本發(fā)明涉及廁所衛(wèi)生用具技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合材料馬桶及其制造方法。

背景技術(shù)：

馬桶是廁所衛(wèi)生用具最重要的一種，隨著人們生活水平的提高，對于馬桶的要求也越來越高。目前，公知的馬桶的桶身主要為陶瓷材料和亞克力材料為主，陶瓷馬桶易碎，怕磕碰，亞克力材料表面硬度不高，容易出現(xiàn)劃痕。

因此，非常有必要設(shè)計(jì)一種不易碎、且表面強(qiáng)度高的復(fù)合材料馬桶身。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種表面光滑、不易碎、且表面強(qiáng)度高，成型周期短，適合大批量生產(chǎn)，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，節(jié)省勞動(dòng)力，作業(yè)環(huán)境好的復(fù)合材料馬桶及其制造方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種復(fù)合材料馬桶，包括以下組分制造得到：

天然石英砂44-58重量份；

碳酸鈣(或氫氧化鋁)26-80重量份；

不飽和聚酯樹脂12-30重量份；

低收縮添加劑4-18重量份；

硬脂酸鋅0.54-1重量份；

氫氧化鈣0.1-1重量份；

過氧化苯甲酸叔丁酯0.2-1重量份；

顏料0-3重量份；

纖維材料3-25重量份。

本發(fā)明中，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述纖維材料為碳纖維、芳綸纖維和玻璃纖維的混合物或者其中一種，所述不飽和聚酯樹脂為雙酚a型不飽和聚酯。低收縮添加劑采用組合型低收縮添加劑，優(yōu)選嵌段型的聚醋酸-苯乙烯(pvac-st)，這種低收縮添加劑具有優(yōu)異的綜合性能，包括優(yōu)良的內(nèi)著色性、優(yōu)良的低收縮性、良好的微觀界面、良好的力學(xué)性能及耐小分子滲透性等。

本發(fā)明中，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述纖維材料中碳纖維、芳綸纖維和玻璃纖維混合物中各自的重量比為(1-3)：(1.5-2.3)：(5-9)。

第二方面，本發(fā)明提供的復(fù)合材料馬桶的制造方法，包括如下步驟：將各組分按比例在投放到捏合機(jī)中捏合成團(tuán)狀材料，根據(jù)待制造馬桶的重量稱好原料，將原料放在預(yù)熱的金屬模具中，經(jīng)加壓、加熱后固化成型，組裝，得到產(chǎn)品。

本發(fā)明中，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述預(yù)熱，是指將所述金屬模具通過加熱棒或?qū)嵊图訙氐?30-175℃。

本發(fā)明中，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述金屬模具是根據(jù)產(chǎn)品定做專用模具。該模具包括桶身、桶蓋和水箱等的專用模具，可以根據(jù)需要進(jìn)行加工。

本發(fā)明中，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述加壓是將金屬模具安裝在油壓機(jī)上加壓。

本發(fā)明中，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述加熱為將金屬模具加熱。

本發(fā)明中，作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，包括如下步驟：

s1、稱量各組分，備用；

s2、將各組分按比例投放到雙槳捏合機(jī)(σ型攪拌槳)中捏合25-35分鐘，捏合成團(tuán)狀材料；

s3、通過加熱棒或?qū)嵊蛯撝颇＞呒訙氐?30-155℃，將步驟s2得到的團(tuán)狀材料加入到預(yù)熱后的鋼制模具中，并合模；

s4、沖模：將團(tuán)狀材料在15-25兆帕壓力下流動(dòng)充滿整個(gè)型腔；

s5、固化：在15-25兆帕的壓力下和130-175℃的溫度下保持6-20分鐘后充分固化；

s6、開模取出制品，組裝為成品馬桶。

本發(fā)明中，天然石英砂的主要化學(xué)成分為二氧化硅，具有很強(qiáng)的抗酸性介質(zhì)浸蝕能力，在本發(fā)明中使得馬桶表面耐劃性大大增強(qiáng)；碳酸鈣和氫氧化鋁在本發(fā)明中均可有效增加或調(diào)節(jié)材料剛性、韌性、以及彎曲強(qiáng)度,并可改善塑料加工體系的流變性能，降低塑化溫度，提高制品尺寸穩(wěn)定,耐熱性，提高了馬桶表面光潔性；不飽和聚酯樹脂在本發(fā)明中一般選用雙酚a型不飽和聚酯，雙酚a型不飽和聚酯在本發(fā)明中使各組分共聚固化后的空間效應(yīng)增大，阻礙了酯鍵的水解，使得產(chǎn)品具有較好的耐酸、耐堿及耐水解性能；硬脂酸鋅主要作用為潤滑和脫模，在本發(fā)明中，可以方便產(chǎn)品的脫模時(shí)更加順利，確保產(chǎn)品表面的光潔性能；眾所周知，氫氧化鈣與高分子材料相容性差，但是發(fā)明人在反復(fù)的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)在原料中加入0.1-1重量份的氫氧化鈣時(shí)，能夠使得產(chǎn)品在加工成型過程中熱穩(wěn)定性更強(qiáng)，也更利于產(chǎn)品的成型，這可能與本發(fā)明原料中以天然石英砂、碳酸鈣(或氫氧化鋁)為主有關(guān)；過氧化苯甲酸叔丁酯在本發(fā)明中作為雙酚a型不飽和聚酯的固化反應(yīng)引發(fā)劑，提高了成型的效果和效率；纖維材料能夠非常均勻的分散于組分中增強(qiáng)產(chǎn)品的強(qiáng)度和硬度。

本發(fā)明的復(fù)合材料馬桶及其制造方法，表面光滑、不易碎、且表面強(qiáng)度高，成型周期短，適合大批量生產(chǎn)，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，節(jié)省勞動(dòng)力，作業(yè)環(huán)境好。

具體實(shí)施方式

以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，因此只作為示例，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

復(fù)合材料馬桶，包括以下組分制造得到：

天然石英砂44重量份；碳酸鈣26重量份；雙酚a型不飽和聚酯12重量份；低收縮添加劑6重量份；硬脂酸鋅0.54重量份；氫氧化鈣0.1重量份；過氧化苯甲酸叔丁酯0.2重量份；纖維材料3重量份。

復(fù)合材料馬桶的制造方法，包括如下步驟：

s1、按上述比例稱量各組分，備用；

s2、將各組分投放到σ型雙槳捏合機(jī)中捏合25分鐘，捏合成團(tuán)狀材料；

s3、通過加熱棒將鋼制模具加溫到130℃，將步驟s2得到的團(tuán)狀材料加入到預(yù)熱后的鋼制模具中，并合模；

s4、沖模：將團(tuán)狀材料在15兆帕壓力下流動(dòng)充滿整個(gè)型腔；

s5、固化：在15兆帕的壓力下和130℃的溫度下保持6分鐘后充分固化；

s6、開模取出制品，組裝為成品馬桶。

實(shí)施例2

復(fù)合材料馬桶，包括以下組分制造得到：

天然石英砂58重量份；碳酸鈣80重量份；雙酚a型不飽和聚酯20重量份；低收縮添加劑10重量份；硬脂酸鋅1重量份；氫氧化鈣1重量份；過氧化苯甲酸叔丁酯1重量份；顏料鈦白粉3重量份；纖維材料25重量份。

復(fù)合材料馬桶的制造方法，包括如下步驟：

s1、按上述比例稱量各組分，備用；

s2、將各組分按比例投放到σ型雙槳捏合機(jī)中捏合35分鐘，捏合成團(tuán)狀材料；

s3、通過加熱棒將鋼制模具加溫到155℃，將步驟s2得到的團(tuán)狀材料加入到預(yù)熱后的鋼制模具中，并合模；

s4、沖模：將團(tuán)狀材料在25兆帕壓力下流動(dòng)充滿整個(gè)型腔；

s5、固化：在25兆帕的壓力下和175℃的溫度下保持20分鐘后充分固化；

s6、開模取出制品，組裝為成品馬桶。

實(shí)施例3

天然石英砂45重量份；氫氧化鋁29重量份；雙酚a型不飽和聚酯12重量份；低收縮添加劑6重量份；硬脂酸鋅0.54重量份；氫氧化鈣0.4重量份；過氧化苯甲酸叔丁酯0.2重量份；纖維材料3重量份。

復(fù)合材料馬桶的制造方法，包括如下步驟：

s1、按上述比例稱量各組分，備用；

s2、將各組分投放到σ型雙槳捏合機(jī)中捏合25分鐘，捏合成團(tuán)狀材料；

s3、通過導(dǎo)熱油將鋼制模具加溫到130℃，將步驟s2得到的團(tuán)狀材料加入到預(yù)熱后的鋼制模具中，并合模；

s4、沖模：將團(tuán)狀材料在15兆帕壓力下流動(dòng)充滿整個(gè)型腔；

s5、固化：在15兆帕的壓力下和130℃的溫度下保持6分鐘后充分固化；

s6、開模取出制品，組裝為成品馬桶。

實(shí)施例4

復(fù)合材料馬桶，包括以下組分制造得到：

天然石英砂58重量份；氫氧化鋁75重量份；乙烯基樹脂20重量份；低收縮添加劑10重量份；硬脂酸鋅1重量份；氫氧化鈣0.9重量份；過氧化苯甲酸叔丁酯0.7重量份；顏料0.1重量份；纖維材料25重量份。

復(fù)合材料馬桶的制造方法，包括如下步驟：

s1、按上述比例稱量各組分，備用；

s2、將各組分按比例投放到σ型雙槳捏合機(jī)中捏合35分鐘，捏合成團(tuán)狀材料；

s3、通過導(dǎo)熱油將鋼制模具加溫到140℃，將步驟s2得到的團(tuán)狀材料加入到預(yù)熱后的鋼制模具中，并合模；

s4、沖模：將團(tuán)狀材料在25兆帕壓力下流動(dòng)充滿整個(gè)型腔；

s5、固化：在25兆帕的壓力下和175℃的溫度下保持20分鐘后充分固化；

s6、開模取出制品，組裝為成品馬桶。

實(shí)施例5

復(fù)合材料馬桶，包括以下組分制造得到：

天然石英砂50重量份；氫氧化鋁50重量份；雙酚a型不飽和聚酯20重量份；硬脂酸鋅0.8重量份；氫氧化鈣0.7重量份；過氧化苯甲酸叔丁酯0.8重量份；顏料鈦白粉1.5重量份；纖維材料15重量份。

復(fù)合材料馬桶的制造方法，包括如下步驟：

s1、按上述比例稱量各組分，備用；

s2、將各組分按比例投放到σ型雙槳捏合機(jī)中捏合30分鐘，捏合成團(tuán)狀材料；

s3、通過導(dǎo)熱油將鋼制模具加溫到145℃，將步驟s2得到的團(tuán)狀材料加入到預(yù)熱后的鋼制模具中，并合模；

s4、沖模：將團(tuán)狀材料在20兆帕壓力下流動(dòng)充滿整個(gè)型腔；

s5、固化：在20兆帕的壓力下和175℃的溫度下保持15分鐘后充分固化；

s6、開模取出制品，組裝為成品馬桶。

將實(shí)施例1-5所得的產(chǎn)品和進(jìn)行測試，與市售的陶瓷馬桶、亞克力馬桶進(jìn)行對比。

測試方法：

檢測馬桶的表面硬度：隨機(jī)選擇實(shí)施例1-5產(chǎn)品和陶瓷馬桶、亞克力馬桶的10處作為測試點(diǎn)標(biāo)記，將直徑為20mm的鋼球從1米的高度自由落下，落到測試點(diǎn)，完成撞擊后，觀察測試點(diǎn)損壞情況，以測試點(diǎn)出現(xiàn)破損的百分率記錄。

檢測馬桶表面的耐劃性：隨機(jī)選擇選擇實(shí)施例1-5產(chǎn)品和陶瓷馬桶、亞克力馬桶的10處作為測試點(diǎn)標(biāo)記，利用尖頂劃針型耐劃傷試驗(yàn)儀對測試點(diǎn)進(jìn)行劃傷測試，觀察劃痕深度，并記錄平均值。

檢測馬桶的破碎性能：隨機(jī)選擇選擇實(shí)施例1-5產(chǎn)品和陶瓷馬桶、亞克力馬桶，用沖擊機(jī)在相同作用力的條件下對產(chǎn)品進(jìn)行破碎沖擊，記錄破碎的情況。

測試結(jié)果如下：

通過以上結(jié)果證明：

本發(fā)明提供的馬桶與市售的陶瓷馬桶相比，破碎性能和表面硬度得到極大的提升，而與亞克力馬桶相比，表面硬度、耐劃性提升較大。并且，實(shí)施例5的表面硬度、耐化性、破碎性能指標(biāo)最佳，為本發(fā)明最優(yōu)化的技術(shù)方案。

以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。