CN103113722B - 一种环保、可调温壁纸基材及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保、可调温壁纸基材，由下述重量份数的原料制得：聚醚酯共聚物15-25份、改性碳酸钙粉体75-85份、热稳定剂0.075-0.5份，其中所述改性碳酸钙粉体由下述重量份数的原料制得：碳酸钙100份表面处理剂0.5-1份。本发明工艺结构巧妙，环节简单，成本低廉，并且能够很好的保证制备壁纸基材具有调温能力强、稳定性好，同时聚乙二醇具有亲水基团，进而制备的壁纸基材表面的适度亲水性有助于环保型水溶性乳液涂布和圆网印花。
Description
技术领域
本发明属于材料领域，具体的说，涉及一种环保、可调温壁纸基材及其制备方法。
背景技术
装饰壁纸是目前国内外使用最为广泛的墙面装饰材料。制造壁纸的材料很多，大体上可分为四大类：纸类、纺织物类、天然材料以及塑料。由于壁纸的成分不同，其影响也不同。天然纺织物墙纸尤其是纯羊毛壁纸中的纺织物碎片是一种致敏原，可导致人体过敏。一些化纤纺织物型壁纸可释放出甲醛等有害物体，污染室内空气。塑料壁纸（PVC基材）由于其美观、价廉、耐用、易清洗、寿命长、施工方便等优点，发展非常迅速。目前发达国家塑料壁纸的人均消耗量平均每年达10平方米以上。在我国这种类型壁纸的生产也在不断发展，使用不断普及。这种壁纸在使用过程中，由于其中含有未被聚合的单体以及塑料的老化分解，可向室内释放大量的有机物，如甲醛、氯乙烯单体等，严重污染室内空气。针对目前壁纸存在的这些问题，地球卫士环保新材料股份有限公司以绿化、环保、节能为发展理念，率先推出了以碳酸钙高填充聚乙烯为基材的“石头壁纸”。在这种壁纸中，碳酸钙重量含量高达80%左右，在降低生产成本的同时，大幅减轻了对石化资源的依赖，有利于产业的可持续发展。
尽管“石头壁纸”的诞生推动了壁纸行业的巨大进步，但随着社会的发展和人类对能源危机意识的加强，壁纸的功能化已变得刻不容缓，目前已有少量关于抗静电壁纸、吸甲醛壁纸、温度可调壁纸等功能性壁纸的研究报道。特别是温度可调壁纸在节约能耗的同时提高了人类的居住舒适度，因而具有很广阔的市场前景。发明专利CN102363941A涉及到一种保温墙纸，由三层组成，其中起保温作用的是由若干锡纸构成的中间层。另外也有不少文献提到可将具有相变储能材料的物质如石蜡、CaCl2·2H2O等无机水合物、聚乙二醇等加入到墙体或其他基材中能在一定温度范围内起到调节温度稳定的效果。但这种添加型相变材料存在一系列问题，如与基材的相容性、在基材中的稳定性如是否发生泄露等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种环保、可调温壁纸基材及其制备方法，同时该环保、可调温壁纸基材具有稳定性好。
本发明的技术方案如下：一种环保、可调温壁纸基材，由下述重量份数的原料制得：
聚醚酯共聚物 15-25份
改性碳酸钙粉体 75-85份
热稳定剂 0.075-0.5份
其中所述改性碳酸钙粉体由下述重量份数的原料制得：
碳酸钙100份 表面处理剂0.5-1份
所述环保、可调温壁纸基材原料重量份数为：
聚醚酯共聚物 18-22份
改性碳酸钙粉体 78-82份
热稳定剂 0.1-0.4份
所述聚醚酯共聚物由下述重量份数的原料制得：
聚酯段20-70份 聚醚段30-80份
所述的聚酯段为聚对苯二甲酸己二醇酯、聚对苯二甲酸戊二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种形成的共聚酯，特性粘度为0.40-0.65dL/g。
所述的聚醚段为分子量在1000-10000g/mol之间的聚乙二醇.选用聚乙二醇作为基材的一个嵌段，因而具有调温能力强、稳定性好等优点。
所述的热稳定剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯（抗氧剂168）、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]（抗氧剂245）、二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯（抗氧剂618）、1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯（抗氧剂1330）、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸（抗氧剂3114）、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)（抗氧剂300）中的任意一种。
通过以上组分制得的壁纸基材具有无甲醛、无增塑剂、无挥发性物质的环保、健康生态的特点，并且具有调温能力强、稳定性好。
一种环保、可调温壁纸基材的制备方法，用下列原料及重量份数配比按照如下步骤制成：
（1）、改性碳酸钙粉体的制备：先称取预先干燥的碳酸钙100份，再称取0.5-1份的表面处理剂，一起加入到可升温的高速搅拌机内，升温到80-120℃并高速搅拌30-120min，即可获得改性碳酸钙粉体；
（2）、混合粒料的制备：称取步骤（1）所得的改性碳酸钙粉体75-85份，再称取聚醚酯共聚物15-25份和热稳定剂0.075-0.5份一起加入到密炼机内，熔融共混约10-30min，然后经单螺杆挤出造粒获得混合粒料；
（3）、壁纸基材的制备：将步骤（3）所得粒料经双螺杆熔融挤出、吹塑成型，即获得厚度为100-400微米的薄膜。
所述步骤（1）中的表面处理剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种；硅烷偶联剂为γ-氯丙基三乙氧基硅烷（KH550）、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷（KH560）、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570）、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷（KH792）、甲基二乙氧基乙二胺丙基硅烷（DL602）、乙烯基三甲氧基硅烷（DL171）中的一种；钛酸酯偶联剂为异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯（TMC-101）、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯（TMC-102）、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯（TMC-105）、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯（TMC-201）、双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯（TMC-311）、双（二辛氧基焦磷酸酯基）乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物（TMC-311w）、植物酸型单烷氧基类钛酸酯（TMC-TTS）、焦磷酸型单烷氧基类钛酸酯（TMC-114）、磷酸型单烷氧基类钛酸酯（TMC-2）、复合磷酸型单烷氧基类钛酸酯（TMC-27）中的一种；铝酸酯偶联剂为二硬脂酰氧异丙基铝酸酯（SG-Al821）。
所述步骤（1）中的碳酸钙的粒径大小为1000-3000目。
通过以上方法以含相变材料聚乙二醇的聚醚酯共聚物作为基材树脂，以轻质碳酸钙作为无机填料，通过密炼机熔融共混获得高填充碳酸钙-聚醚酯共聚物复合材料，经挤出造粒，吹塑成型获得不同规格的壁纸基材，工艺结构巧妙，环节简单，成本简单，并且能够很好的保证制备的壁纸基材具有调温能力强、稳定性好，同时聚乙二醇具有亲水基团，进而制备的壁纸基材表面的适度亲水性有利于环保型水溶性乳液涂布和圆网印花。
有益效果：本发明工艺结构巧妙，环节简单，成本简单，并且能够很好的保证制备壁纸基材具有调温能力强、稳定性好，同时聚乙二醇具有亲水基团，进而制备的壁纸基材表面的适度亲水性有助于环保型水溶性乳液涂布和圆网印花。
附图说明
图1本发明的热分析图
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明：
实施例1：
一种环保、可调温壁纸基材的制备方法，其特征在于用下列原料及重量份数配比按照如下步骤制成：
（1）、改性碳酸钙粉体的制备：预先干燥的碳酸钙粉体过筛2000目称取100份，再称取表面处理剂为1份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH570），一起加入到可升温的高速搅拌机内，升温到80℃并高速搅拌120min，即可获得改性碳酸钙粉体；
（2）混合粒料的制备：将经过纯化、干燥的自合成聚醚酯共聚物25份（聚对苯二甲酸己二醇酯-co-聚乙二醇共聚物，特性粘度0.40dL/g；聚乙二醇分子量为1000g/mol，在共聚物中所占比例为80%，包含常压酯交换和高温高真空缩聚两个传统步骤，详细的合成步骤跟文献（Chenetal.Polym.Test.2012.31(3):393-403.）中一致）、步骤（1）所得改性碳酸钙粉体75份和热稳定剂2-叔丁基-4,6-二甲基苯酚0.5份于密炼机内密炼10min，经单螺杆挤出造粒得混合粒料；
（3）、壁纸基材的制备：将步骤（2）所得粒料经双螺杆熔融挤出、吹塑成型，即获得厚度100微米左右的薄膜。
DSC热分析仪测试表明，该基材在12.5℃左右出现了一个放热峰，其热效应为50J/g，结果如图1中的实施例1曲线所示。
实施例2：
一种环保、可调温壁纸基材的制备方法，其特征在于用下列原料及重量份数配比按照如下步骤制成：
（1）、改性碳酸钙粉体的制备：预先干燥的碳酸钙粉体过筛1000目称取100份，再称取表面处理剂为0.7份γ-氯丙基三乙氧基硅烷（KH550），一起加入到可升温的高速搅拌机内，升温到100℃并高速搅拌60min，即可获得改性碳酸钙粉体；
（2）混合粒料的制备：将经过纯化、干燥的自合成聚醚酯共聚物15份（聚对苯二甲酸己二醇酯-co-聚乙二醇共聚物，特性粘度0.50dL/g；聚乙二醇分子量为10000g/mol，在共聚物中所占比例为30%）、步骤（1）所得改性碳酸钙粉体85份和热稳定剂2,6-二叔丁基对甲酚0.075份一起加入到密炼机内，熔融共混15min，然后经单螺杆挤出造粒获得混合粒料；
（3）、壁纸基材的制备：将步骤（2）所得粒料经双螺杆熔融挤出、吹塑成型，即获得厚度为250微米左右的薄膜。
DSC热分析仪测试表明，该基材在36.8℃左右出现了一个放热峰，其热效应为33J/g，结果如图1中的实施例2曲线所示。
实施例3：
一种环保、可调温壁纸基材的制备方法，其特征在于用下列原料及重量份数配比按照如下步骤制成：
（1）、改性碳酸钙粉体的制备：预先干燥的碳酸钙粉体过筛3000目称取100份，再称取表面处理剂为0.5份异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯（TMC-101），一起加入到可升温的高速搅拌机内，升温到120℃并高速搅拌30min，即可获得改性碳酸钙粉体；
（2）混合粒料的制备：将经过纯化、干燥的自合成聚醚酯共聚物20份（聚对苯二甲酸己二醇酯-co-聚乙二醇共聚物，特性粘度0.65dL/g；聚乙二醇分子量为4000g/mol，在共聚物中所占比例为50%）、步骤（1）所得改性碳酸钙粉体80份和热稳定剂亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯0.3份一起加入到密炼机内，熔融共混15min，然后经单螺杆挤出造粒获得混合粒料；
（3）、壁纸基材的制备：将步骤（2）所得粒料经双螺杆熔融挤出、吹塑成型，即获得厚度为400微米左右的薄膜。
DSC热分析仪测试表明，该基材在28.5℃之间出现了一个放热峰，其热效应为40J/g，结果如图1中的实施例3曲线所示。
以上实施例1、实施例2和实施例3表明，该壁纸基材由于具有不同分子量、不同含量的聚乙二醇作为聚醚酯共聚物的一个嵌段，在10-35℃的居住环境温度下有较强的相变潜热，从而能够在一定程度上减缓温度的突然升高或降低带来的不适，相对于填充型定形相变材料具有明显优势，加上该聚醚酯共聚物为环境友好型材料，因此，该基材是一种理想的保温壁纸基材。
Claims (6)
1.一种环保、可调温壁纸基材，其特征在于由下述重量份数的原料制得：
聚醚酯共聚物 15-25份
改性碳酸钙粉体 75-85份
热稳定剂 0.075-0.5份
其中所述改性碳酸钙粉体由下述重量份数的原料制得：
碳酸钙100份 表面处理剂0.5-1份；
所述聚醚酯共聚物由下述重量份数的原料制得：
聚酯段20-70份 聚醚段30-80份，
所述的聚酯段为聚对苯二甲酸己二醇酯、聚对苯二甲酸戊二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种形成的共聚酯，特性粘度为0.40-0.65dL/g；
所述的聚醚段为分子量在1000-10000g/mol之间的聚乙二醇。
2.根据权利要求1所述的环保、可调温壁纸基材，其特征在于所述环保、可调温壁纸基材原料重量份数为：
聚醚酯共聚物 18-22份
改性碳酸钙粉体 78-82份
热稳定剂 0.1-0.4份。
3.根据权利要求1或2所述的环保、可调温壁纸基材，其特征在于：所述的热稳定剂为三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯、二缩三乙二醇双[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯]、二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰尿酸、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)中的任意一种。
4.一种如权利要求1所述环保、可调温壁纸基材的制备方法，其特征在于用下列原料及重量份数配比按照如下步骤制成：
(1)、改性碳酸钙粉体的制备：先称取预先干燥的碳酸钙100份，再称取0.5-1份的表面处理剂，一起加入到可升温的高速搅拌机内，升温到80-120℃并高速搅拌30-120min，即可获得改性碳酸钙粉体；(2)、混合粒料的制备：称取步骤(1)所得的改性碳酸钙粉体75-85份，再称取聚醚酯共聚物15-25份和热稳定剂0.075-0.5份一起加入到密炼机内，熔融共混10-30min，然后经单螺杆挤出造粒获得混合粒料；
所述聚醚酯共聚物由下述重量份数的原料制得：
聚酯段20-70份 聚醚段30-80份，
所述的聚酯段为聚对苯二甲酸己二醇酯、聚对苯二甲酸戊二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种形成的共聚酯，特性粘度为0.40-0.65dL/g；
所述的聚醚段为分子量在1000-10000g/mol之间的聚乙二醇；
(3)、壁纸基材的制备：将步骤(3)所得粒料经双螺杆熔融挤出、吹塑成型，即获得厚度为100-400微米的薄膜。
5.根据权利要求4所述的一种环保、可调温壁纸基材的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中的表面处理剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂和铝酸酯偶联剂中的一种；硅烷偶联剂为γ-氯丙基三乙氧基硅烷、γ―(2,3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷、甲基二乙氧基乙二胺丙基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷中的一种；钛酸酯偶联剂为异丙基二油酸酰氧基(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、异丙基三(二辛基磷酸酰氧基)钛酸酯、单烷氧基不饱和脂肪酸钛酸酯、异丙基三(二辛基焦磷酸酰氧基)钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯、双(二辛氧基焦磷酸酯基)乙撑钛酸酯和三乙醇胺的螯合物、植物酸型单烷氧基类钛酸酯、焦磷酸型单烷氧基类钛酸酯、磷酸型单烷氧基类钛酸酯、复合磷酸型单烷氧基类钛酸酯中的一种；铝酸酯偶联剂为二硬脂酰氧异丙基铝酸酯。
6.根据权利要求4所述的一种环保、可调温壁纸基材的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中的碳酸钙的粒径大小为1000-3000目。
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