技术领域

本发明涉及一种卫浴设备， '具体来说， 涉及一种 2升 /3升装配式节水型 热塑性树脂基新型复合材料座便器及其制备方 法， 该座便器具有显著的节水 效果。 背景技术

目前， 市场上的座便器大都是采用陶瓷制成的， 即采用陶土烧制而成， 先把陶土制成洁具产品进行烧制， 成型后表面上釉再进行烧结， 其烧制过程 需消耗大量煤炭或天然气， 造成大量的碳排放和能源消耗， 碳排放量大， 尤 其是对空气的污染； 而其在烧制过程中由于温度的不对称使产品开 裂和变形 导致产品大量的次品和报废， 产生的废料多， 能耗大， 形成二次污染， 并使 得成本提高。 同时生产中用的陶土资源也日益稀少， 一旦资源枯竭， 将无法 再用陶土生产洁具产品， 不能可持续发展。 再有， 陶瓷制品烧制过.程中， 因 为陶瓷在烧制过程中的变形较大， 其冲水管道容易出现内径不均匀， 内表面 不够光滑的现象， 造成冲水不够流畅， 需要耗费较多的冲水， 且容易出现堵 塞问题。 另外， 由于陶瓷的厚度通常都较大， 则相应的体积的座便器， 其内 腔体积就较小， 这也是造成其容易堵塞的原因。

而市面上其他复合材料的座便器， 如亚克力材料制作的座便器， 抗冲击 能力和强度都不够， 自洁性不够理想， 实用性差， 且不具有质感， 不够美观， 档次不高。 发明的公开

本发明的目的是提供一种装配式节水型热塑性 树脂基新型复合材料座便 器， 该座便器的冲水管道内表面光滑， 内管径均匀， 且同样规格的座便器的 内径更大， 冲水流畅， 能有效利用虹吸原理， 更加节水， 并且不易出现堵塞 问题； 而且， 该座便器以包含无机填料和热塑性树脂的复合 材料为原料， 采

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确认本 用注射成型方法制成， 既具有陶瓷的质感， 且重量较轻， 自洁性强， 实用且 美观， 档次高。

为了达到上述目的， 本发明提供了一种装配式节水型热塑性树脂基 新型 复合材料座便器，该座便器采用包含无机填料 的热塑性树脂基新型复合材料， 通过注射工艺制成， 该座便器包含： . 便池本体， 该便池本体的下部设置有便池出水口， 在便池出水口的侧壁 设置有冲水管道出口；

水箱， 在该水箱的底部设置有腔体， 该腔体与水箱成一体并连通的， 该 腔体在远离水箱的一端设置有主道口和冲水管 道入口， 该腔体与便池本体通 过主道口连通；

冲水管道，该冲水管道两端分别连接在冲水管 道入口及冲水管道出口上; 及

虹吸管道， 该虹吸管道的最高点高于便池出水口， 该虹吸管道的上端设 置进水口， 该进水口与便池出水口连通， 该虹吸管道的下端与下水管连接。

上述的装配式节水型热塑性树脂基新型复合材 料座便器， 其中， 所述的 热塑性树脂基新型复合材料包含以下按重量百 分数计的原料：

50% - 70%；

25% - 40%；

3% - 6%；

1%〜 3%；

1% ~ 2%；

所述无机填料采用硬脂酸改性处理过。

上述的装配式节水型热塑性树脂基新型复合材 料座便器， 其中， 所述的 改性处理是指， 将重量百分数为 1~5%的硬脂酸和 95~99%的填料， 采用高速 混合机在 90°C〜100°C， 混合搅拌 15〜30分钟， 使得硬脂酸与填料充分混合、 碰撞。

上述的装配式节水型热塑性树脂基新型复合材 料座便器，其中， 所述的 无机填料选择硅灰石、 碳酸钙， 或碳酸钙与硅灰石的混合物。 .

上述的装配式节水型热塑性树脂基新型复合材 料座便器， 其中， 所述的 虹吸管道及冲水管道的内壁均经抛光喷漆处理 过， 内表面光滑， 使得冲水更 加流畅， 不容易造成堵塞。

上述的装配式节水型热塑性树脂基新型复合材 料座便器， 其中， 所述的 虹吸管道为不规则的深倒 U型， 该造型使得该虹吸管道的虹吸力加强， 使得 座便器的清洗能力增强。

上述的装配式节水型热塑性树脂基新型复合材 料座便器， 其中， 所述的 座便器是由便池本体、 水箱、 冲水管道及虹吸管道组装连接而成， 可方便拆 卸、清洗或维修； 而陶瓷座便器是通过烧制一体成型， 清洗和维修均很困难。

上述的装配式节水型热塑性树脂基新型复合材 料座便器， 其中， 所述的 座便器的所有连接部位均采用密封圈密封， 以避免 ψ能出现的漏水状况。

本 明提供的座便器， 采用热塑性树脂基新型复合材料制成， 该复合材 料包含天然矿石粉等无 ¼填料及热塑性聚合物， 原料充足易得， 支持可持续 发展， 该复合材料通过注塑机注射成型， 能耗小， 且成品率高； 且该复合材 料制成品与相当的强度的陶瓷制品比较， 壁较薄， 从而可以制成内径较大的 冲水管道及虹吸管道， 使得该座便器使用时能在 短的时间内发生虹吸， 从 而达到有效节水的目的。

本发明还提供了一种装配式节水型热塑性树脂 基新型复合材料座便器的 制备方法， 该方法包含以下具体步骤：

步骤 1， 制备复合材料粒子： 按照配方量将聚丙烯、 马来酸酐改性聚丙 烯、 钛白粉、 填料及抗氧剂在搅拌机中混合搅拌均匀， 然后加入到双螺杆挤 出机的料斗中， 加热成型， 再通过挤出机挤出， 得到条状复合材料， 并使复 合材料降温； 把降温后的条状复合材料加入到制粒机中， 加工成颗粒状， 再 置入烘箱中加热烘干得到复合材料粒子；

步骤 2， 注射成型， 制备座便器的各部件： 将上述烘干的复合材料粒子 加入到注塑机的料筒中， 加热使复合材料粒子熔融， 利用注塑机将料筒中的 复合材料分别注射到便池本体、 水箱、 冲水管道及虹吸管道的金属模具中； 将温度为 5°C~10°C的冷却水注入到金属模具的冷流道中� � 使产品冷却定型； 打开模具， 取出成型的部件；

步骤 3， 固定连接各部件， 得到所述的座便器： 冲水管道固定连接冲水 管道入口及冲水管道出口， 虹吸管道的上端固定连接便池出水口， 并分别在 连接部采用密封圈密封， 保证不漏水。 上述的装配式节水型热塑性树脂基新型复合材 料座便器的制备方法， 其 中， 所述的步骤 3还包含在固定连接各部件前， 对冲水管道及虹吸管道进行 抛光喷漆处理的步骤。

相比较陶瓷座便器， 本发明的装配式节水型热塑性树脂基新型复合 材料 座便器在冲洗过程中不易堵塞， 而且产品的变形度得到了很大的控制。 因为 本发明的座便器采用注射工艺， 在产品模具制作时可以通过对模具的抛光电 镀使得产品在生产时表面光洁度更高， 在装配之前我们会对管道内部再进行 喷漆处理， 这样的管道内部光洁度相当高， 而陶瓷的生产过程中虹吸管道是 基于泥浆的单面吸附而形成， 管道内部难以控制平整度， 即便在一些高档的 陶瓷产品中， 对管道内部进行灌釉处理， 在陶瓷烧制过程中， 仍然会出现管 道内部挂釉等现象导致最终产品管道内部不平 整。 就变形度而言， 注射类产 品的变形度远远小于陶瓷的烧制工艺，一件 80公分长的复合材料件长度公差 控制在正负 0.5mm以内是很容易的， 一件 80公分长的陶瓷件长度公差控制 在正负 1.5mm以内是有难度的。所以说本发明的热塑性� ��脂基新型复合材料 座便器的变形度和公差都远远小于陶瓷座便器 。

本发明提供的装配式节水型热塑性树脂基新型 复合材料座便器的注射成 型的方法原料充足易得， 操作方法简单， 生产效率高， 能耗小， 环境友好， 能可持续发展； 该方法制备所得的座便器的冲水量控制在全冲 水 3升， 小冲 水 2升， 比现有市场上流行的 4.8升冲水节省 1.8升， 比国家标准的 6升冲水 节省 3升， 具有明显的节水效果； 该座便器的抗冲击能力及强度等机械强度 与陶瓷制品相当， 自洁性好， 冲水流畅， 不易堵塞， 且外观精致， 档次高。 附图的简要说明

图 1为本发明 节水型热塑性树脂基新型复合材料座便器的结 构示意 图。 实现本发明的最佳方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做 进一步地说明。

如图 1所示， 本发明提供的座便器包含： 便池本体 10、水箱 20、冲水管 道 30及虹吸管道 40。 该便池本体 10的下部设置有便池出水口 11， 该便池出水口 11的侧壁设 置有冲水管道出口 12。

该水箱 20的底部， 设置有与便池本体 10连通的腔体 21， 该腔体 21与 水箱 20相通且形成一个整体， 该腔体远离水箱的出口端分别设置有主道口 211和冲水管道入口 212， 该主道口 211连通便池本体 10与腔体 21。

冲水管道 30的两端分别连接在冲水管道入口 212及冲水管道出口 12上， 该冲水管道入口 212通过冲水管道 30与便池出水口 11侧壁的冲水管道出口 12连通，从而与虹吸管道 40连通。冲水管道 30的内表面经抛光喷漆处理过， 光滑、 不粘； 冲水管道 30与冲水管道入口 212及冲水管道出口 12通过法兰 固定连接， 其连接部均采用密封圈密封。

该虹吸管道 40呈不规则的深倒 U型，该虹吸管道 40的最高点高于便池 出水口 11 ;该虹吸管道 40的上端包含进水口 41，该进水口 41与便池出水口 11通过法兰固定连接， 并采用密封圈密封， 该虹吸管道 31的下端连接下水 管 （图中未示）。 该虹吸管道 40的内表面经抛光喷漆处理过， 光滑、 不粘。

本发明的座便器通过法兰或者其他连接部件将 便池本体 10、水箱 20、冲 水管道 30及虹吸管道 40连接组装而成， 并通过密封圈密封， 完全不漏水， 可以拆卸， 方便进行清洗或维修。 而陶瓷座便器是通过烧制一体成型， 很难 拆卸， 不便于清洗、 维修。

以下对本发明的装配式节水型热塑性树脂基新 型复合材料座便器的制备 方法作进一步地说明。

以下实施例中所述的碳酸钙、 硅灰石均是经过改性处理的， 即通过在高 速混合机中加入 1.5%的硬脂酸 （C16H3202, 熔点 69.6°C ) 和 98.5%的碳酸 钙或硅灰石进行高速混合预处理： 高速混合机加热至 90° (：〜 100°C， 使硬脂酸 熔解并与碳酸钙或硅灰石充分接触， 碰撞， 15〜30分钟后， 停止搅拌混合， 完成改性处理操作。 改性后的碳酸钙和硅灰石与聚丙烯能充分结合 ， 大大提 高了材料之间的相容性， 同时降低了碳酸钙、 硅灰石表面的吸油性， 大幅度 提高了碳酸钙、 硅灰石的添加比例， 使改性后的非金属热塑性复合材料具有 高填充的优点。 改性后的非金属材料具有很好的相容性和高填 充性， 用上述 改性的非金属复合材料注射的卫浴产品具有坚 硬、 强度高、 耐腐蚀的特性并 具有天然石材的质感。 实施例 1

按重量百分数计，

1250目硅灰石粉料 30%

100目硅灰石粉料 20%

M700聚丙烯粒子 15%,

M2600聚丙烯粒子 25%,

MAH-G-PP马来酸酐改性聚丙烯 5%,

CR-834钛白粉 3%,

抗氧剂 1010 2%;

步骤 1， 制备复合材料粒子： 按照配方量将上述原料在搅拌机中充分混 合搅拌均匀， 将混合后的原料由加料口和旁路加料口定量加 入到双螺杆挤出 机的料斗中， 加热成型； 然后通过挤出机模口挤出， 得到条状复合材料， 再 将该条状复合材料置于水槽中降至室温。 把降温后的条状复合材料放入制粒 机中加工成颗粒状的复合材料粒子；把该复合 材料粒子放入 100°C〜120°C的 烘箱中加热烘干， 除去水分。

步骤 2， 注射成型， 制备座便器的各部件： 将烘干的复合材料粒子加入 到注塑机的料筒中， 加温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， 所述的注塑机采用活 塞式机筒通过高压注入到座便器相应部件 （即便池本体、 水箱、 冲水管道及 虹吸管道） 的金属模具中； 把 5 °C〜10°C的冷却水注入到金属模具的冷流道 中， 使产品冷却定型， 打开模具， 用取件机械手取出成型的部件。

步骤 3， 固定连接各部件， 得到座便器： 冲水管道通过法兰固定连接冲 水管道入口及冲水管道出口，虹吸管道的上端 通过法兰固定连接便池出水口， 并采用密封圈密封， 保证不漏水。

本实施例 1所得的座便器外观有大理石的质感， 敲击产品有天然石材的 坚硬和厚实感， 其具体测试结果如表一、 表二和表三所示。

实施例 2

按重量百分数计，

1250目硅灰石粉料 40%, 325目硅灰石粉料 20°A

M700聚丙烯粒子 12% _:

M2600聚丙烯粒子 18% _:

MAH-G-PP马来酸酐改性聚丙烯 5%,

CR-834钛白粉 3%,

抗氧剂 1010 2%;

按实施例 1的方法制备得到座便器的各部件； 为了进一步保证座便器的 冲水畅通， 还在固定连接各部件前， 对冲水管道及虹吸管道的内部进行抛光 喷漆处理， 使得内表面光滑、 不粘； 然后按照实施例 1的方法固定连接各部 件， 得到座便器。

本实施例 2所得的座便器外观有大理石的质感， 敲击产品有天然石材的 坚硬和厚实感， 其具体测试结果如表 表二和表三所示。

实施例 3

按重量百分数计，

1000目硅灰石粉料 40%

500目碳酸钙 20% _;

100目碳酸钙 10% _;

M700聚丙烯粒子 10%,

M2600聚丙烯粒子 15%,

MAH-G-PP马来酸酐改性聚丙烯 3%,

CR-834钛白粉 1%,

抗氧剂 1010 1%;

按实施例 1的方法制备得到座便器的各部件； 为了进一步保证座便器的 冲水畅通， 还在固定连接各部件前， 对冲水管道及虹吸管道的内部进行抛光 喷漆处理， 使得内表面光滑、 不粘; 然后按照实施例 1的方法固定连接各部 件， 得到座便器。

本实施例 3所得的座便器外观有大理石的质感， 敲击产品有天然石材的 坚硬和厚实感， '其具体测试结果如表一、 表二和表三所示。. '

实施例 4

按重量百分数计， 800目碳酸钙 18%

600目碳酸钙 26% _:

80目碳酸钙 26% _:

M700聚丙烯粒子 10%,

M2600聚丙烯粒子 15%,

MAH-G-PP马来酸酐改性聚丙烯 3%,

CR-834钛白粉 1%,

抗氧剂 1010 1%;

按实施例 1的方法制备得到座便器的各部件； 为了进一步保证座便器的 冲水畅通， 还在固定连接各部件前， 对冲水管道及虹吸管道的内部进行抛光 喷漆处理， 使得内表面光滑、 不粘； 然后按照实施例 1的方法固定连接各部 件， 得到座便器。

本实施例 4所得的座便器外观有太理石的质感， 敲击产品有天然石材的 坚硬和厚实感， 其具体测试结果如表一、 表二和表三所示。

表一： 实施例 1〜4制得的座便器的外观检测结果

外观质量 技术要求 实施例 1 实施例 2 实施例 3 实施例 4 裂紋 不允许 . 通过 通过 通过 通过 皱纹 不明显 通过 通过 通过 通过 缺损 不允许 通过 通过 通过 通过 白斑 不明显 通过 通过 通过 通过 花斑 轻微 通过 通过 通过 通过 气泡 轻微 通过 通过 通过 通过 麻点 轻微 通过 通过 通过 通过 划痕 不明显 通过 通过 通过 通过 修补痕迹 不明显 通过 通过 通过 通过 凹陷 不明显 通过 通过 通过 通过 色差 . 同套产品色 通过 通过 、通过 通过 泽基本一致

杂质 不明显 通过 通过 通过 通过 表二： 实施例 1~4制得的座便器的物理性能检测结果

物理性能 技术要求 实施例 1 实施例 2 实施例 3 实施例 4 不平整 %0 <4 1.6 1.3 1.4 1.4 耐荷重性 表面不产生裂 通过 通过 、通过 通过 、

纹

耐冲击性 表面不产生裂 通过 通过 通过 通过 紋

吸水率， ％ <0.5 0.42 0.4 0.38 0.4 耐污染性 无明显变色 通过 通过 通过 通过 表三： 实施例 1~4制得的座便器的冲洗功能检测结果

冲洗功能 技术要求 实施例 1 实施例 2 实施例 3 实施例 4 全冲水洗净 冲洗后累积残留墨线 0 0 0 0 功能， mm 的总长度不大于 50

冲洗后累积残留墨线 0 0 0 0 的总长度不大于 13

小档冲水洗 冲洗后累积残留墨线 0 0 0 0 净功能， mm 的总长度不大于 50

冲洗后累积残留墨线 0 0 0 0 的总长度不大于 13

球排放功能 三次试验球排放量平 90 100 95 98 均数应不少于 85

颗粒排放功 存水弯中存留的可见 18 10 12 13 能 聚乙烯颗粒三次平均

数不多于 125 ( 5%)

可见尼龙球三次平均 0 0 0 0 数不多于 5

污水置换功 全冲洗的稀释率应不 >100 >100 >100 >100 台 13^ 低于 100

小档冲水的稀释率应 >17 >17 >17 >17 不低于 17

全冲水后水 水封回 0.55MPa 60 60 60 60 封回复功能 复不得 0.14MPa 60 60 60 60 小 于 0.35MPa 60 60 60 60

50

小档冲水后 水封回 0.55MPa 60 60 60 60 水封回复功 复不得 O.HMPa 60 60 60 60 能 小于 0.35MPa 60 60 60

50

防溅污性 不得有水溅到模板 通过 通过 通过 通过 上，直径小于 5mm的

溅射水滴或水雾不计 由以上的表一、 表二和表三的测试结果可以看出， 本发明的座便器精致 美观无瑕疵， 平整光滑， 物理性能良好， 防水性能好、 表面不积污、 硬度高、 抗冲击和耐磨性能好； 且冲洗和除污功能强， 具有显著的节水效果。

通过不断的测试， 最终将本发明的座便器的冲水量控制在全冲水 3升， 小冲水 2升， 比现有市场上流行的 4.8升冲水节省 1.8升， 比国家标准的 6 升冲水节省 3升， 以一家三口平均每人每天上 6次厕所计算， 每年我们的产 品比 4.8升的座便器节省近 1.2万升水，比国家标准的 6升冲水座便器节省近 2万升水。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作 了详细介绍， 但应当认识 到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。 在本领域技术人员阅读了上述 内容后， 对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见 的。 因此， 本发明的 保护范围应由所附的权利要求来限定。