本发明涉及玻璃钢技术领域，尤其涉及一种抗菌玻璃钢仿木纹型材及其制备方法。
背景技术：
室外露天场所需要使用护栏、格栅等公共基础设施，这些公共基础设施大多采用木质或金属材料制成。木质材料虽然环保美观、加工容易，但是阻燃性差、易腐蚀、不耐虫蛀、干缩湿涨。金属材料耐热性好、机械强度高、尺寸稳定性佳，但易生锈、质量重、制造成本高。现有技术还有采用木塑材料的，木塑材料木塑复合材料兼具木材与塑料的双重优点，可塑性强、环保、可循环利用，但其质地脆弱，强度不高，使用寿命较短。
以玻璃纤维及其制品为增强材料，合成树脂为基体经复合工艺制作而成材料称为玻璃钢。玻璃钢型材(拉挤工艺)是将充分浸渍过树脂混合液的玻璃纤维及其制品，通过成型模具，并在模腔中加温固化，在牵引机构拉力作用下，连续拉拔出的型材制品。玻璃钢型材具有质轻、耐腐蚀性、电绝缘性能好、一次成型等优点，可广泛应用于公园、广场、清水平台等户外场所的公共设施上。中国专利申请号：201910645021.1公开了公开了一种低成本耐光老化拉挤玻璃钢材料及其制备方法，包括如下步骤：s1、对干燥的、经拉挤设备牵引机牵引前进的增强纤维涂刷漆油；s2、已涂刷漆油的增强纤维在牵引机的带动下进入树脂胶槽进行浸胶；s3、浸有漆油和树脂胶液的增强纤维继续在牵引机的带动下进入高温模具并固化成型；s4、出模具并自然冷却。该发明通过在成型中加入油漆相，阻止光线进入树脂和纤结合处，制备的拉挤玻璃钢材料在达到同等老化性能的前提下，具有成本更低的优势。受当前新冠疫情的影响，人员对于公共卫生的重视程度不断提升，公园、广场等公共场所人员密集，清洁消毒不足容易滋生细菌，存在危害人类健康的隐患。但是现有的玻璃钢型材不具备抗菌性，不能满足人们的需求。
技术实现要素：
因此，针对以上内容，本发明提供一种抗菌玻璃钢仿木纹型材，解决现有技术玻璃钢型材不具备抗菌性的问题。
本发明的另一个目在于提供该抗菌玻璃钢仿木纹型材的制备方法。
为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种抗菌玻璃钢仿木纹型材，包括针织毡内表面层、纤维纱增强层、针织毡外表面层和仿木纹表层，所述纤维纱增强层是玻璃纤维粗砂在外力牵引下送入装有复合拉挤树脂溶液的浸胶槽内，经过浸胶使复合拉挤树脂溶液浸润玻璃纤维粗砂后形成的，所述复合拉挤树脂溶液中包括以下各组分原料：不饱和聚酯树脂、固化剂、填料、色浆、负氧离子粉、分散剂、润湿剂、脱模剂，所述纤维纱增强层夹在针织毡内表面层和针织毡外表面层之间，所述针织毡外表面层外部设有仿木纹表层，所述仿木纹表层为印有彩色木纹纹理的聚酯表面毡。
进一步的改进是：所述不饱和聚酯树脂、固化剂、填料、色浆、负氧离子粉、分散剂、润湿剂、脱模剂的质量比为30-40:1.5-3:25-35:4-6:0.6-1.8:0.15-0.3:0.2-0.4:0.1-0.3。
进一步的改进是：所述不饱和聚酯树脂为间苯型不饱和聚酯树脂，粘度为700-1100mpa·s。
进一步的改进是：所述固化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲乙酮或过氧化二叔丁基中的任意一种或两种以上任意比混合而成。
进一步的改进是：所述固化剂由过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化二叔丁基按质量比1.5-3:0.6-1.2:0.8-1.5混合而成。
进一步的改进是：所述填料为氢氧化铝，氢氧化铝的目数为1000-1200目。
进一步的改进是：所述分散剂为丙烯酸酯嵌段聚合物、聚丙烯酸盐类分散剂中的一种或二者以任意比混合而成。
进一步的改进是：所述脱模剂为硬脂酸盐。
进一步的改进是：所述润湿剂为byk-307、byk-310、byk-347中的任意一种。
进一步的改进是：所述纤维纱增强层中玻璃纤维粗砂的质量占比为80-85％，复合拉挤树脂的质量占比为15-20％。
进一步的改进是：所述复合拉挤树脂溶液中还包括抗紫外吸收剂，所述抗紫外吸收剂的添加量为不饱和聚酯树脂的0.3-0.5％。
进一步的改进是：所述复合拉挤树脂溶液中还包括聚乙烯吡咯烷酮，所述聚乙烯吡咯烷酮的添加量为树脂的1-3％。
进一步的改进是：所述针织毡内表面层的厚度为0.5-1mm，纤维纱增强层的厚度为1.5-3mm，针织毡外表面层的厚度为0.5-1mm，仿木纹表层的厚度为0.2mm。
一种抗菌玻璃钢仿木纹型材的制备方法，包括以下步骤：
s1、复合拉挤树脂溶液的制备：
将填料、色浆、负氧离子粉、分散剂、润湿剂、脱模剂加入不饱和聚酯树脂中，搅拌混合40-60min，再加入固化剂继续搅拌混合15-30min，然后用超声波进行处理，超声波输出功率800-1000w，超声处理时间10-20min，得到复合拉挤树脂溶液，将复合拉挤树脂溶液倒入浸胶槽内；
s2、抗菌玻璃钢仿木纹型材的制备：
将玻璃纤维粗砂从纱筒上引出并均匀整齐排布，将玻璃纤维纱和两层针织毡输送到浸胶槽内；
浸润复合拉挤树脂溶液后共同穿过预成型装置，玻璃纤维粗砂置于两层针织毡之间，形成由内到外依次分布的针织毡内表面层、纤维纱增强层、针织毡外表面层，并在针织毡外表面层复合一层印有彩色木纹纹理的聚酯表面毡，形成仿木纹表层，经预成型装置形成型材的大致形状，同时挤出多余的树脂；
然后进入模具，加热固化成型；
冷却后经过牵引从模具中拉挤出，切割修整得到抗菌玻璃钢仿木纹型材成品。
进一步的改进是：在模具中采用分段加热的方式固化成型，第一段加热固化温度为100-110℃，第二段加热固化温度为120-130℃，第三段加热固化温度为110-120℃。
通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明的玻璃钢型材在表面复合一层印有彩色木纹纹理的聚酯表面毡，木纹图案丰富，效果逼真，是替代传统木材应用于公共场所基础设施的理想环保材料。
本发明对复合拉挤树脂溶液的原料组分进行调整优化，引入高活性的负氧离子粉，抗菌性达到99％以上，可满足抗菌性能要求高的场所。负氧离子粉主要是通过破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，达到抗菌的目的。此外负氧离子粉释放的负氧离子还具有净化空气、保健等作用。将负氧离子粉应用在玻璃钢型材上，不仅提高了负氧离子粉的附加价值，同时也使玻璃钢型材在具备质轻、耐腐蚀性、电绝缘性能好、一次成型等常规优点的基础上，赋予其良好抗菌性，拓宽玻璃钢型材的应用领域。固化剂采用多种有机过氧化物进行复配而成，通过各组分的协同作用使得复合拉挤树脂在模具内交联固化的更加充分，各方面力学性能优于采用单一固化剂形成的玻璃钢仿木纹型材，而且多种有机过氧化物共同作用还能延长复合拉挤树脂的胶凝时间，避免树脂在浸胶槽内提前发生交联固化反应，牵引至模具口时造成堵塞，降低连续化生产效率。配方中添加氢氧化铝作为填料，不仅可以降低成本，还能提高物料的性能，改善产品的拉伸强度和弯曲强度。此外氢氧化铝还具有阻燃、消烟的作用。进一步，在配方中添加聚乙烯吡咯烷酮，可以增大复合拉挤树脂溶液与玻璃纤维的粘着性。
具体实施方式
以下将结合具体实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
若未特别指明，实施例中所采用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所采用的试剂和产品也均为可商业获得的。
实施例一
一种抗菌玻璃钢仿木纹型材，包括针织毡内表面层、纤维纱增强层、针织毡外表面层和仿木纹表层，所述纤维纱增强层夹在针织毡内表面层和针织毡外表面层之间，所述针织毡外表面层外部设有仿木纹表层，所述仿木纹表层为印有彩色木纹纹理的聚酯表面毡，所述纤维纱增强层是玻璃纤维粗砂在外力牵引下送入装有复合拉挤树脂溶液的浸胶槽内，经过浸胶使复合拉挤树脂溶液浸润玻璃纤维粗砂后形成的，所述纤维纱增强层中玻璃纤维粗砂的质量占比为80％，复合拉挤树脂的质量占比为20％，所述复合拉挤树脂溶液中包括以下重量份的各组分原料：不饱和聚酯树脂30份、固化剂1.5份、氢氧化铝25份、色浆4份、负氧离子粉0.6份、聚丙烯酸钠0.15份、byk-307润湿剂0.2份、硬脂酸锌0.1份、抗紫外吸收剂0.15份、聚乙烯吡咯烷0.3份。
所述不饱和聚酯树脂为间苯型不饱和聚酯树脂，粘度为1100mpa·s。
所述氢氧化铝的目数为1000目。
所述固化剂由过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化二叔丁基按质量比1.5:0.6:0.8混合而成。
所述针织毡内表面层的厚度为0.5mm，纤维纱增强层的厚度为1.5mm，针织毡外表面层的厚度为0.5mm，仿木纹表层的厚度为0.2mm。
一种抗菌玻璃钢仿木纹型材的制备方法，包括以下步骤：
s1、复合拉挤树脂溶液的制备：
将氢氧化铝、色浆、负氧离子粉、聚丙烯酸钠、byk-307润湿剂、硬脂酸锌加入不饱和聚酯树脂中，搅拌混合40min，再加入固化剂继续搅拌混合15min，然后用超声波进行处理，超声波输出功率800w，超声处理时间20min，得到复合拉挤树脂溶液，将复合拉挤树脂溶液倒入浸胶槽内；
s2、抗菌玻璃钢仿木纹型材的制备：
将玻璃纤维粗砂从纱筒上引出并均匀整齐排布，将玻璃纤维纱和两层针织毡输送到浸胶槽内；
浸润复合拉挤树脂溶液后共同穿过预成型装置，玻璃纤维粗砂置于两层针织毡之间，形成由内到外依次分布的针织毡内表面层、纤维纱增强层、针织毡外表面层，并在针织毡外表面层复合一层印有彩色木纹纹理的聚酯表面毡，形成仿木纹表层，经预成型装置形成型材的大致形状，同时挤出多余的树脂；
然后进入模具，通过分段加热的方式固化成型，第一段加热固化温度为100℃，第二段加热固化温度为120℃，第三段加热固化温度为110℃；
冷却后经过牵引从模具中拉挤出，切割修整得到抗菌玻璃钢仿木纹型材成品。
实施例二
一种抗菌玻璃钢仿木纹型材，包括针织毡内表面层、纤维纱增强层、针织毡外表面层和仿木纹表层，所述纤维纱增强层夹在针织毡内表面层和针织毡外表面层之间，所述针织毡外表面层外部设有仿木纹表层，所述仿木纹表层为印有彩色木纹纹理的聚酯表面毡，所述纤维纱增强层是玻璃纤维粗砂在外力牵引下送入装有复合拉挤树脂溶液的浸胶槽内，经过浸胶使复合拉挤树脂溶液浸润玻璃纤维粗砂后形成的，所述纤维纱增强层中玻璃纤维粗砂的质量占比为82％，复合拉挤树脂的质量占比为18％，所述复合拉挤树脂溶液中包括以下重量份的各组分原料：不饱和聚酯树脂35份、固化剂2份、氢氧化铝30份、色浆5份、负氧离子粉1.2份、丙烯酸酯嵌段聚合物分散剂(扬州天达化工有限公司生产)0.2份、byk-310润湿剂0.3份、硬脂酸锌0.2份、抗紫外吸收剂0.16份、聚乙烯吡咯烷0.7份。
所述不饱和聚酯树脂为间苯型不饱和聚酯树脂，粘度为900mpa·s。
所述氢氧化铝的目数为1100目。
所述固化剂由过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化二叔丁基按质量比2.4:0.9:1.2混合而成。
所述针织毡内表面层的厚度为0.8mm，纤维纱增强层的厚度为2.5mm，针织毡外表面层的厚度为0.8mm，仿木纹表层的厚度为0.2mm。
一种抗菌玻璃钢仿木纹型材的制备方法，包括以下步骤：
s1、复合拉挤树脂溶液的制备：
将填料、色浆、负氧离子粉、丙烯酸酯嵌段聚合物分散剂分散剂、润湿剂、脱模剂加入不饱和聚酯树脂中，搅拌混合50min，再加入固化剂继续搅拌混合20min，然后用超声波进行处理，超声波输出功率900w，超声处理时间15min，得到复合拉挤树脂溶液，将复合拉挤树脂溶液倒入浸胶槽内；
s2、抗菌玻璃钢仿木纹型材的制备：
将玻璃纤维粗砂从纱筒上引出并均匀整齐排布，将玻璃纤维纱和两层针织毡输送到浸胶槽内；
浸润复合拉挤树脂溶液后共同穿过预成型装置，玻璃纤维粗砂置于两层针织毡之间，形成由内到外依次分布的针织毡内表面层、纤维纱增强层、针织毡外表面层，并在针织毡外表面层复合一层印有彩色木纹纹理的聚酯表面毡，形成仿木纹表层，经预成型装置形成型材的大致形状，同时挤出多余的树脂；
然后进入模具，通过分段加热的方式固化成型，第一段加热固化温度为105℃，第二段加热固化温度为125℃，第三段加热固化温度为115℃；
冷却后经过牵引从模具中拉挤出，切割修整得到抗菌玻璃钢仿木纹型材成品。
实施例三
一种抗菌玻璃钢仿木纹型材，包括针织毡内表面层、纤维纱增强层、针织毡外表面层和仿木纹表层，所述纤维纱增强层夹在针织毡内表面层和针织毡外表面层之间，所述针织毡外表面层外部设有仿木纹表层，所述仿木纹表层为印有彩色木纹纹理的聚酯表面毡，所述纤维纱增强层是玻璃纤维粗砂在外力牵引下送入装有复合拉挤树脂溶液的浸胶槽内，经过浸胶使复合拉挤树脂溶液浸润玻璃纤维粗砂后形成的，所述纤维纱增强层中玻璃纤维粗砂的质量占比为85％，复合拉挤树脂的质量占比为15％，所述复合拉挤树脂溶液中包括以下重量份的各组分原料：不饱和聚酯树脂40份、固化剂3份、氢氧化铝35份、色浆6份、负氧离子粉1.8份、聚丙烯酸钠0.3份、byk-347润湿剂0.4份、硬脂酸锌0.3份、抗紫外吸收剂0.12份、聚乙烯吡咯烷1.2份。
所述不饱和聚酯树脂为间苯型不饱和聚酯树脂，粘度为700mpa·s。
所述氢氧化铝的目数为1200目。
所述固化剂由过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化甲乙酮、过氧化二叔丁基按质量比3:1.2:1.5混合而成。
所述针织毡内表面层的厚度为1mm，纤维纱增强层的厚度为3mm，针织毡外表面层的厚度为1mm，仿木纹表层的厚度为0.2mm。
一种抗菌玻璃钢仿木纹型材的制备方法，包括以下步骤：
s1、复合拉挤树脂溶液的制备：
将填料、色浆、负氧离子粉、分散剂、润湿剂、脱模剂加入不饱和聚酯树脂中，搅拌混合60min，再加入固化剂继续搅拌混合30min，然后用超声波进行处理，超声波输出功率1000w，超声处理时间10min，得到复合拉挤树脂溶液，将复合拉挤树脂溶液倒入浸胶槽内；
s2、抗菌玻璃钢仿木纹型材的制备：
将玻璃纤维粗砂从纱筒上引出并均匀整齐排布，将玻璃纤维纱和两层针织毡输送到浸胶槽内；
浸润复合拉挤树脂溶液后共同穿过预成型装置，玻璃纤维粗砂置于两层针织毡之间，形成由内到外依次分布的针织毡内表面层、纤维纱增强层、针织毡外表面层，并在针织毡外表面层复合一层印有彩色木纹纹理的聚酯表面毡，形成仿木纹表层，经预成型装置形成型材的大致形状，同时挤出多余的树脂；
然后进入模具，通过分段加热的方式固化成型，第一段加热固化温度为110℃，第二段加热固化温度为130℃，第三段加热固化温度为120℃；
冷却后经过牵引从模具中拉挤出，切割修整得到抗菌玻璃钢仿木纹型材成品。
实施例四
所述复合拉挤树脂溶液中的固化剂采用过氧化苯甲酸叔丁酯，其他组分的具体种类、添加量以及制备方法与实施例一相一致。
实施例五
所述复合拉挤树脂溶液中的固化剂采用过氧化甲乙酮，其他组分的具体种类、添加量以及制备方法与实施例一相一致。
实施例六
所述复合拉挤树脂溶液中的固化剂采用过氧化二叔丁基，其他组分的具体种类、添加量以及制备方法与实施例一相一致。
对各实施例制备的抗菌玻璃钢仿木纹型材依据gb/t21866-2008进行抗菌性能检测，测试结果见表1。
表1
由表1可知，本发明制备的抗菌玻璃钢仿木纹型材具有良好的抗菌性能。
对各实施例制备的抗菌玻璃钢仿木纹型材进行拉伸性能、弯曲性能的测定，其中拉伸性能依据gb/t1447-2005进行检测，测试结果如表2所示；弯曲性能依据gb/t1449-2005进行检测，测试结果如表3所示。试样宽度8.76mm，试样厚度2.5m，试样标距50mm。
表2
表3
由表2-3可知，本发明制备的抗菌玻璃钢仿木纹型材的拉伸性能、弯曲性能好。本发明的固化剂采用多种有机过氧化物进行复配，通过各组分的协同作用使得复合拉挤树脂在模具内交联固化的更加充分，因此在拉伸性能、弯曲性能优于采用单一固化剂形成的抗菌玻璃钢仿木纹型材。
以上所记载，仅为利用本创作技术内容的实施例，任何熟悉本项技艺者运用本创作所做的修饰、变化，皆属本创作主张的专利范围，而不限于实施例所揭示者。