一种树脂和矿物混合浇注件的压力成型工艺的制作方法

本发明涉及一种树脂和矿物混合浇注件的压力成型工艺，属于注射成型技术领域。

背景技术：

目前，含人造石的浇注件生产工艺是通过常温常压下通过模具浇铸而成，因为常温，树脂的反应不完全，易导致制品表面变色。常温固化生产周期长，一个小时才出一个产品，效率低下；同时，因为常压，树脂的比例需在30％以上，不仅成本高昴，密度低，得到的浇注件表面硬度低，容易产生气孔缩松等缺陷，树脂含量高，制品易变形。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种树脂和矿物混合浇注件的压力成型工艺，该成型工艺以温度的调节配合压力的设置，能够很好地填充因固化而产生的收缩间隙，所得到的浇注件表面无缺陷、内压力较低、浇注件致密、一致性好、尺寸精度高、物理性能优异、产品合格率高。

实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：一种树脂和矿物混合浇注件的压力成型工艺，包括：

原料混合步骤：将树脂和颗粒物混合并加入助剂，然后加热并抽真空至完全脱泡，得到物料，物料恒温50-60℃；

注料步骤：将模具预热至50-60℃并倾斜；将物料在0.2-0.6MPa的压力下，从模具下方注入模腔，并且在模腔内物料开始凝胶化到凝胶化结束的期间持续往模腔内部注入物料，模腔内的空气从模具上方的排气口排出；将物料注入模腔的同时，调节模具的温度上升至100-120℃，上升速率为1-4℃/min；注料完成后，将模具放平；

脱模步骤：打开模具取出浇注坯，将浇注坯在60-80℃条件下保温定型，然后冷却得到树脂浇注件。

进一步地，所述树脂为聚甲基丙稀酸甲酯、不饱和聚酯树脂和环氧树脂中的至少一种。

进一步地，所述颗粒物为硬度在莫氏2-7度的矿物颗粒和/或金属颗粒，颗粒物的粒径为20-1200目。

进一步地，所述矿物颗粒为石英砂、花岗岩、刚玉和碳化硅颗粒中的至少一种。

进一步地，所述金属颗粒为钢颗粒。

进一步地，原料混合步骤中，原料中树脂的质量百分比为15-30％，颗粒物的质量百分比为70-85％，助剂的质量百分比≤1％，树脂、颗粒物和助剂的质量百分比总和为100％。

进一步地，注料步骤中，模具倾斜的角度为45°。

进一步地，注料步骤中，模具的温度上升速率为4℃/min。

进一步地，脱模步骤中，所述保温定型为在80℃条件下保温2h。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明以温度的调节配合压力的设置，能够很好地填充因固化而产生的收缩间隙，保证浇注件表面均匀光滑，颜色均匀无色差；

2、本发明通过限定在注料时模具的加热速度，压力注料与加温结合，能够有效降低物料的粘度，并降低树脂的用量，提高物料凝胶固化的效率，提高浇注件的硬度。

附图说明

图1为温度-粘度的关系曲线图；

图2为升温时间-抗冲击强度的关系曲线图；

图3为升温时间-抗变色时间的关系曲线图。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述：

一种树脂和矿物混合浇注件的压力成型工艺，包括：

原料混合步骤：将树脂和颗粒物混合并加入助剂，然后加热并抽真空至完全脱泡，得到物料，物料恒温50-60℃；

注料步骤：将模具预热至50-60℃并倾斜；将物料在0.2-0.6MPa的压力下，从模具下方注入模腔，并且在模腔内物料开始凝胶化到凝胶化结束的期间持续往模腔内部注入物料，模腔内的空气从模具上方的排气口排出；将物料注入模腔的同时，调节模具的温度上升至100-120℃，上升速率为1-4℃/min；注料完成后，将模具放平；

注料时设置模具为倾斜，有利于模具排气，注料完成后将模具放平，有利于物料中的颗粒物均匀沉降到浇注件内表面，提高浇注件的表面耐磨性；

压力是根据物料的粘度和制品的厚度而限定，物料通过加压注入模具，模具升温并使得物料凝胶化，物料从模腔内模壁向中部逐渐凝胶化，先凝胶化的物料收缩而产生向模壁方向的拉扯力，在模腔内物料凝胶化的过程持续在一定压力下注入物料，后注入的物料可以填充因凝胶化收缩所产生的间隙，减少表面产生的凹凸缺陷；此外，压力与温度的配合，能够有效降低物料的粘度，也能够降低树脂的用量，提高物料凝胶固化的效率，提高浇注件的硬度；其中，模腔内物料开始凝胶化是指物料注入经预热而带有一定温度的模具则物料即开始凝胶化，模具在物料注入的同时加热而升温，升温至物料的凝胶温度则凝胶化结束，停止注入物料，而凝胶温度随物料中含树脂成分的不同而有所区别，一般不超过100℃，在工艺开始前根据所使用的树脂而设定该树脂凝胶化的温度，通过温度感应装置检测模具的温度，待模具的温度上升达到树脂凝胶化的温度时，停止注入物料。

经研究，模具的温度上升速率亦与树脂凝胶固化相关，如果温度升幅太慢，达不到物料内高分子材料所需的反应温度，高分子材料将会产生小的分子键或小分子残留物，使得成品的性能大幅降低，特别是影响抗冲击性能、化学稳定性、甚至造成报废；因此模具在短时间内快速加热，可以减少气泡间隙产生的几率，提高模具的利用率，缩短生产周期；

脱模步骤：打开模具取出浇注坯，将浇注坯在60-80℃条件下保温定型，然后冷却得到树脂浇注件。

作为优选的实施方式，树脂为聚甲基丙稀酸甲酯、不饱和聚酯树脂和环氧树脂中的至少一种。

作为优选的实施方式，颗粒物为硬度在莫氏2-7度的矿物颗粒和/或金属颗粒，颗粒物的粒径为20-1200目。

作为优选的实施方式，矿物颗粒为石英砂、花岗岩、刚玉和碳化硅颗粒中的至少一种。

作为优选的实施方式，金属颗粒为钢颗粒。

作为优选的实施方式，原料混合步骤中，原料中树脂的质量百分比为15-30％，颗粒物的质量百分比为70-85％，助剂的质量百分比≤1％，树脂、颗粒物和助剂的质量百分比总和为100％。

作为优选的实施方式，注料步骤中，模具倾斜的角度为45°。

作为优选的实施方式，注料步骤中，模具的温度上升速率为4℃/min。

作为优选的实施方式，脱模步骤中，保温定型为在80℃条件下保温2h。

本工艺的浇注件精度高、表面质量好，固化速度快，模具应用率高，生产周期短，劳动效率得以提高；生产自动化程度高，生产便于操作和控制，操作人员劳动强度低。本工艺消除了浇注件的表面缺陷和内应力，提高了材质的致密性、综合理化性能和稳定性，大大缩短了生产周期，具有优质、高效、节能、节材、污染小、成本低一系列优点。

本发明的浇注件包括但不限于应用于厨房及卫生间，阳台等场合的洗涤槽，包括但不限于厨房水槽、卫生间洗手盆、浴盆、淋浴房底座、阳台洗衣槽等。

实施例1：

一种水槽树脂和矿物混合浇注件的压力成型工艺，包括：

原料混合步骤：将树脂和颗粒物混合并加入助剂，然后加热并抽真空至完全脱泡，得到物料，物料恒温50℃；

注料步骤：将模具预热至50℃并倾斜45°；将物料在0.4MPa的压力下，从模具下方注入模腔，并且在模腔内物料开始凝胶化到凝胶化结束(间苯新戊二醇聚酯树脂的凝胶化温度为80℃，即模具温度上升至80℃时停止注料)的期间持续往模腔内部注入物料，模腔内的空气从模具上方的排气口排出；将物料注入模腔的同时，调节模具的温度上升至100℃，上升速率为4℃/min；注料完成后，将模具放平；

脱模步骤：打开模具取出浇注坯，将浇注坯在80℃条件下保温定型2h，然后冷却得到树脂浇注件。

树脂为间苯新戊二醇聚酯树脂；

颗粒物为花岗岩颗粒和钢颗粒，颗粒物的粒径为30-150目；

助剂包括但不限于固化剂、色粉、偶联剂、消泡剂等；

原料中所含组分的质量百分比如下：

间苯新戊二醇聚酯树脂19％；

花岗岩颗粒79.5％；

钢颗粒0.5％；

助剂1％。

实施例2：

一种水槽树脂和矿物混合浇注件的压力成型工艺，包括：

原料混合步骤：将树脂和颗粒物混合并加入助剂，然后加热并抽真空至完全脱泡，得到物料，物料恒温50℃；

注料步骤：将模具预热至60℃并倾斜45°；将物料在0.6MPa的压力下，从模具下方注入模腔，并且在模腔内物料开始凝胶化到凝胶化结束(聚甲基丙稀酸甲酯的凝胶化温度为80℃，即模具温度上升至80℃时停止注料)的期间持续往模腔内部注入物料，模腔内的空气从模具上方的排气口排出；将物料注入模腔的同时，调节模具的温度上升至120℃，上升速率为4℃/min；注料完成后，将模具放平；

脱模步骤：打开模具取出浇注坯，将浇注坯在80℃条件下保温定型2h，然后冷却得到树脂浇注件。

树脂为聚甲基丙稀酸甲酯；

颗粒物为石英砂颗粒，颗粒物的粒径为30-150目；

助剂包括但不限于固化剂、色粉、偶联剂、消泡剂等；

原料中所含组分的质量百分比如下：

聚甲基丙稀酸甲酯18％；

石英砂颗粒81％；

助剂1％。

对实施例1、2进行性能的检测，冲击韧性(样块尺寸：100×100×mm)、表面巴氏硬度、耐污染性、落球冲击按照JCT908-2013建材行业标准进行检测，以常规浇注工艺所得到的浇注件作为对比例，结果如表格1所示：

表格1 对比例和实施例的性能检测

本发明的硬度有所提高，可用钢丝球擦，可抗不锈钢餐具的撞击不划花。本申请耐污染性明显提高，更易打理。本发明的落球冲击和硬度好，产品耐用。本发明耐高温、抗变色，作为厨房用具时可抵抗高温热油及放置锅底。本发明树脂成本降低10％，制品成本降低27％，经济性非常高。从环保的角度来说，常规技术采用物料开放式生产，粉尘大，挥发性气味大，人工操作环境恶劣，环保性差。而本发明的工艺物料全闭合状态，机械化生产，工人劳动强度低，环保性好，符合现代环保理念。

实施例3：

物料的粘度变化与温度的关系

以实施例1的原料及配比制备物料。在不同的温度条件下对物料进行粘度的检测，温度-粘度的关系曲线如图1所示。图中可以看出，温度的提升能明显降低树脂的粘度，流动性大幅提高，可防止因物料粘度低而颗粒物分布不均的现象。

实施例4：

模具温度调节效率对成品抗冲击强度的影响

以实施例1的原料及配比制备物料。对注料步骤中将模具的温度从60℃上升至100℃所用的时间进行设置，以达到不同的上升效率，升温时间-抗冲击强度的关系曲线如图2所示，升温时间-抗变色时间的关系曲线如图3所示。

从图2-3可以得出，模具的快速温控能力是控制好凝胶化时间的保证，60-100℃温度段的升温时间的快慢对成品的性能有着重要的影响，因此本发明对模具的快速调温、温度均匀，有一定的要求，可以促进物料快速凝胶，与工艺参数互相配合以控制成品的质量。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。