环境友好型卫浴产品用复合材料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明以热塑性高分子及改性添加助剂为原材料，经过共混挤出，注塑挤出、附着 涂料等工艺制备出绿色、低能耗、环保型的生活用卫浴产品。
【背景技术】
[0002] 生活用洁具包括浴缸、台盆、贴面瓷砖、地板以及部分天花板，绝大多数采用陶瓷 烧制工艺而成，其烧制过程需消耗大量能源，增加对空气的污染，对人体损害高；烧制过程 中由于产品体积大、形状复杂、受热均匀性和膨胀收缩率的差异导致产品易出现开裂、变形 等问题，提高了产品的不合格率，且此类产品无法重复回收利用，间接导致能耗的进一步提 高和污染的加剧。
[0003] 近年来有公司提出使用昆仑石（硅灰石）、聚丙烯和其他添加助剂通过共混改性 和注塑工艺制备卫浴产品，如专利《一种硅灰石改性的热塑性树脂复合材料及制备产品的 方法》CN 101864108 A和专利《经非金属材料改性的热塑性树脂复合材料及制备产品的方 法》CN 102061037 A，以上专利介绍产品使用聚丙烯材料为基体树脂，聚丙烯材料为非极性 材料，与表面涂料的粘附性极差，导致卫浴产品表面涂层与结构基材附着力差，产品生产制 备工艺难度较高，易导致产品合格率降低，产品在长时间使用或者多次冷热循环的条件下 表面涂层脱落，产品的长期使用性降低。
[0004] 同时有专利关于热固性材料通过共混浇注成型来制备卫浴产品，如专利《一种树 脂基复合材料洁具五金件及其制备方法》CN 101747607 A，此制备方法工艺流程较为复杂， 且热固性材料多含有溶剂型材料，易挥发、有毒性，对环境和人体危害较高，且固化工艺过 程中易产生开裂、内应力等问题导致产品不合格，且热固性材料产品为不可重复利用的材 料，绿色环保性差。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是解决传统陶瓷性卫浴产品的高能耗、环境污染、非绿色环保、高成 本等一系列问题，解决现有热塑性卫浴产品的制备工艺困难、长期使用稳定差和热固性卫 浴产品的工艺流程复杂、环境污染、非绿色不可重复利用等问题。
[0006] 为了达到上述目的，本发明提供了一种环境友好型卫浴产品用复合材料，其 特征在于，包括基体，所述基体的制备原料包括：基体树脂20wt % -78. 8wt %，改性 树脂5wt % _20wt %，无机填充材料10wt % -68. 8wt %，增白剂lwt % _5wt %，抗氧剂 0? lwt% -lwt%，阻燃剂5wt% -20wt%和抗光老化剂0? lwt% -lwt%，所述的基体树脂为聚 丙烯或聚乙烯树脂，所述的改性树脂为极性热塑性聚合物。
[0007] 优选地，所述的改性树脂为聚碳酸酯、聚甲醛、聚酯和ABS中的至少一种。
[0008] 更优选地，所述的聚酯为PET、PBT、PTT、PETG和APET中的至少一种。
[0009] 优选地，所述的无机填充材料为碳酸钙、陶土、硅灰石及二氧化硅无机粉末中的至 少一种。
[0010] 优选地，所述的增白剂为钛白粉。
[0011] 优选地，所述的抗氧剂为1010或1076。
[0012] 优选地，所述的阻燃剂为氢氧化镁或氢氧化铝。
[0013] 优选地，所述的抗光老化剂为二苯甲酮类、水杨酸类或苯并三唑类抗光老化剂。
[0014] 优选地，所述的基体的表面上设有表面涂层，所述的表面涂层的原料包括高流平 低粘度丙烯酸酯树脂5~40重量份，单体60~95重量份，光引发剂3~8重量份，溶剂 200~300重量份，流平剂0. 01~1重量份和荧光剂0. 001-0. 005重量份。
[0015] 更优选地，所述的高流平低粘度丙烯酸酯树脂为聚氨酯丙烯酸酯树脂和聚酯丙烯 酸酯树脂中的至少一种，25°C时粘度低于7000cps。
[0016] 更优选地，所述的单体为1，6-己二醇二丙烯酸酯、三丙二醇二丙烯酸酯、聚乙二 醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、丙氧化三羟甲基 丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙 烯酸酯和二季戊四醇六丙烯酸酯中的一种或几种。
[0017] 更优选地，所述的光引发剂为二苯甲酮、1-羟基-环己基-苯基甲酮、2-羟 基-2-甲基-1-苯基-1丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和异丙基硫杂蒽酮中 的一种或几种。
[0018] 更优选地，所述的溶剂为醋酸丁酯、异丙醇、正丁醇、乙醇、丙二醇甲醚、乙二醇乙 醚和丙二醇甲醚醋酸酯中的一种或几种。
[0019] 更优选地，所述的流平剂为聚醚改性有机硅、聚酯改性有机硅、聚二甲基硅氧烷、 氟改性丙烯酸酯和丙烯酸酯共聚物中的一种或几种。
[0020] 本发明还提供了上述的环境友好型卫浴产品用复合材料的制备方法，其特征在 于，包括：按照配方量将基体的各制备原料在高混机中混合搅拌均匀，将混合后的原料由 加料口加入到双螺杆挤出机的料斗中，在150°C-250°C条件下熔融共混挤出成型；冷却后 在切粒机中切粒成复合材料粒子，烘干，将烘干的复合材料粒子加入到注塑机的料筒中，在 150°C_250°C熔融注塑成型，在60°C_100°C冷却脱模，得到基体。
[0021] 优选地，所述的环境友好型卫浴产品用复合材料的制备方法还包括：将表面涂层 的制备原料混合，在基体表面涂覆表面涂层，紫外固化，得到成品。
[0022] 优选地，所述的涂覆表面涂层的方法为浸涂或喷涂。
[0023] 优选地，所述的基体通过破碎并粉碎制成复合材料粒子进行重复利用。
[0024] 本发明使用热塑性聚丙烯或聚乙烯为基体树脂，采用包括但不限于聚碳酸酯、聚 甲醛、聚酯及ABS等极性热塑性聚合物进行基体树脂极性改性，提高基体树脂与涂料涂层 的附着力，提高产品性能和使用；选用包括但不限于碳酸钙、陶土、硅灰石及二氧化硅等低 成本、无污染的无机粉末添加物为增强和填充材料；再选用添加增白剂（钛白粉）、抗氧剂、 阻燃剂及抗光老化助剂来进一步提高产品性能；表面涂料为聚酯丙烯酸酯和聚氨酯丙烯酸 酯水性涂料，具有高硬度（可达到6-7H)、高附着力、光泽度好、耐老化性能强等优点。
[0025] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0026]1、本发明采用包括但不限于聚碳酸酯、聚甲醛、聚酯及ABS等极性热塑性聚合物 进行基体树脂极性改性，提高基体树脂的极性，改善涂层材料与基体树脂的粘结力，提高产 品涂层加工工艺，提高产品质量延长产品使用寿命。
[0027] 2、本发明采用低能耗、无污染的聚丙烯、聚乙烯为基体树脂，低成本碳酸钙、陶土 等无机物来共混改性，有效地降低产品成本、环境友好绿色无污染、并且复合材料可以重复 利用，进一步提高其环境友好型，绿色环保，节能减耗。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明发明而 不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员 可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的 范围。
[0029] 实施例1
[0030] -种环境友好型卫浴产品用复合材料，由基体和涂覆在基体表面的表面涂层组 成。所述的基体的制备原料由以重量百分比计的聚丙烯（上海石化_T300)30%、聚碳酸酯 (拜耳公司-|&^〇1〇11?〇10%、碳酸钙40%、增白剂〇102)5%、阻燃剂（氢氧化镁）14%、 抗氧剂（1010)0. 5%和抗光老化剂（巴斯夫-Tinuvin 622)0. 5%组成。
[0031] 所述的表面涂层的原料由聚酯丙烯酸树脂（济宁华凯，HKP-4) 20重量份，三丙二 醇二丙烯酸酯30重量份，季戊四醇三丙烯酸酯35重量份，光引发剂（二苯甲酮）6重量份， 醋酸乙酯100重量份，醋酸丁酯100重量份，聚酯改性有机硅（圣邦，DC-193)0. 5重量份， 荧光剂（晨昊-WGS) 0? 003重量份。
[0032] 上述的环境友好型卫浴产品用复合材料的制备方法为：按照配方量将基体的各制 备原料在高混机中充分混合搅拌均匀，将混合后的原料由加料口加入到双螺杆挤出机的料 斗中，在160°C _200°C条件下熔融共混挤出成型；在水槽中水冷拉条冷却后在切粒机中切 粒成复合材料粒子；把所述的复合材料粒子放入100°C~120°C的烘箱中加热烘干4h，除 去水分；将烘干的复合材料粒子加入到注塑机的料筒中，加温至220°C使得复合材料粒子 熔融，根据所要生产的单个产品的材料用量输入注塑机的电脑控制程序中，启动注塑机注 射控制程序，采用注射螺杆推进将料筒中的复合材料注射到金属模具中，模具冷却温度为 75°C，使产品冷却定型，打开模具，用取件机械手取出成型的基体；将表面涂层的各制备原 料按比例混匀，对基体进行外观、形状检查后进行表面涂层，采用浸涂工艺进行表面涂覆， 静置15min后在紫外光固化箱中固化30min后取出，涂层表面硬度6H，外观检查后得到成 品。
[0033] 本实施例的产品具有使用温度高、使用寿命长、产品制造工艺易加工性优点。
[0034]
[0035] 实施例2
[0036] -种环境友好型卫浴产品用复合材料，由基体和涂覆在基体表面的表面涂层组 成。所述的基体的制备原料由以重量百分比计的聚乙烯（中国石化-5233)20%;聚碳酸酯 (拜耳公司-Makrolon PC)5% ;碳酸钙55% ;增白剂（Ti02)5% ;阻燃剂（氢氧化镁）14% ; 抗氧剂（1010)0.5% ;抗光老化剂（巴斯夫-Tinuvin 622)0. 5%组成。
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