在于包括如下步骤:
①取各原料组分并搅拌混合均匀成团状复合材料；
②将上述复合材料加入热固性注塑机的注射单元中；
③通过螺杆将复合材料注射到模具中，模具通过电、高温油或高温蒸汽加热，保持温度在13(Tl50°C，保压固化；
④打开模具，取出制品；
⑤制品表面进行喷涂和印花(涂料为食品接触安全级别)。作为优选:步骤③在于注射时采用高压低速注射，模具可以采用抽真空，固化时间在2 4分钟。与现有技术相比 ，本发明的优点在于:采用廉价的碳酸钙、硅灰石等无机填料为主要原料，以不饱和聚酯树脂侵润黏结，以增强纤维增加强度，通过高压注射到模具内加热固化制得，所以原料易得、成本低廉；无需高温烧结降低能耗；采用注塑机注射成型，减少劳动强度，减少环境污染，提高生产效率及成品率；所得产品有强度高、外形稳定、韧性好、自洁性佳、低能耗、耐酸碱腐蚀、抗紫外老化、食品安全及生产效率高的优点；另外，产品外表面光洁如镜，手感温润，具有仿瓷效果。
具体实施例方式以下结合实施案例对本发明做进一步详细描述。制备树脂基复合材料餐具的方法主要包括以下几个步骤:
①用高性能改性的不饱和聚酯树脂混入低收缩剂、无机粉末填料(不同粒径规格的碳酸钙、硅灰石、石英砂)、增强纤维、颜料、内脱模剂和引发剂体系，经捏合机搅拌捏合成团状复合材料；
②将团状复合材料加入热固性注塑机的注射单元料斗中；
③根据所生产的餐具质量及数量，设定注射重量并输入热固性注塑机电脑控制系统，由螺杆输送料斗中团状复合材料，并定量注射入模具中；
④餐具产品的金属注射模具采用油加热方式，加热温度保持在140°C左右，温度均匀分布，温差不大于3°C。模具使用气泵抽真空，使生产的产品光滑无气孔，表面光洁度高。⑤复合材料由高压注入模腔，保压和高温固化3分钟，以消除产品收缩变形；
⑥产品固化后打开模具，注塑机自动顶出产品，然后由机械手取出产品放置于产品检验和包装流水线上。⑦制品表面进行喷涂和印花(涂料为食品接触安全级别)。以下为咖啡杯、碟实施例1 (附图
)。10%不饱和聚酯树脂，8%聚酯型防收缩剂，69%碳酸钙粉末(粒径分布I 300 μ )，8%玻璃纤维(长度为3mm)，0.8%引发剂体系(叔丁基过氧化异丙基碳酸酯、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚(食品级))，3%颜料，1.2内脱模剂。本实施案例中的不饱和聚酯采用亚仕兰树脂MR14029，聚酯型防收缩剂采用亚仕兰生产的Q540。由于在于注射时采用高压低速注射，模具可以采用抽真空，所以制得的产品表面光泽度高，细腻均匀，如若不然，产品表面出现不规则气纹，气纹位置暗淡无光泽。本实施案例生产的咖啡杯、碟强度高、高光泽、自洁性佳、手感好且通过FDA食品级安全认证。实施例2 (汤碗(附图)):18%不饱和聚酯树脂，15%聚酯型防收缩剂，52%碳酸钙粉末(粒径分布1 300μ ),9%玻璃纤维(长度为6mm), 1.6%引发剂体系(叔丁基过氧化异丙基碳酸酯、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(食品级))，3%颜料，1.4内脱模剂。本实施案例中的不饱和聚酯采用帝斯曼树脂P18，聚酯型防收缩剂采用帝斯曼生产的H851。由于在于注射时采用高压低速注射，模具可以采用抽真空，所以制得的产品表面光泽度高，细腻均匀，如若不然，产品表面出现不规则气纹，气纹位置暗淡无光泽。本实施案例生产的汤碗强度高、高光泽、自洁性佳、手感好且通过FDA食品级安全认证。实施例3 (保鲜盒(附图)):14%不饱和聚酯树脂，10%聚酯型防收缩剂，58%碳酸钙粉末(粒径分布f300μ )，14%玻璃纤维(长度为6mm)，1.2%引发剂体系(叔丁基过氧化异丙基碳酸酯、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚(食品级))，1.5%颜料，
1.3内脱模剂。 本实施案例中的不饱和聚酯采用亚仕兰树脂MR14029，聚酯型防收缩剂采用帝斯曼生产的H851。由于在于注射时采用高压低速注射，模具可以采用抽真空，所以制得的产品表面光泽度高，细腻均匀，如若不然，产品表面出现不规则气纹，气纹位置暗淡无光泽。本实施案例生产的保鲜盒强度高、高光泽、耐高温、自洁性佳、手感好且通过FDA食品级安全认证。
权利要求
1.一种树脂基复合材料餐具，其特征在于采用原料经过混合、注射、模具固化而制得，所述原料的组分及其重量配比如下: 不饱和聚酯树脂1(Γ20 聚酯型防收缩剂6 15 增强纤维8 15 无机粉末填料 5(Γ70 引发剂0.8 2 颜料0.5 3。
2.根据权利要 求1所述的树脂基复合材料餐具，其特征在于所述的不饱和聚酯树脂由苯乙烯稀释不饱和聚酯树脂制得，其中苯乙烯和不饱和聚酯树脂的重量配比满足: 不饱和聚酯树脂60飞5 苯乙烯35 40。
3.根据权利要求2所述的树脂基复合材料餐具，其特征在于所述的不饱和聚酯为邻苯型不饱和聚酯树脂或间苯型不饱和聚酯树脂。
4.根据权利要求1所述的树脂基复合材料餐具，其特征在于所述的聚酯型防收缩剂由苯乙烯稀释具有防收缩功能的聚酯而制得，其中苯乙烯和聚酯的重量配比满足: 聚酯30 40 苯乙烯60 70。
5.根据权利要求1所述的树脂基复合材料餐具，其特征在于所述的无机粉末填料包含碳酸钙、硅灰石、石英砂。
6.根据权利要求1所述的树脂基复合材料餐具，其特征在于所述的增强纤维为玻璃纤维、聚酯纤维或麻纤维。
7.根据权利要求1所述的树脂基复合材料餐具，其特征在于所述的原料中包含内脱模剂硬脂酸盐或磷酸酯盐。
8.根据权利要求1所述的树脂基复合材料餐具，其特征在于所述的原料中包含颜料或色浆。
9.根据权利要求1所述的树脂基复合材料餐具，其特征在于所述的引发剂包括叔丁基过氧化异丙基碳酸酯、过氧化2-乙基己酸叔丁酯、2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚(食品级)和对苯醌(食品级)，其重量配比满足20:5:1:1。
10.一种制备权利要求Γ9树脂基复合材料餐具的方法，其特征在于包括如下步骤: 取各原料组分并搅拌混合均匀成团状复合材料； 将上述复合材料加入热固性注塑机的注射单元中； 通过螺杆将复合材料注射到模具中，模具通过电、高温油或高温蒸汽加热，保持温度在13(Tl50°C，保压固化； 打开1吴具，取出制品； 制品表面进行喷涂和印花(涂料为食品接触安全级别)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于注射时采用高压低速注射，步骤③中模具可以采用抽真空，固化时间在2 4分钟。
全文摘要
本发明公开了一种树脂基复合材料餐具，其特征在于采用原料经过混合、注射、模具固化而制得，所述原料的组分及其重量配比如下不饱和聚酯树脂10~20；聚酯型防收缩剂6~15；增强纤维8~15；无机粉末填料(碳酸钙、硅灰石、石英砂等)50~70；引发剂0.8~2.4；内脱模剂0.8~1.5；颜料0.5~1.5。本发明还公开了该餐具的制备方法。与现有技术相比，本发明具有强度高、外形稳定、韧性好、自洁性佳、低能耗、耐酸碱腐蚀、抗紫外老化、食品安全及生产效率高的优点。
文档编号C08K3/26GK103193942SQ20121000195
公开日2013年7月10日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日
发明者张安震, 叶盛, 叶鑫杰, 徐碧云, 张旭明, 石洪曙, 马春辉, 陈列, 葛琪威, 吴尚峰 申请人:海天塑机集团有限公司