CN100415989C

CN100415989C - 丙烯酸乳液光油及其制备方法与应用

Info

Publication number: CN100415989C
Application number: CNB2004100524978A
Authority: CN
Inventors: 文秀芳; 喻冬秀; 皮丕辉; 程江; 杨卓如
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2008-09-03
Anticipated expiration: 2024-12-03
Also published as: CN1644795A

Abstract

本发明公开了一种耐高温热粘性印制PVC墙纸用丙烯酸乳液光油，本发明还公开该光油的制备方法及其作为耐高温热粘性印制PVC墙纸用光油的应用。本发明的光油成膜剂用量低，耐高温，180～200℃下不热粘；加入的色彩添加剂，令色泽自然光洁、柔和、即使历经岁月洗礼，也照样持久如新；选用改性苯乙烯-丙烯酸酯类聚合物乳液调配，具有很强的坚韧度，可轻易抵抗频繁擦洗而丝毫无损；涂层能防止PVC增塑剂的渗透和氯化氢气体析出，令漆膜在PVC墙纸上的附着力优异，绝不脱落；涂层光泽、丰满度高，具有优异的装饰和保护作用等。

Description

丙烯酸乳液光油及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及精细化学品领域，具体是涉及一种耐高温热粘性印制PVC墙纸用丙烯酸乳液光油，本发明还涉及该光油的制备方法及其在印制PVC墙纸上的应用。

背景技术

PVC塑料墙纸是一种以纸为基材，以聚氯乙烯塑料薄膜为面层，经过复合、印合、印花、压花等工序制成的一种新型装饰材料。PVC墙纸由于具有较好的阻燃性得到广泛应用，但是由于它能释放出氯化氢气体，损害人体身体健康，而且为赋予PVC薄膜有一定的柔软性而加入的大量增塑剂，在使用过程中容易析出，表面易发粘并吸尘变脏，耐磨性降低等缺陷。为克服起缺陷，使之应用范围扩大，对PVC表层进行罩光封闭，一方面有效抑制氯化氢气体的释放和防止小分子增塑剂的迁移析出，另一方面通过对光油添加颜料和填料，并采用工艺加工压花印制等过程，起到对墙纸装饰美化作用。要求印制PVC墙纸用光油具有如下特征：1、符合环保要求，无有机溶剂释放，甲醛含量不超标；2、耐高温热粘性能好，能在180~200℃下不热粘；3、对PVC具有优异的附着力及渗透性，涂膜致密能抑制PVC塑料内小分子增塑剂和氯化氢气体的析出；4、涂层光泽、丰满度高，具有优异的装饰和保护作用等。

Marthe等(美国专利4772518)合成了可用于PVC面层的水溶性涂料，能有效的改善PVC面层存在的缺点，并提高其光泽，但由于该体系采用溶液聚合法制备，有机溶剂含量相对较高，不符合日益严格的“零”VOC的环保要求；徐州塑料厂也对PVC面层进行了表面涂饰研究，研究了水乳性PVC光油。目前所研究的这些丙烯酸乳液型PVC罩光油虽然为水性体系，VOC含量较低，基本符合环保要求，但易“热粘冷脆”，不能满足180~200℃条件下压花不热粘的要求，并且对颜料、珠光粉的润湿粘接性能不佳，不适于工业上的印制墙纸的流水线工艺操作。开发一种耐高温热粘性印制PVC墙纸用高性能丙烯酸乳液光油，既满足耐高温热粘性及对PVC底材具有优异附着力等要求，又减少有机溶剂和氯化氢气体，避免对人体的损害。

发明内容

本发明的一个目的在于针对已有丙烯酸树脂存在热粘冷脆的缺点，提供一种耐高温热粘性的丙烯酸乳液光油。

本发明的另外一个目的在于提供该乳液光油的制备方法。

本发明还有一个目的是提供该乳液光油在印制PVC墙纸上的应用。

为达到上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种丙烯酸乳液光油，由以下重量百分比的物质组成：

丙烯酸乳液 40～65

成膜助剂 4～10

增稠剂 1～3

珠光粉 0～12

色浆 0.3～0.5

分散剂 0.5～0.8

消泡剂 0.1～0.4

挥发度调节剂 8～15

去离子水 10～20；

所述的成膜助剂为乙二醇乙醚、乙二醇丁醚，N-甲基吡咯烷酮，2，2，4-三甲基戊二醇单异丁酸酯，二乙二醇乙醚，二乙二醇丁醚，二丙二醇乙醚，二丙二醇丁醚中的一种或一种以上的混合物；所述的增稠剂为非离子性聚氨酯增稠剂、阴离子性丙烯酸增稠剂或两者的混合物；所述的分散剂为聚丙烯酸钠盐DP-512，聚丙烯酸铵盐DP-518，直链非离子性界面活性剂DP-18等；所述的消泡剂为非硅酮有机酯类与碳氢化合物混合物，聚醚改性聚硅氧烷溶液石蜡基矿物油和含有机硅的憎水性组分的混合物等；所述的挥发度调节剂为：乙醇，丁醇等；

上述技术方案中的丙烯酸乳液由以下重量百分比的物质组成：

丙烯酸丁酯 5～12

甲基丙烯酸甲酯 20～30

苯乙烯 3～8

甲基丙烯酸 0.5～2

含氨基乙烯基不饱和单体 0～4

含羟基乙烯基不饱和单体 0～4

乳化剂 1.5～3

引发剂 0.2～1

碳酸氢钠 0.1～0.5

氨水 0～0.4

水 35～55

其中，组成丙烯酸乳液中所述的含氨基乙烯基不饱和单体为丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺或其混合物；所述的引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、过硫酸铵或过硫酸钾；所述的乳化剂由阴离子性乳化剂和阳离子性乳化剂复配而成，阴离子性乳化剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基二苯醚二磺酸钠、乙氧基醇磺基琥珀酸二钠中的一种或一种以上的混合物，非离子性乳化剂为壬基酚聚氧乙烯(10～40)醚，辛基酚聚氧乙烯(10～40)醚或其混合物，阴离子性乳化剂和阳离子性乳化剂重量复配比为2∶1～1∶2。

所述的耐高温热粘性丙烯酸乳液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

丙烯酸乳液光油的制备方法，包括以下步骤：

(1)丙烯酸乳液的制备；

(a)往装上搅拌器、温度计和冷凝水的四口烧瓶中按丙烯酸乳液配方加入占水总重量40～60％的水、碳酸氢钠、占乳化剂总重量5～50％的复合乳化剂作为釜液，搅拌的同时用水浴升温至70～85℃；

(b)称取占单体总重量的5～30％的丙烯酸单体及其占乳化剂总重量5～30％的乳化剂和占水总重量2～5％的水，进行预乳化；

(c)称取占单体总重量的70～95％的丙烯酸单体及其占乳化剂总重量的30～65％的乳化剂和占水总重量20～30％的水，预乳化20～30min；

(d)待反应釜中釜液回流稳定，加入占引发剂总量30～50％的引发剂和占水总质量2～5％的水的混合溶液后，开始加入步骤(b)准备的预乳化液，然后在70～85℃内保温至兰光出现；

(e)滴加步骤(c)预乳化液和占引发剂总量50～70％的引发剂和占水总质量10～20％的水，滴加时间在0.5h～3h；

(f)保温1h后，升温至85℃～90℃再保温1h；降温至45℃以下，氨水调节pH值至7左右，进一步降温，过滤出料。

(2)将去离子水按丙烯酸乳液光油配方量加入分散机中，依次加入配方量的分散剂、珠光粉及色浆，混合均匀；

(3)将步骤(1)制得的丙烯酸乳液按配方量置入容器中，在搅拌速度为700～900rpm下高速分散，同时按配方量加入成膜助剂、挥发度调节剂和步骤(2)所制备组分，分散15～20分钟。

(4)调低(3)步骤中分散液的搅拌转速至200～300rpm，加入配方量的消泡剂、增稠剂、水，调整到粘度50～300s(使用涂4杯测量)，分装出料。

上述方法制得的丙烯酸乳液光油可用于PVC墙纸的印制应用。

与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、耐高温，180～200℃下不热粘；

2、加入的色彩添加剂，令色泽自然光洁、柔和、即使历经岁月洗礼，也照样持久如新；

3、选用改性苯乙烯-丙烯酸酯类聚合物乳液调配，具有很强的坚韧度，可轻易抵抗频繁擦洗而丝毫无损；

4、经特殊处理的高分子对PVC具有优异的附着力及渗透性，能防止PVC增塑剂的渗透和氯化氢气体的析出，令漆膜有力的粘附在墙纸，绝不脱落；

5、涂层光泽、丰满度高，具有优异的装饰和保护作用。

具体实施方式

以下结合具体实施例来对本发明作进一步的说明。

实施例1

耐高温热粘性丙烯酸乳液的制备1

(1)往装上搅拌器、温度计和冷凝水的四口烧瓶中加入水30g、碳酸氢钠0.1g、复合乳化剂0.2g作为釜液，搅拌的同时，升温至75℃。

(2)称取甲基丙烯酸甲酯10g，苯乙烯5g及其相应量乳化剂1.0g和水3g，预乳化，备用。

(3)称取甲基丙烯酸甲酯15g，苯乙烯2g，丙烯酸丁酯12g，含氨基乙烯基不饱和单体4g，含羟基乙烯基不饱3g，甲基丙烯酸1g和单体及乳化剂1.8g和水7g，预乳化，备用。

(4)待反应釜中釜液回流稳定，加入引发剂0.1g和H₂O2g的混合溶液后，开始加入步骤2准备的部分预乳化液，然后在75℃保温至兰光出现。

(5)同时滴加步骤3预乳化液和引发剂0.3g和水8g，该滴加时间在.5h～3h。

(6)滴加完毕，75℃保温1h后，升温至85℃～90℃再保温1h。降温至45℃以下，氨水调节pH值至7左右，进一步降温，过滤出料。

实施例2

耐高温热粘性丙烯酸乳液的制备2

(1)往装上搅拌器、温度计和冷凝水的四口烧瓶中加入水20g、碳酸氢钠0.3g、复合乳化剂0.5g作为釜液，搅拌的同时，升温至75℃。

(2)称取甲基丙烯酸甲酯4g，苯乙烯4g，丙烯酸丁酯2g及其相应量乳化剂0.5g和水5g，预乳化，备用。

(3)称取甲基丙烯酸甲酯21g，苯乙烯4g，丙烯酸丁酯5g，含氨基乙烯基不饱和单体3g，含羟基乙烯基不饱2g，甲基丙烯酸2g和单体及乳化剂1.5g和水15g，预乳化，备用。

(4)待反应釜中釜液回流稳定，加入引发剂0.2g和H₂O2g的混合溶液后，开始加入步骤2准备的部分预乳化液，然后在75℃保温至兰光出现。

实施例3

耐高温热粘性丙烯酸乳液的制备3

(1)往装上搅拌器、温度计和冷凝水的四口烧瓶中加入水25g、碳酸氢钠0.5g、复合乳化剂0.8g作为釜液，搅拌的同时，升温至75℃。

(2)称取甲基丙烯酸甲酯1g，苯乙烯3g及其相应量乳化剂0.2g和水5g，预乳化，备用。

(3)称取甲基丙烯酸甲酯26g，苯乙烯2g，丙烯酸丁酯5g，含氨基乙烯基不饱和单体2g，含羟基乙烯基不饱1g，甲基丙烯酸2g和单体及乳化剂0.6g和水15g，预乳化，备用。

(4)待反应釜中釜液回流稳定，加入引发剂0.4g和H₂O2g的混合溶液后，开始加入步骤2准备的部分预乳化液，然后在75℃保温至兰光出现。

(5)同时滴加步骤3预乳化液和引发剂0.6g和水8g，该滴加时间在.5h～3h。

实施例4

光油的配制1

(1)先将去离子水7g放入高速分散机中，在高速条件下依次加入分散剂0.7g、珠光粉15g、色浆1.3g，混合均匀，备用。

(2)将合成耐高温热粘性丙烯酸乳液45g置入容器中，在搅拌速度在700～900rpm条件下高速分散，同时加入成膜助剂3.5g、挥发度调节剂10g，、水8g和(1)步骤所制备组分，然后充分分散15～20分钟。

(3)调低(2)步骤中分散液的搅拌转速至200～300rpm，加入消泡剂、增稠剂、水，调整到合适的粘度，分装出料。

实施例5

光油的配制2

(1)将合成耐高温热粘性丙烯酸乳液50g置入容器中，在搅拌速度在700～900rpm条件下高速分散，同时加入成膜助剂3g、挥发度调节剂8g，、水26g、分散剂0.8g，然后充分分散15～20分钟。

(2)将水性色浆2g，分散剂0.2g加入步骤(1)所配制的组分中，混合均匀。

实施例6

将实施例4和5制得的耐高温热粘性丙烯酸乳液光油与目前市场所售的商品印制PVC墙纸用丙烯酸乳液光油进行性能和PVC墙纸印制实验比较，结果为：1、本发明所得耐高温热粘性丙烯酸乳液光油耐高温，180～200℃下不热粘；2、本光油的成膜剂用量低，不含甲醛，符合环保要求。3、对PVC具有优异的润湿性能、附着力及渗透性，能防止PVC增塑剂的渗透和氯化氢气体的析出，令漆膜有力的粘附在墙纸，绝不脱落。4、具有很强的坚韧度，可轻易抵抗频繁擦洗而丝毫无损。5、涂层光泽、丰满度高，具有优异的装饰和保护作用。

Claims

1. 丙烯酸乳液光油，其特征在于由以下重量百分比的物质组成：

丙烯酸乳液 40～65

成膜助剂 6～10