專利名稱：一種樹脂基復合材料餐具及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種餐具，尤其涉及一種以樹脂和碳酸鈣為主要原料，通過增強纖維加強的復合材料餐具，本發明還公開了該餐具的制備方法。
背景技術：
常見的餐具包括碗、碟、餐盒等，多采用陶瓷制作，還有用塑料制作。陶瓷餐具需要高溫燒制，需要消耗大量的能源，對環境不友好，屬于“高能耗、高污染、高排放”的三高行業。而塑料餐具由于材料本身屬于親油性，因此自潔性能差，另外塑料在熱塑成型過程中添加的增塑劑等助劑，在餐具的應用中對人體產生危害。
由于餐具對食品安全的要求很高，之前還沒有很好的復合材料來取代陶瓷餐具。本發明制備的樹脂基復合材料餐具具有強度高、外形穩定、韌性好、自潔性佳、低能耗、耐酸堿腐蝕、抗紫外老化、食品安全及生產效率高的優點，具有很好的市場推廣前景。發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對上述的技術現狀而另外提供一種具有強度高、外形穩定、韌性好、自潔性佳、低能耗、耐酸堿腐蝕、抗紫外老化、食品安全及生產效率高的優點樹脂基復合材料餐具。
本發明所要解決的又一個技術問題是提供一種節能環保、低成本、高效率的樹脂基復合材料餐具的制備方法。
本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為:一種樹脂基復合材料餐具，其特征在于采用原料經過混合、注射、模具固化而制得，所述原料的組分及其重量配比如下: 不飽和聚酯樹脂1(Γ20 聚酯型防收縮劑6 15 增強纖維8 15 無機粉末填料5(Γ70引發劑0.8 2顏料0.5^3 為便于后續的混合均勻，所述的不飽和聚酯樹脂由苯乙烯稀釋不飽和樹脂而制得，其中苯乙烯和不飽和聚酯樹脂的重量配比滿足: 不飽和聚酯樹脂60飛5苯乙烯35 40 所述的不飽和聚酯為鄰苯型不飽和聚酯樹脂或間苯型不飽和聚酯樹脂。
為便于后續的混合均勻，所述的聚酯型防收縮劑由苯乙烯稀釋具有防收縮功能的聚酯而制得，其中苯乙烯和聚酯的重量配比滿足:聚酯30 40 苯乙烯60 70所述的增強纖維可以是玻璃纖維、聚酯纖維或麻纖維。所述的無機粉末填料中包含碳酸鈣、硅灰石、石英砂。所述的原料中還包含重量配比為0.5^3的顏料或色漿。所述的原料中還包含包含內脫模劑硬脂酸鹽或磷酸酯鹽。作為優選:所述的引發劑包括叔丁基過氧化異丙基碳酸酯、過氧化2-乙基己酸叔丁酯、2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚(食品級)和對苯醌(食品級)，其重量配比滿足20:5:1:1。一種制備樹脂基復合材料餐具的方法，其特征在于包括如下步驟:
①取各原料組分并攪拌混合均勻成團狀復合材料；
②將上述復合材料加入熱固性注塑機的注射單元中；
③通過螺桿將復合材料注射到模具中，模具通過電、高溫油或高溫蒸汽加熱，保持溫度在13(Tl50°C，保壓固化；
④打開模具，取出制品；
⑤制品表面進行噴涂和印花(涂料為食品接觸安全級別)。作為優選:步驟③在于注射時采用高壓低速注射，模具可以采用抽真空，固化時間在2 4分鐘。與現有技術相比 ，本發明的優點在于:采用廉價的碳酸鈣、硅灰石等無機填料為主要原料，以不飽和聚酯樹脂侵潤黏結，以增強纖維增加強度，通過高壓注射到模具內加熱固化制得，所以原料易得、成本低廉；無需高溫燒結降低能耗；采用注塑機注射成型，減少勞動強度，減少環境污染，提高生產效率及成品率；所得產品有強度高、外形穩定、韌性好、自潔性佳、低能耗、耐酸堿腐蝕、抗紫外老化、食品安全及生產效率高的優點；另外，產品外表面光潔如鏡，手感溫潤，具有仿瓷效果。
具體實施例方式以下結合實施案例對本發明做進一步詳細描述。制備樹脂基復合材料餐具的方法主要包括以下幾個步驟:
①用高性能改性的不飽和聚酯樹脂混入低收縮劑、無機粉末填料(不同粒徑規格的碳酸鈣、硅灰石、石英砂)、增強纖維、顏料、內脫模劑和引發劑體系，經捏合機攪拌捏合成團狀復合材料；
②將團狀復合材料加入熱固性注塑機的注射單元料斗中；
③根據所生產的餐具質量及數量，設定注射重量并輸入熱固性注塑機電腦控制系統，由螺桿輸送料斗中團狀復合材料，并定量注射入模具中；
④餐具產品的金屬注射模具采用油加熱方式，加熱溫度保持在140°C左右，溫度均勻分布，溫差不大于3°C。模具使用氣泵抽真空，使生產的產品光滑無氣孔，表面光潔度高。⑤復合材料由高壓注入模腔，保壓和高溫固化3分鐘，以消除產品收縮變形；
⑥產品固化后打開模具，注塑機自動頂出產品，然后由機械手取出產品放置于產品檢驗和包裝流水線上。⑦制品表面進行噴涂和印花(涂料為食品接觸安全級別)。以下為咖啡杯、碟實施例1 (附圖
)。10%不飽和聚酯樹脂，8%聚酯型防收縮劑，69%碳酸鈣粉末(粒徑分布I 300 μ )，8%玻璃纖維(長度為3mm)，0.8%引發劑體系(叔丁基過氧化異丙基碳酸酯、過氧化2-乙基己酸叔丁酯、2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚(食品級))，3%顏料，1.2內脫模劑。本實施案例中的不飽和聚酯采用亞仕蘭樹脂MR14029，聚酯型防收縮劑采用亞仕蘭生產的Q540。由于在于注射時采用高壓低速注射，模具可以采用抽真空，所以制得的產品表面光澤度高，細膩均勻，如若不然，產品表面出現不規則氣紋，氣紋位置暗淡無光澤。本實施案例生產的咖啡杯、碟強度高、高光澤、自潔性佳、手感好且通過FDA食品級安全認證。實施例2 (湯碗(附圖)):18%不飽和聚酯樹脂，15%聚酯型防收縮劑，52%碳酸鈣粉末(粒徑分布1 300μ ),9%玻璃纖維(長度為6mm), 1.6%引發劑體系(叔丁基過氧化異丙基碳酸酯、過氧化2-乙基己酸叔丁酯、2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(食品級))，3%顏料，1.4內脫模劑。本實施案例中的不飽和聚酯采用帝斯曼樹脂P18，聚酯型防收縮劑采用帝斯曼生產的H851。由于在于注射時采用高壓低速注射，模具可以采用抽真空，所以制得的產品表面光澤度高，細膩均勻，如若不然，產品表面出現不規則氣紋，氣紋位置暗淡無光澤。本實施案例生產的湯碗強度高、高光澤、自潔性佳、手感好且通過FDA食品級安全認證。實施例3 (保鮮盒(附圖)):14%不飽和聚酯樹脂，10%聚酯型防收縮劑，58%碳酸鈣粉末(粒徑分布f300μ )，14%玻璃纖維(長度為6mm)，1.2%引發劑體系(叔丁基過氧化異丙基碳酸酯、過氧化2-乙基己酸叔丁酯、2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚(食品級))，1.5%顏料，
1.3內脫模劑。 本實施案例中的不飽和聚酯采用亞仕蘭樹脂MR14029，聚酯型防收縮劑采用帝斯曼生產的H851。由于在于注射時采用高壓低速注射，模具可以采用抽真空，所以制得的產品表面光澤度高，細膩均勻，如若不然，產品表面出現不規則氣紋，氣紋位置暗淡無光澤。本實施案例生產的保鮮盒強度高、高光澤、耐高溫、自潔性佳、手感好且通過FDA食品級安全認證。
權利要求
1.一種樹脂基復合材料餐具，其特征在于采用原料經過混合、注射、模具固化而制得，所述原料的組分及其重量配比如下: 不飽和聚酯樹脂1(Γ20 聚酯型防收縮劑6 15 增強纖維8 15 無機粉末填料 5(Γ70 引發劑0.8 2 顏料0.5 3。
2.根據權利要 求1所述的樹脂基復合材料餐具，其特征在于所述的不飽和聚酯樹脂由苯乙烯稀釋不飽和聚酯樹脂制得，其中苯乙烯和不飽和聚酯樹脂的重量配比滿足: 不飽和聚酯樹脂60飛5 苯乙烯35 40。
3.根據權利要求2所述的樹脂基復合材料餐具，其特征在于所述的不飽和聚酯為鄰苯型不飽和聚酯樹脂或間苯型不飽和聚酯樹脂。
4.根據權利要求1所述的樹脂基復合材料餐具，其特征在于所述的聚酯型防收縮劑由苯乙烯稀釋具有防收縮功能的聚酯而制得，其中苯乙烯和聚酯的重量配比滿足: 聚酯30 40 苯乙烯60 70。
5.根據權利要求1所述的樹脂基復合材料餐具，其特征在于所述的無機粉末填料包含碳酸鈣、硅灰石、石英砂。
6.根據權利要求1所述的樹脂基復合材料餐具，其特征在于所述的增強纖維為玻璃纖維、聚酯纖維或麻纖維。
7.根據權利要求1所述的樹脂基復合材料餐具，其特征在于所述的原料中包含內脫模劑硬脂酸鹽或磷酸酯鹽。
8.根據權利要求1所述的樹脂基復合材料餐具，其特征在于所述的原料中包含顏料或色漿。
9.根據權利要求1所述的樹脂基復合材料餐具，其特征在于所述的引發劑包括叔丁基過氧化異丙基碳酸酯、過氧化2-乙基己酸叔丁酯、2，6- 二叔丁基-4-甲基苯酚(食品級)和對苯醌(食品級)，其重量配比滿足20:5:1:1。
10.一種制備權利要求Γ9樹脂基復合材料餐具的方法，其特征在于包括如下步驟: 取各原料組分并攪拌混合均勻成團狀復合材料； 將上述復合材料加入熱固性注塑機的注射單元中； 通過螺桿將復合材料注射到模具中，模具通過電、高溫油或高溫蒸汽加熱，保持溫度在13(Tl50°C，保壓固化； 打開1吳具，取出制品； 制品表面進行噴涂和印花(涂料為食品接觸安全級別)。
11.根據權利要求10所述的方法，其特征在于注射時采用高壓低速注射，步驟③中模具可以采用抽真空，固化時間在2 4分鐘。
全文摘要
本發明公開了一種樹脂基復合材料餐具，其特征在于采用原料經過混合、注射、模具固化而制得，所述原料的組分及其重量配比如下不飽和聚酯樹脂10~20；聚酯型防收縮劑6~15；增強纖維8~15；無機粉末填料(碳酸鈣、硅灰石、石英砂等)50~70；引發劑0.8~2.4；內脫模劑0.8~1.5；顏料0.5~1.5。本發明還公開了該餐具的制備方法。與現有技術相比，本發明具有強度高、外形穩定、韌性好、自潔性佳、低能耗、耐酸堿腐蝕、抗紫外老化、食品安全及生產效率高的優點。
文檔編號C08K3/26GK103193942SQ20121000195
公開日2013年7月10日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者張安震, 葉盛, 葉鑫杰, 徐碧云, 張旭明, 石洪曙, 馬春輝, 陳列, 葛琪威, 吳尚峰 申請人:海天塑機集團有限公司