耐污染一体盆及其制备方法、改性二氧化硅和卫浴洁具与流程

1.本发明涉及卫浴洁具领域，尤其涉及一种耐污染一体盆及其制备方法、改性二氧化硅和卫浴洁具。


背景技术：

2.目前，解决卫生洁具耐黄变和耐污染性能差的的方法大多是在盆体表面涂覆一层具有耐磨疏水性能的保护涂层，例如，现有技术公开了一种耐磨防霉新型复合材料洗漱盆及其制备方法，耐磨防霉新型复合材料洗漱盆，包括基本呈平面的台面板，所述台面板的中间形成有与所述台面板一体成型且内凹的盆体；台面板与所述盆体由人造石原料模制而成，并且所述台面板以及所述盆体的上表面上涂覆有耐磨疏水保护涂层。
3.但是，在台盆的上表面上涂覆耐磨疏水保护涂层的方法，只能在产品使用初期有效解决耐污染问题，随着使用时间延长以及长期进行表面清洁，保护涂层会慢慢被破坏，耐污染性能以及疏水性能也会日益衰减，直至最终失去作用，台盆的使用寿命会大大缩减。


技术实现要素：

4.为解决上述现有技术中的技术问题，本发明提供一种耐污染一体盆及其制备方法、改性二氧化硅和卫浴洁具。
5.为实现上述目的，本发明提供一种改性二氧化硅，所述改性二氧化硅表面覆盖有疏水层，所述疏水层包括氟硅氧烷。
6.可选地，所述改性二氧化硅为片状，厚度为0.02μm-0.95μm，平均径厚比为25-80。
7.可选地，所述氟硅氧烷包括十三氟代辛烷基三乙氧基氟硅烷或全氟癸基三乙氧基氟硅烷中的至少一种。
8.可选地，所述氟硅氧烷的质量浓度为10％-20％。
9.此外，为实现上述目的，本发明还提供一种耐污染一体盆，所述耐污染一体盆包括树脂和本发明如上所述的改性二氧化硅，其中，以所述耐污染一体盆的重量为基准，所述改性二氧化硅的重量百分比为1％-10％。
10.可选地，以所述耐污染一体盆的重量为基准，所述改性二氧化硅的重量百分比为6％-8％。
11.可选地，所述耐污染一体盆还包括填充材料、色浆、分散剂、固化剂和助剂，按重量百分比计算，所述耐污染一体盆包括以下组分：
[0012][0013]
可选地，所述树脂包括间苯新戊二醇树脂，亚克力树脂和复合亚克力树脂中的至少一种；
[0014]
和/或，所述填充材料包括氢氧化铝、碳酸钙和滑石粉中的至少一种。
[0015]
本发明还进一步提供一种耐污染一体盆的制备方法，包括以下步骤：
[0016]
s10，将树脂、填充材料、改性二氧化硅、色浆、分散剂以及助剂混合均匀，再加入固化剂混合均匀得到复合材料；
[0017]
s20，所述复合材料成型、固化得到所述耐污染一体盆。
[0018]
可选地，所述成型的压力为2-5mpa，成型的时间为5-10min；和/或，所述固化的温度为100-130℃，固化的压力为1.0-2.5mpa，固化的时间为15-40min。
[0019]
本发明进一步提供一种卫浴洁具，所述卫浴洁具包括树脂和本发明如上所述的改性二氧化硅。
[0020]
本发明所能实现的有益效果：
[0021]
本发明的耐污染一体盆以及卫浴洁具，原料配方中含有树脂和改性二氧化硅，树脂能减少产品的针眼、气孔数量，得到更加光滑细腻的质地和更好的耐污染性能；所用的改性二氧化硅由在片状二氧化硅表面涂覆疏水层得到，片状的二氧化硅更有利于疏水材料的附着，可以增大二氧化硅表面的疏水层面积，从而增强一体盆的疏水效果，且更有利于附着在树脂的表面。
[0022]
上述改性二氧化硅与树脂混合，附着在树脂表面，均匀地分散到卫浴洁具的整体中去而不仅限于产品的表面，相比在产品表面制备防污疏水涂层，具有更持久且效果更好的耐污、疏水性能，抗老化性能也得到了提升，产品也更容易清洁，可以适应潮湿、容易受油污污染的厨房、卫浴环境。
[0023]
此外，在制备方法上，本发明无需在产品表面涂覆保护层，简化了制备工艺。
附图说明
[0024]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，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示出的结构获得其他的附图。
[0025]
图1为本发明一种耐污染一体盆的制备流程示意图。
[0026]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0027]
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0028]
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的一部分实施例，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029]
在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0030]
目前，解决卫生洁具耐黄变和耐污染性能差的的方法大多是在盆体表面涂覆一层具有耐磨疏水性能的保护涂层。例如，以不同不饱和树脂和碳酸钙、氢氧化铝等材料合成的人造石卫生洁具，形变性能好，利于加工塑型，而且环保无放射性，但是其制成的卫生洁具容易褪色，长时间处于阳光照射下，褪色更快，会发生黄变，缩短产品的使用寿命；此外，一体盆表面表面耐污染性能差，使用过程表面易脏污，不利于清洁，通常在一体盆表面制备耐磨疏水性能的保护涂层以解决上述问题。
[0031]
但是，在台盆的上表面上涂覆耐磨疏水保护涂层的方法，只能在产品使用初期有效解决耐污染问题，随着使用时间延长以及长期进行表面清洁，保护涂层会慢慢被破坏，耐污染性能以及疏水性能也会日益衰减，直至最终失去作用，台盆的使用寿命会大大缩减。
[0032]
鉴于此，本发明提供一种耐污染一体盆及其制备方法、改性二氧化硅和卫浴洁具。
[0033]
本发明的改性二氧化硅为片状，表面覆盖有疏水层，疏水层包括氟硅氧烷。
[0034]
由于疏水材料更容易附着在片状的二氧化硅上，有利于得到面积更大的疏水层，而且片状的二氧化硅也更易附着在树脂上，可随树脂均匀地分散到产品中，因此本发明在片状的二氧化硅上制备疏水层，应用于卫浴洁具中，可以显著提高卫浴洁具的疏水性能。
[0035]
在一些实施例中，本发明的改性二氧化硅厚度为0.02μm-0.95μm，平均径厚比为25-80。
[0036]
在一些实施例中，改性二氧化硅的厚度为0.02μm、0.05μm、0.08μm、0.1μm、0.13μm、0.15μm、0.19μm、0.2μm、0.25μm、0.3μm、0.35μm、0.4μm、0.45μm、0.5μm、0.55μm、0.6μm、0.66μm、0.68μm、0.7μm、0.75μm、0.8μm、0.85μm、0.9μm、0.93μm或者0.95μm。
[0037]
在一些实施例中，改性二氧化硅的平均径厚比为25、26、28、30、32、35、39、40、45、49、50、54、59、60、65、68、70、73、77或80。
[0038]
在以上厚度和平均径厚比的条件下，更有利于疏水层的制备，继而显著提高卫浴洁具的疏水性能。
[0039]
本发明不限制在上述片状二氧化硅表面制备疏水层的方法，在一实施例中，以氟硅氧烷作为疏水层材料，疏水层的制备方法如下：将片状二氧化硅完全浸泡在氟硅氧烷溶液中持续30-90min，使片状二氧化硅表面形成氟硅氧烷疏水。
[0040]
在一些实施例中，氟硅氧烷为液态，氟硅氧烷的质量浓度为10％-20％，在该质量
浓度下，更有利于在片状二氧化硅上得到致密均匀的氟硅氧烷疏水层，而且获得较好的疏水性能。
[0041]
在一些实施例中，本发明疏水层中的氟硅氧烷包括十三氟代辛烷基三乙氧基氟硅烷或全氟癸基三乙氧基氟硅烷中的至少一种，以上氟硅氧烷可以更好地附着在片状二氧化硅的表面，形成致密的疏水层。
[0042]
上述改性二氧化硅可以应用于卫浴洁具领域，包括但不仅限于洗手盆、洗脸盆等，且和树脂配合使用，可以附着在树脂的表面，随着树脂分散开来，分散到卫浴洁具的整体中去，给产品带来更持久的疏水效果，而树脂也具有优异的耐污染性能，协同本发明的改性二氧化硅，能发挥出更好的耐污染性能、疏水性能，使产品易于清洁，同时也提高了产品的抗老化性能，不易发生黄变。
[0043]
在一些实施例中，改性二氧化硅的使用量为卫浴洁具总重量的1％-10％，进一步优选为6％-8％，既可以保证产品具有较好的疏水效果，也不会因为添加过多导致改性二氧化硅发生团聚、结块，无法分散均匀而减弱疏水、耐污染效果。
[0044]
在一些实施例中，改性二氧化硅的使用量为卫浴洁具总重量的1％、2％、4％、5％、5.5％、6％、6.8％、7％、7.2％、7.5％、7.8％、8％、8.3％、8.5％、8.8％、9％、9.4％、9.5％、9.8％或者10％。
[0045]
本发明还提供一种耐污染一体盆，具有优异的耐污染性能和疏水性能以及抗老化性能。
[0046]
本发明耐污染一体盆的原料配方中包括树脂和本发明上述的改性二氧化硅，而且，以耐污染一体盆的重量为基准，改性二氧化硅的重量百分比为1％-10％。
[0047]
在本发明中，树脂可减少一体盆表面的气孔、针眼等缺陷，提高一体盆的耐污染性能，再配合本发明具有疏水层的改性二氧化硅使用，改性二氧化硅附着在树脂的表面，分散到一体盆的整体中去，相比在表面涂覆保护层的产品，具有更持久且效果更好的耐污染性能和疏水性能，且易于清洁，抗老化性能也因此得到了提升，产品不易发生黄变，更能适应潮湿、容易出现油污污染的厨房、卫浴环境。
[0048]
在一些实施例中，耐污染一体盆还可以包括填充材料、色浆、分散剂、固化剂及助剂。
[0049]
在一些实施例中，按重量百分比计算，耐污染一体盆包括以下组分：
[0050][0051]
在一些实施例中，耐污染一体盆中树脂的重量百分比为35％、38％、40％、42％、44％、45％、48％、49％、50％、51％、53％或者55％。
[0052]
在一些实施例中，耐污染一体盆中填充材料的重量百分比为15％、22％、25％、26％、29％、30％、32％、33％、35％、38％、40％、42％、43％或者45％。
[0053]
在一些实施例中，耐污染一体盆中色浆的重量百分比为3％、4％、5％、6％、7％或者8％。
[0054]
在一些实施例中，耐污染一体盆中分散剂的重量百分比为0.4％、0.5％、0.6％、0.7％或者0.8％。
[0055]
在一些实施例中，耐污染一体盆中固化剂的重量百分比为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％或者8％。
[0056]
在一些实施例中，耐污染一体盆中助剂的重量百分比为0.8％、0.9％、1％、1.3％、1.5％、1.8％、2％、2.2％、2.5％、2.9％、2.6、3％、3.1％或者3.2％。
[0057]
本发明的改性二氧化硅可以附着在树脂的表面，赋予产品疏水性能，但是改性二氧化硅粒径小且质量轻，在台盆成型过程中容易于树脂的表面发生团聚，所以改性二氧化硅总添加量不宜过多，过量使用容易出现团聚结块，分散不均的现象，会导致台盆表面疏水性能不均匀，甚至失去疏水性能，但是添加量过少，疏水性能不明显，同时产品的耐污染性能和抗老化性能也会受到影响。因此，综合考虑，改性二氧化硅的重量百分比为1％-10％，进一步优选为6％-8％。
[0058]
在一些实施例中，耐污染一体盆中改性二氧化硅的重量百分比为1％、2％、4％、5％、5.5％、6％、6.8％、7％、7.2％、7.5％、7.8％、8％、8.3％、8.5％、8.8％、9％、9.4％、9.5％、9.8％或者10％。
[0059]
在一些实施例中，树脂包括间苯新戊二醇树脂，亚克力树脂和复合亚克力树脂中的至少一种。以上种类的树脂，更有利于制备得到更加光滑、均匀、无气孔和针眼的产品。
[0060]
本发明不限制上述填充材料、色浆、分散剂以及固化剂的种类，可以选择本领域人员熟知的种类。
[0061]
在一些实施例中，填充材料包括氢氧化铝、碳酸钙和滑石粉中的至少一种。
[0062]
上述助剂，是本领域技术中用于协助制备上述洁具产品的一类辅助材料，包含但是不仅限于水、乳化剂、偶联剂、消泡剂等。
[0063]
本发明还提供一种如上所述耐污染一体盆的制备方法，参照图1，图1为本发明一种耐污染一体盆的制备方法流程示意图，包括以下步骤：
[0064]
s10，将树脂、填充材料、改性二氧化硅、色浆、分散剂以及助剂混合均匀，再加入固化剂混合均匀得到复合材料；
[0065]
s20，步骤s10的复合材料成型、固化得到耐污染一体盆。
[0066]
固化剂起到固化作用，因此，需要先将其他原料组分混合均匀，再添加固化剂，避免因固化剂添加过早，复合材料出现提前固化的现象，不利于后续台盆的定型。
[0067]
在一些实施例中，成型的压力为2-5mpa，成型的时间为5-10min。在上述条件下，更有利于一体盆的成型。
[0068]
在一些实施例中，固化的温度为100-130℃，固化的压力为1.0-2.5mpa，固化的时间为15-40min。在上述条件下，更有利于一体盆的固化。
[0069]
在一些实施例中，复合材料成型固化得到耐污染一体盆后，为进一步提升产品的品质，还可以进行如下处理：
[0070]
将耐污染一体盆进行加热、冷却、切边、打磨处理。
[0071]
此处的加热处理也称为烤盆，更具体地，在一些实施例中，将烤房的温度调节为80-90℃，然后将耐污染一体盆推入烤房中，摆放整齐，再关上门，启动仪器进行烘烤。
[0072]
完成上述加热处理后，为保证后续得到更好的定型效果，需要等产品完全冷却之后才开始切边。
[0073]
在一些实施例中，确认产品的尺寸后再进行切边，或者根据需求进行切边，以保持各边平行一致，提升产品的品质。
[0074]
在一些实施例中，进行打磨抛光时，可以先用800目干砂纸对产品进行表面处理，然后用1000目水砂纸收砂痕，用2000目水砂再收一道砂痕，接着用2500目水砂收光，然后打上抛光浆进行抛光处理。以上打磨抛光处理，可使耐污染一体盆表面更加光滑，更利于产品的清洁。
[0075]
本发明还进一步提供一种卫浴洁具，该卫浴洁具包括了树脂和本发明提供的改性二氧化硅，可以得到与上文一种耐污染一体盆相同的有益效果，在此不再赘述。
[0076]
在一些实施例中，按重量百分比计算，卫浴洁具中含有1％-10％的改性二氧化硅。
[0077]
以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明，应当理解，以下具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
[0078]
以下实施例和对比例所用的改性二氧化硅，通过将片状二氧化硅浸泡在十三氟代辛烷基三乙氧基氟硅烷溶液中持续30-90min得到；或浸泡在全氟癸基三乙氧基氟硅烷溶液中持续30-90min得到；或浸泡在十三氟代辛烷基三乙氧基氟硅烷和全氟癸基三乙氧基氟硅烷的混合溶液中持续30-90min得到，得到的改性二氧化硅的厚度为0.02μm-0.95μm，平均径厚比为25-80。
[0079]
实施例1
[0080]
s10，按表1中实施例1的原料配比称取将复合材料放入模具内，设置压力为3.5mpa，时间为8min，完成成型工艺，然后在120℃、2mpa的条件下固化30min，得到耐污染一体盆。
[0081]
s20，设置烤房温度为80℃，将耐污染一体盆推进烤房中进行加热处理，接着冷却切边，然后用800目干砂纸做一次表面处理，用1000目水砂纸收砂痕，用2000目水砂再收一道砂痕，最后用2500目水砂收光，接着打上抛光浆进行抛光，完成对产品的加热、冷却、打磨抛光处理。
[0082]
其中，本实施例中的树脂为间苯新戊二醇树脂，填充材料为氢氧化铝。
[0083]
实施例2-7
[0084]
实施例2-7的原料配比见表1，并参照实施例1步骤s10-s20的制备条件进行制备得到耐污染一体盆。
[0085]
其中，实施例2-7的树脂都为间苯新戊二醇树脂，填充材料都为氢氧化铝。
[0086]
实施例8
[0087]
实施例8的原料配比见表1，并参照实施例1步骤s10-s20的制备条件进行制备得到耐污染一体盆。
[0088]
其中，本实施例的树脂为复合亚克力树脂，填充材料为碳酸钙。
[0089]
实施例9
[0090]
实施例9的原料配比见表1，并参照实施例1步骤s10-s20的条件进行制备，不同的是，本实施例步骤s10的成型压力为5mpa，成型时间为5min，固化温度为130℃，固化压力为1.0mpa，固化时间为15min。
[0091]
其中，本实施例的树脂为亚克力树脂，填充材料为滑石粉。
[0092]
实施例10
[0093]
实施例8的原料配比见表1，并参照实施例1步骤s10-s20的条件进行制备，不同的是，步骤s10的成型压力为2mpa，成型时间为10min，固化温度为100℃，固化压力为2.5mpa，固化时间为40min。
[0094]
其中，本实施例的树脂为亚克力树脂，填充材料为滑石粉。
[0095]
对比例1
[0096]
对比例1的制备方法与实施例1相同，投入的原料不同，对比例1用等重量份的片状二氧化硅代替改性二氧化硅，具体见表1。
[0097]
对比例2
[0098]
对比例2的制备方法与实施例1相同，投入的原料不同，不同之处在于，对比例2不添加改性二氧化硅，具体见表1。
[0099]
对比例3
[0100]
对比例3的制备方法与实施例1相同，投入的原料不同，不同之处在于，对比例3中改性二氧化硅的添加量为0.5％，具体见表1。
[0101]
对比例4
[0102]
对比例4的制备方法与实施例1相同，投入的原料不同，不同之处在于，对比例4中改性二氧化硅的添加量为12％，具体见表1。
[0103]
对比例5
[0104]
对比例5投入的原料与实施例1相同，不同之处在于，在步骤s10中，在树脂、填充材料、改性二氧化硅、色浆、分散剂和助剂尚未混合均匀前就加入固化剂。
[0105]
表1实施例和对比例产品的原料组成(重量百分比％)
[0106]
[0107][0108]
注：表中“/”表示不添加。
[0109]
性能测试
[0110]
性能测试：
[0111]
1、根据gbt 16422.2-2014《塑料实验室光源暴露试验方法第2部分氙弧灯》对实施例和对比例的产品进行氙灯老化试验测试504小时；氙灯气候试验箱可以模拟由阳光、雨水和露水造成的危害，利用氙灯模拟阳光照射的效果，利用冷凝湿气模拟雨水和露水，被测材料放置在一定温度下的光照和潮气交替的循环程序中进行测试，用数天或数周的时间即可重现户外数月乃至数年出现的危害，人工加速老化试验数据评价产品的抗老化性能的。测试样品老化前后色差材料色差值越大，代表在氙灯灯下材料变黄变色越快，越容易老化，抗老化性能越差，故以色差值可反映材料的抗老化性能。
[0112]
2、根据gb/t 30447-2013《纳米薄膜接触角测量方法》对实施例和对比例的产品进行接触角测试，液体在固体材料表面上的接触角，是衡量该液体对材料表面疏水性能的重要参数。以θ表示接触角，若θ《90
°
，则固体表面是亲水性的，即液体较易润湿固体；若θ》90
°
，则固体表面是疏水性的，即液体不容易润湿固体，容易在表面上移动。在对树脂材料的使用过程中，树脂表面残留水珠易导致其使用性能下降，如果θ越大，材料表面疏水性能越好，越能保持树脂的使用性能，故以接触角大小来表征材料的疏水性能；
[0113]
3、根据jc/t908-2013《人造石》对实施例和对比例的产品进行耐污染测试，主要使用丙酮、咖啡和鞋油等污染物在产品表面放置24小时，然后采用有机溶剂清洗，计算耐污染值总和，耐污染值越小，说明材料耐污染性越好；反之，耐污染值越大，说明材料耐污染性能越差；故以耐污染值大小表征材料的耐污染性能。
[0114]
以上测试的结果见表2。
[0115]
表2实施例和对比例产品的性能对比
[0116]
实验组水接触角θ色差耐污染性能实施例11101.1330实施例21061.7342实施例31051.7135实施例4913.7162实施例5853.8965实施例6953.2562实施例71002.0545实施例81021.9250实施例9992.3456实施例10933.4560
对比例1766.9680对比例2559.8490对比例3806.1278对比例4786.5485对比例5628.6887
[0117]
由表2各实施例及对比例可知，片状二氧化硅经过改性处理得到本发明的改性二氧化硅，和树脂以及其它原料搭配制备得到一体盆，综合性能较好，具有效果更好的耐污染性能和疏水性能，易于清洁，抗老化性能也更出色，更能适应潮湿、容易受油污污染的厨房、卫浴环境。当片状二氧化硅的添加量为6％-8％，与树脂配合，可以更好地分散到树脂上，使一体盆获得较佳的耐污染性能、疏水性能和抗老化性能。
[0118]
通过实施例1、对比例1和对比例2对比可知，添加本发明的改性二氧化硅比未添加或者只添加普通片状二氧化硅，得到的产品耐污染性能更佳，具有更好的疏水性能和抗老化性能。对比例2既不添加改性二氧化硅也不添加普通的片状二氧化硅，制备得到的一体盆的疏水性能、抗老化性能和耐污染性能最差。
[0119]
通过对比实施例1、对比3和对比4可知，改性二氧化硅添加量过少或者过多，综合性能尤其是疏水性能都会变差。因为二氧化硅粒径小，质量轻，在台盆成型过程中容易聚集于树脂的表面，所以改性二氧化硅总添加量不宜过多，过量容易团聚在树脂的表面，导致产品表面疏水性能不均匀，整体疏水效果较差，但是添加量也不能过少，否则疏水效果不明显。
[0120]
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。