CN103304831A - 以硅藻土为基材填料和涂层浆料的环保壁纸及制备方法 - Google Patents

以硅藻土为基材填料和涂层浆料的环保壁纸及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种以硅藻土为基材填料和涂层浆料的环保壁纸及制备方法,本发明的硅藻土基材包含重量分数比构成的组分为:改性硅藻土70-80份、聚烯烃20-30份、热稳定剂0.03-0.15份、干燥剂0.1-0.5份及发泡剂0.1-0.5份,本发明的涂层浆料包含重量分数比构成的组分为:去离子水30-60份、水性乳胶20-30份、硅藻土20-40份、分散剂0.1-0.5份、消泡剂0.1-0.5份、增稠剂0.1-0.5份。本发明的制备过程包括:(1)改性硅藻土的制备;(2)基材粒料的制备;(3)环保壁纸基材的成型;(4)制备硅藻土分散液;(5)制备环保壁纸涂层浆料;(6)制备环保壁纸。本发明所得环保壁纸具有低碳、环保且湿度调节能力强等特点。

Description

以硅藻土为基材填料和涂层浆料的环保壁纸及制备方法
技术领域
本发明属于高填充复合材料的制备技术领域,尤其是一种以硅藻土为基材填料和涂层浆料的环保壁纸及制备方法。
背景技术
环保壁纸作为内墙装饰的首选,其品种的换代过程体现了当地经济发展水平和流行消费心理。人们希望环保壁纸的使用能缓解工作的压力、提高生活的舒适度。因此对环保壁纸本身提出了更高的要求,除了要求美感和自身无毒环保的同时还希望环保壁纸能够具备防火、防静电、净化空气、杀菌和湿度调节等功能,从而促发了环保功能环保壁纸的开发热潮,各种功能性环保壁纸相继问世。如大连工业大学发明了一种硅藻土环保环保壁纸(申请号201110222047.9),它是首先将硅藻土制成硅藻土涂料,然后通过辊涂或刮涂等方式涂于环保壁纸原纸上而得,该环保壁纸具有湿度调节功能,能很好的调节居室湿度,健康、节能、环保。然而,由于在该环保壁纸中仅涂层为硅藻土涂料,湿度调节能力相对有限。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种以硅藻土为基材填料和涂层浆料的环保壁纸及制备方法。
本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
一种以硅藻土为基材填料和涂层浆料的环保壁纸,该环保壁纸由硅藻土高填充基材及含硅藻土的涂层浆料构成,
其中,所述硅藻土高填充基材包含重量分数比构成的以下组分:
其中,所述的含硅藻土的涂层浆料包含重量分数比构成的以下组分:
Figure BDA00003397031200012
Figure BDA00003397031200021
而且、所述硅藻土基材中改性硅藻土是将粒径为800-3000目的硅藻土原土和占原土重量0.5-1%的表面处理剂一起加入到可升温高速搅拌机内,在80-120°C条件下,高速搅拌处理90min得到。
而且、所述表面处理剂是指硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种。
而且、所述的硅烷偶联剂是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或乙烯基三甲氧基硅烷中的一种;所述的钛酸酯偶联剂至少是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及复合磷酸型单烷氧基类钛酸酯中的一种。
而且、所述硅藻土基材中聚烯烃为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或者两者任意比例组成的混合物;所述的热稳定剂至少是三[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]、2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种;所述的干燥剂至少是氯化镁和氯化钙中的一种;所述的发泡剂至少是偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、二偶氮氨基苯、N,N′-二甲基-N,N′-二亚硝基对苯二甲酰胺、N,N′-二亚硝基五次甲基四胺、对甲苯磺酰肼、3,3′-二磺酰肼二苯砜、1,3-苯二磺酰肼及4,4′-氧代双苯磺酰肼中的一种。
而且、所述涂层浆料中分散剂是多元酸均聚物、多元酸共聚物或超支化聚羧酸类分散剂中的一种;所述的消泡剂是高碳醇、聚硅氧烷消泡剂或聚醚改性硅类消泡剂中的一种;所述的增稠剂是聚丙烯酸类增稠剂、缔合型聚氨酯类增稠剂或纤维素类增稠剂中的一种。
一种以硅藻土为基材填料和涂层浆料的环保壁纸的制备方法,该方法的步骤包括:
(1)改性硅藻土的制备:将粒径为800-3000目的硅藻土原土和占原土重量0.5-1%的表面处理剂一起加入到可升温高速搅拌机内,在80-120°C高速搅拌处理90min即可得改性硅藻土;
(2)基材粒料的制备:称取改性硅藻土70-80份、聚烯烃20-30份和热稳定剂0.03-0.15份一起加入到密炼机中于180°C熔融共混10-30min,后经单螺杆挤出造粒得基材粒料;
(3)环保壁纸基材的成型:在步骤(2)所得基材粒料中加入0.1-0.5份干燥剂和0.1-0.5份发泡剂,依次经简单共混、三层共挤、吹塑工艺获得厚度200微米、宽600微米的环保壁纸基材;
(4)制备硅藻土分散液:将0.1-0.5份分散剂和30-60份去离子水置于分散机中高速搅拌5min得均匀溶液,后加入粒径800-3000目硅藻土原土20-40份和消泡剂0.1-0.5份继续搅拌10min即得硅藻土分散液;
(5)制备环保壁纸涂层浆料:在低速搅拌下往步骤(4)所得硅藻土分散液中缓慢加入水性乳胶20-30份和增稠剂0.1-0.5份,调节粘度在1000-20000mPa.s,得到环保壁纸的涂层浆料;
(6)采用辊涂或刮涂方式将涂层浆料涂于壁纸基材得环保壁纸。
本发明的优点和积极效果是:
本发明所获得的环保壁纸,由于硅藻土高填充于环保壁纸基材,同时作为基材的底涂层,硅藻土含量高,因而湿度调节能力强,吸湿率25%左右;另外,该环保壁纸聚合物含量很低,且所有聚合物为非聚氯乙烯类聚烯烃,性价比较高,符合低碳、环保的绿色要求,具有很好的应用前景。
具体实施方式
以下对本发明实施例做进一步详述:需要强调的是,本发明所述的实施例是说明性的,而不是限定性的,因此本发明并不限于具体实施方式中所述的实施例,凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式,同样属于本发明保护的范围。
实施例1:一种以硅藻土为基材填料和涂层浆料的环保壁纸及制备方法,其制备工艺为:
(1)改性硅藻土的制备:将粒径为800目硅藻土原土和占原土重量0.5%的γ-氯丙基三乙氧基硅烷一起加入到可升温高速搅拌机内,在80°C高速搅拌处理90min即可;
(2)基材粒料的制备:称取改性硅藻土70份、低密度聚乙烯30份和0.15份三[2.4-二叔丁基苯基]亚磷酸酯一起加入到密炼机中于180°C熔融共混10min,后经单螺杆挤出造粒得基材粒料;
(3)环保壁纸基材的成型:在步骤(2)所得基材粒料中加入0.1份氯化钙和0.1份偶氮二甲酰胺,依次经简单共混、三层共挤和吹塑等工艺获得厚度200微米、宽600微米的环保壁纸基材;
(4)制备硅藻土分散液:将0.1份多元酸均聚物分散剂和30份去离子水置于分散机中高速搅拌5min得均匀溶液,后加入粒径800目的硅藻土原土40份和0.1份聚硅氧烷消泡剂消泡剂继续搅拌10min即得硅藻土分散液;
(5)制备硅藻土浆料:在低速搅拌下往(4)所得硅藻土分散液中缓慢加入水性乳胶丙烯酸甲酯类30份和0.1份聚丙烯酸类增稠剂,得粘度为1000mPa.s的硅藻土浆料。
(6)环保壁纸的制备:以10m/min的牵引速度,采用辊涂方式将硅藻土浆料涂于环保壁纸基材,然后依次经过80°C烘箱干燥,圆网、平网或凹版印花等方式获得色泽、式样丰富的环保环保壁纸。
吸湿率测试结果表明,该环保壁纸的吸湿率高达29%。
实施例2:一种以硅藻土为基材填料和涂层浆料的环保壁纸及制备方法,其制备工艺为:
(1)改性硅藻土的制备:将粒径为2000目硅藻土原土和占原土重量1%的N-(β-氨乙基)-γ-氨丙基三甲氧基硅烷一起加入到可升温高速搅拌机内,在120°C高速搅拌处理90min即可;
(2)基材粒料的制备:称取改性硅藻土80份、高密度聚乙烯20份和1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯0.03份一起加入到密炼机中于180°C熔融共混30min,后经单螺杆挤出造粒得基材粒料;
(3)环保壁纸基材的成型:在步骤(2)所得基材粒料中加入0.5份氯化钙和0.5份N,N′-二亚硝基五次甲基四胺,依次经简单共混、三层共挤和吹塑工艺获得厚度200微米、宽600微米的环保壁纸基材;
(4)制备硅藻土分散液:将0.5份多元酸共聚物分散剂和60份去离子水置于分散机中高速搅拌5min得均匀溶液,后加入粒径为2000目硅藻土原土20份和0.5份聚醚改性硅类消泡剂继续搅拌10min即得硅藻土分散液;
(5)制备硅藻土浆料:在低速搅拌下往(4)所得硅藻土分散液中缓慢加入水性乳胶丙烯酸丁酯20份和纤维素类增稠剂0.5份,得粘度为20000mPa.s的硅藻土浆料。
(6)环保壁纸的制备:以20m/min的牵引速度,采用辊涂方式将硅藻土浆料涂于环保壁纸基材,然后依次经过115°C烘箱干燥,圆网、平网或凹版印花等方式获得色泽、式样丰富的环保环保壁纸。
吸湿率测试结果表明,该环保壁纸的吸湿率高达27%。
实施例3:一种以硅藻土为基材填料和涂层浆料的环保壁纸及制备方法,其制备工艺为:
(1)改性硅藻土的制备:将粒径为3000目的硅藻土原土和占原土重量75%的γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷一起加入到可升温高速搅拌机内,在100°C高速搅拌处理90min即可;
(2)基材粒料的制备:称取改性硅藻土75份、低密度聚乙烯12.5份、高密度聚乙烯12.5份和2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)0.1份一起加入到密炼机中于180°C熔融共混20min,后经单螺杆挤出造粒得基材粒料;
(3)环保壁纸基材的成型:在步骤(2)所得基材粒料中加入0.3份氯化镁和0.3份二偶氮氨基苯,依次经简单共混、三层共挤和吹塑工艺获得厚度200微米、宽600微米的环保壁纸基材;
(4)制备硅藻土分散液:将0.3份超支化聚羧酸类分散剂和45份去离子水置于分散机中高速搅拌5min得均匀溶液,后加入粒径为3000目硅藻土原土30份和0.3份聚醚改性硅类消泡剂继续搅拌10min即得硅藻土分散液;
(5)制备硅藻土浆料:在低速搅拌下往(4)所得硅藻土分散液中缓慢加入水性乳胶丙烯酸丁酯25份和纤维素类增稠剂0.3份,得粘度为5000mPa.s的硅藻土浆料。
(6)环保壁纸的制备:以15m/min的牵引速度,采用辊涂方式将硅藻土浆料涂于环保壁纸基材,然后依次经过100°C烘箱干燥,圆网、平网或凹版印花等方式获得色泽、式样丰富的环保环保壁纸。
吸湿率测试结果表明,该环保壁纸的吸湿率高达25%。
上述实施例表明,在本发明的保护范围内,所得环保壁纸均具有较好的湿度调节效果,吸湿率25%左右;另外,该环保壁纸聚合物含量很低,且所有聚合物为非聚氯乙烯类聚烯烃,性价比较高,符合低碳、环保的绿色要求,具有很好的应用前景。

Claims (7)

1.一种以硅藻土为基材填料和涂层浆料的环保壁纸,其特征在于:该环保壁纸由硅藻土高填充基材及含硅藻土的涂层浆料构成,
其中,所述硅藻土高填充基材包含重量分数比构成的以下组分:
Figure FDA00003397031100011
其中,所述的含硅藻土的涂层浆料包含重量分数比构成的以下组分:
Figure FDA00003397031100012
2.根据权利要求1所述的以硅藻土为基材填料和涂层浆料的环保壁纸,其特征在于:所述硅藻土基材中改性硅藻土是将粒径为800-3000目的硅藻土原土和占原土重量0.5-1%的表面处理剂一起加入到可升温高速搅拌机内,在80-120°C条件下,高速搅拌处理90min得到。
3.根据权利要求2所述的以硅藻土为基材填料和涂层的环保壁纸,其特征在于:所述表面处理剂是指硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的一种。
4.根据权利要求3所述的以硅藻土为基材填料和涂层的环保壁纸,其特征在于:所述的硅烷偶联剂是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或乙烯基三甲氧基硅烷中的一种;所述的钛酸酯偶联剂至少是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及复合磷酸型单烷氧基类钛酸酯中的一种。
5.根据权利要求1所述的以硅藻土为基材填料和涂层的环保壁纸,其特征在于:所述硅藻土基材中聚烯烃为低密度聚乙烯、高密度聚乙烯或者两者任意比例组成的混合物;所述的热稳定剂至少是三[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]、2,2'-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、二亚磷酸季戊四醇二硬脂醇酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸正十八碳醇酯或1,3,5-三甲基-2,4,6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲基)苯中的一种;所述的干燥剂至少是氯化镁和氯化钙中的一种;所述的发泡剂至少是偶氮二甲酰胺、偶氮二异丁腈、二偶氮氨基苯、N,N′-二甲基-N,N′-二亚硝基对苯二甲酰胺、N,N′-二亚硝基五次甲基四胺、对甲苯磺酰肼、3,3′-二磺酰肼二苯砜、1,3-苯二磺酰肼及4,4′-氧代双苯磺酰肼中的一种。
6.根据权利要求1所述的以硅藻土为基材填料和涂层浆料的环保壁纸,其特征在于:所述涂层浆料中分散剂是多元酸均聚物、多元酸共聚物或超支化聚羧酸类分散剂中的一种;所述的消泡剂是高碳醇、聚硅氧烷消泡剂或聚醚改性硅类消泡剂中的一种;所述的增稠剂是聚丙烯酸类增稠剂、缔合型聚氨酯类增稠剂或纤维素类增稠剂中的一种。
7.一种以硅藻土为基材填料和涂层浆料的环保壁纸的制备方法,其特征在于:该方法的步骤包括:
(1)改性硅藻土的制备:将粒径为800-3000目的硅藻土原土和占原土重量0.5-1%的表面处理剂一起加入到可升温高速搅拌机内,在80-120°C高速搅拌处理90min即可得改性硅藻土;
(2)基材粒料的制备:称取改性硅藻土70-80份、聚烯烃20-30份和热稳定剂0.03-0.15份一起加入到密炼机中于180°C熔融共混10-30min,后经单螺杆挤出造粒得基材粒料;
(3)环保壁纸基材的成型:在步骤(2)所得基材粒料中加入0.1-0.5份干燥剂和0.1-0.5份发泡剂,依次经简单共混、三层共挤、吹塑工艺获得厚度200微米、宽600微米的环保壁纸基材;
(4)制备硅藻土分散液:将0.1-0.5份分散剂和30-60份去离子水置于分散机中高速搅拌5min得均匀溶液,后加入粒径800-3000目硅藻土原土20-40份和消泡剂0.1-0.5份继续搅拌10min即得硅藻土分散液;
(5)制备环保壁纸涂层浆料:在低速搅拌下往步骤(4)所得硅藻土分散液中缓慢加入水性乳胶20-30份和增稠剂0.1-0.5份,调节粘度在1000-20000mPa.s,得到环保壁纸的涂层浆料;
(6)采用辊涂或刮涂方式将涂层浆料涂于壁纸基材得环保壁纸。
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