CN108641638B - 一种高效阻声丙烯酸壁纸底胶及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效阻声丙烯酸壁纸底胶，其采用包含丙烯酸酯单体50‑80重量份，增溶单体10‑15重量份，低聚物10‑15重量份，消声助剂10‑15重量份，分子筛5‑12重量份，硅烷偶联剂0.5‑5重量份，引发剂3‑8重量份，水30‑80重量份，助挥发剂5‑20重量份和其他助剂0‑10重量份；消声助剂为氯化丁基橡胶和羧基丁基橡胶共混微球；综合得到一种阻声效果优异、体系稳定、附着力好的阻声丙烯酸壁纸底胶。

Description

一种高效阻声丙烯酸壁纸底胶及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及粘合剂领域，具体涉及具有高效阻声分散效果的丙烯酸粘合剂领域，更具体涉及一种高效阻声丙烯酸壁纸底胶的领域，还涉及了其制备方法和应用领域。

背景技术

随着社会的快速发展，城镇化进程逐渐加快，越来越多的人入住楼房，但楼房中存在的问题也越来越明显了，其中楼房隔音效果差逐渐凸显。在特殊领域，如KTV包房、网络直播室等领域对隔音效果要求更高。在现在技术中，一般采用墙体粘附吸声材料，投入成本高、改造成本高、灵活性低，在日常家庭中使用不便，常规家庭装修不会使用该方法。

壁纸作为除涂料以外的一种家用或商用墙壁装饰材料，在常规的装修中使用十分广泛。壁纸粘附一般使用生物质胶，如淀粉胶、海藻胶等，但这些生物质胶的耐水性差、耐生物性差、粘附力不足，这就限制了其应用。对于壁纸底胶中，还有一类合成粘合剂，其中丙烯酸酯类粘合剂属于最常用的聚合物粘合剂品类，其可以通过共聚单体的选择调整具体的性能，灵活性强，同时制备成水性丙烯酸粘合剂具有优异的环保特性，同时，水性丙烯酸粘合剂存在水分挥发慢。是否可以制备一种具有优异阻声、消声效果的壁纸底胶成为一项家居装修材料中的重要问题。

发明人经过长期的研究和探索，得到一种具有优异阻声性能的壁纸底胶(发明人还得到了一种阻声的涂料，另案申请)，可以大幅度降低声音音量，减少噪音。

发明内容：

发明目的：针对背景技术中提及的技术需求，本发明通过在丙烯酸壁纸底胶中加入了氯化丁基橡胶和羧基丁基橡胶共混微球作为消声助剂，并结合合适的填料分子筛，可以降低声音的音量。通过对丙烯酸酯粘合剂组成的选择，与消声组分和分子筛配合，得到附着力强的底胶，同时，还采用了助挥发剂可以提高挥发速率。

本发明提供了具有优异消声、附着力良好的高效阻声丙烯酸壁纸底胶。

本发明还提供了高效阻声丙烯酸壁纸底胶的制备方法和应用。

为了实现上述目的，本发明通过下面具体方案进行。

发明概述

本发明核心的技术方案在于提供一种高效阻声丙烯酸壁纸底胶，其包含丙烯酸酯单体50-80重量份，增溶单体10-15重量份，低聚物10-15重量份，消声助剂10-15重量份，分子筛5-12重量份，硅烷偶联剂0.5-5重量份，引发剂3-8重量份，水30-80重量份，助挥发剂5-20重量份和其他助剂0-10重量份。

作为优选的技术方案，所述丙烯酸酯单体组成为丙烯酸丁酯10-15重量份，丙烯酸异辛酯3-8重量份，丙烯酸甲酯3-5重量份，丙烯酸0.5-2重量份，甲基丙烯酸-4-羟丁酯5-8重量份，3-甲氧基硅烷丙烯酸丙酯1-2重量份。

作为优选的技术方案，所述增溶单体为乙烯基吡咯烷酮。

作为优选的技术方案，所述低聚物为聚氨酯丙烯酸酯低聚物、低分子量聚氨酯或低分子量聚丙烯酸酯的一种或几种的混合物。

作为优选的技术方案，所述消声助剂为氯化丁基橡胶和羧基丁基橡胶共混微球。

作为优选的技术方案，所述氯化丁基橡胶和羧基丁基橡胶的重量比为1:3-5。

作为优选的技术方案，所述消声助剂、分子筛和硅烷偶联剂在醇水溶剂中搅拌1-2小时后干燥即可。

作为优选的技术方案，所述其他助剂包括分散剂和/或消泡剂；

作为优选的技术方案，所述助挥发剂为乙醇或甲醇。

本发明另一核心技术方案在于提供一种高效阻声丙烯酸壁纸底胶的制备方法，其包括：

(1)将消声助剂、分子筛和硅烷偶联剂在醇水溶剂中搅拌1-2小时后干燥得到混合物；

(2)将丙烯酸酯单体、增溶单体、低聚物、引发剂以及步骤(1)得到的混合物混合均匀，通入氮气除氧，匀速搅拌，在60-90℃反应2-5小时，得到基础共聚物；

(3)在基础共聚物中加入少量氨水、水和助挥发剂，搅拌中和3-5小时，分散均匀即可。

作为优选的应用领域，本发明的高效阻声丙烯酸壁纸底胶在壁纸底胶制备中的用途。

发明详述

为了将本发明中详细的理解，本发明在此部分将对技术方案进行详细的机理性解释。

本发明涉及的为一种具有高效阻声的丙烯酸组成，其主题方案为包含丙烯酸酯单体50-80重量份，增溶单体10-15重量份，低聚物10-15重量份，消声助剂10-15重量份，分子筛5-12重量份，硅烷偶联剂0.5-5重量份，引发剂3-8重量份，水30-80重量份，助挥发剂5-20重量份和其他助剂0-10重量份。其采用丙烯酸单体为主要的组成，进一步采用增容单体来提高体系的溶解性，提高了底胶在水中的分散性能，低聚物作为具有增韧效果的组成，提高了胶膜的柔韧性，但需要进行用量控制，平衡柔韧性和力学强度、粘接强度；采用了助挥发剂，提高水分挥发的速率。

消声部分原理

本发明核心的发明是采用了一种消声助剂、分子筛和硅烷偶联剂的配合，这组合可以从两个角度降低声音的传播，可以达到阻声的技术效果。

一是消声助剂为选择了阻声橡胶，具体为氯化丁基橡胶和羧基丁基橡胶共混微球，氯化丁基橡胶为本领域常使用的卤素取代类阻声橡胶，但其在水体系中分散性很差，而羧基丁基橡胶是一种与氯化丁基橡胶相容性的橡胶，同时具有较好的水分散性，通过两者以合适的比例进行混合，既保证了阻声效果的优异，又保证了在水中有良好的分散性能。

对于两者比例的具体选择，所述氯化丁基橡胶和羧基丁基橡胶的重量比为1:3-5。

如果氯化丁基橡胶过多，消声效果较差，卤素取代的丁基橡胶的消声效果是远优于丁基橡胶和羧基丁基橡胶；由于羧基丁基橡胶为一种高分子的聚合物，其中羧基比例仍然较低，如果羧基丁基橡胶过少，则整体分散性不足，影响底胶存储稳定性。不稳定的体系会导致组分分布不均，阻声效果不均匀。

溴化丁基橡胶可以与氯化丁基橡胶相互替换，氯化的效果稍好于溴化丁基橡胶。

氯化丁基橡胶可以选择埃克森丁基橡胶1066、朗盛氯化丁基胶1240；羧基丁基橡胶可以选择参考文献(“羧基化丁基橡胶的制备与性能研究”，秦豹等，特种橡胶制品，2011年6月，第32卷第3期)的第1.2节制备。

二是分子筛作为声波阻止释放位点，分子筛与氯化丁基橡胶和羧基丁基橡胶共混微球相对均匀分散，分散方法后续进行介绍。分子筛还有大量的空隙结构，在氯化丁基橡胶和羧基丁基橡胶共混微球减震后的声波变为长波，长波在分子筛内部进行发生反复的共振，逐步消除，起到了二次阻声的效果，该技术在本领域鲜有报道，其阻声效果优异。

作为优选的技术方案，为了将两者的作用发挥到位，所述消声助剂、分子筛和硅烷偶联剂在醇水溶剂中搅拌1-2小时后干燥即可，在醇水溶液中偶联剂发生水解，提高了分子筛与消声助剂的均匀分散和稳定的接触，可以提高上述两点的消声效果。如果不采用该方法，则消声助剂和分子筛的接触稍有不到位，效果有所下降。分子筛的选择没有特别的限制，常见的3A(钾A型)、4A(钠A型)、5A(钙A型)、10Z(钙Z型)、13Z(钠Z型)、Y(钠Y型)、钠丝光沸石型等都适用于本发明。

丙烯酸树脂部分

本发明的丙烯酸树脂要具有良好的水分散性，其基本组成为：丙烯酸丁酯10-15重量份，丙烯酸异辛酯3-8重量份，丙烯酸甲酯3-5重量份，丙烯酸0.5-2重量份，甲基丙烯酸-4-羟丁酯5-8重量份，3-甲氧基硅烷丙烯酸丙酯1-2重量份。其中丙烯酸和甲基丙烯酸-4-羟丁酯的使用可以提高丙烯酸树脂的分散性，丙烯酸的水溶性较好，但对无机组分有一定的腐蚀性，而甲基丙烯酸-4-羟丁酯中的羟基没有羧基，但可以提高体系的分散性。同时，本发明还采用了一种增溶单体，增容单体为乙烯基吡咯烷酮，其可以提高体系的稳定。如上所述的机理，各组分的用量也是基于上述理论进行选择，丙烯酸比例不宜过大，会有腐蚀性，过小后仅用甲基丙烯酸-4-羟丁酯会导致分散性不佳；而甲基丙烯酸-4-羟丁酯在合适的范围，过少分散性不好，难以起到补充AA的效果，如果用量过大，聚合物的内聚力较大，后期柔韧性会有所下降。

本发明还采用了一种硅烷类共聚单体(3-甲氧基硅烷丙烯酸丙酯)，其加入提高了与消声部分的相容性，提高了整体的稳定性。作为优选技术方案，对于用量，该组分不宜过大，过大会导致后期交联程度较大，体系的稳定性不足。同时，本发明采用了一部分的丙烯酸异辛酯，其具有较长的碳链，提高了底胶的柔韧性，与丙烯酸甲酯提高的强度相互平衡。

在该部分，还使用了部分低聚物，作为增韧剂，提高体系柔韧性的同时，由于低分子聚合物可以提高稳定剂的作用，提高整体分散性。所述低聚物为聚氨酯丙烯酸酯低聚物、低分子量聚氨酯或低分子量聚丙烯酸酯的一种或几种的混合物。该组分用量不宜过大，如果用量过大会使整体分子量下降，降低了壁纸底胶的粘合力和硬度。

为了保证各组分的分散均匀以及体系的整体稳定性，可以适时地加入分散剂和/或消泡剂。由于本体系中采用的水水分散体系，但水分在后期挥发慢，导致壁纸使用工期延长，水分挥发不干净会导致壁纸的损害；本发明为了加快水分的挥发，本发明采用加入了少量的助挥发剂，助挥发剂可以为乙醇或甲醇，其挥发性比较强，可以提高水的挥发，同时，不会对壁纸底胶的基本性能产生影响。

制备方法部分

对于制备方面，没有明确的规定，常规方法都可以实现，作为优选技术方案，该方法包括：

(1)将消声助剂、分子筛和硅烷偶联剂在醇水溶剂中搅拌1-2小时后干燥得到混合物；

(2)将丙烯酸酯单体、增溶单体、低聚物、引发剂以及步骤(1)得到的混合物混合均匀，通入氮气除氧，匀速搅拌，在60-90℃反应2-5小时，得到基础共聚物；

(3)在基础共聚物中加入少量氨水、水和助挥发剂，搅拌中和3-5小时，分散均匀即可。

本制备方法中步骤(1)的混合物在步骤(2)的共聚反应中，这样保证组分的分散均匀，后期中和成盐后，分散性提高，且会降低丙烯酸单体的腐蚀性。

应用部分

针对该丙烯酸粘合剂优异的性能，优选作为壁纸底胶，从墙体部分达到了阻声的技术效果。使用的壁纸没有明显的显示，纸质类、聚合物膜类、丝绸类、无纺布类等都适用本发明中的丙烯酸壁纸底胶。

发明有益的技术效果

本发明通过多因素配合使用，其中采用氯化丁基橡胶和羧基丁基橡胶共混微球、分子筛和偶联剂三者配合提高阻声效果；在丙烯酸树脂部分，选择使用极性单体、硅烷类单体以及增溶单体，提高了体系的稳定性和附着力，同时提高了与分子筛等消声组分作用力，使用助挥发剂加快了水分挥发速率，综合得到一种阻声效果优异、体系稳定、附着力好的阻声丙烯酸壁纸底胶。

具体实施方式

为了使技术人员加深对技术方案的理解，本发明下面以实施例和对比例的方式对技术方案进行详细的介绍。但下面的实施例仅为示例性介绍，不作为对保护范围的限制，本领域常用的简单替换都属于本发明保护范围。

本发明实施例中的制备工艺如下，部分组分用量为0时即省略，特殊的工艺不同将进行具体说明，无特殊说明均采用下述方案。

(1)将消声助剂、分子筛和硅烷偶联剂在醇水溶剂中搅拌2小时后干燥得到混合物；(2)将丙烯酸酯单体、增溶单体、低聚物、引发剂以及步骤(1)得到的混合物混合均匀，通入氮气除氧，100rpm匀速搅拌，在70℃反应3小时，得到基础共聚物；(3)在基础共聚物中加入少量氨水、水和助挥发剂，搅拌中和4小时，分散均匀即可。

各组分用量组成如下(单位：重量份)

*实施例6与实施例1的组成相同，区别仅在于消声助剂、分子筛和偶联剂不进行预先处理，都是直接加入第(2)步骤中。

测试结果

1＝在0.5mm厚的无纺布上形成0.5mm的粘合剂层进行测试；

2＝参考GB/T30776-2014测试拉伸强度和断裂伸长率；

3＝参考GB/T2792-2014测试180℃的剥离强度，剥离速率300mm/min；

4＝壁纸底胶放置30天、90天后进行测试剥离强度。

通过上述实验数据可以发现，在本发明中，多因素共同作用得到了一种性能优异的阻声底胶，其中核心技术在于阻声助剂组成和结构的选择、分子筛的选择以及阻声助剂、分子筛和偶联剂的处理；在丙烯酸基础聚合物中，极性单体和硅烷单体的用量也对附着力、阻声助剂类的稳定性(底胶长期贮存后的剥离强度不降低)有较为重要的影响，同时，使用助挥发剂，提高了水分挥发速率，缩短了施工周期，这些因素在已有技术和产品中尚未进到报道。

Claims (7)

1.一种高效阻声丙烯酸壁纸底胶，其特征在于：包含丙烯酸酯单体50-80重量份，增溶单体10-15重量份，低聚物10-15重量份，消声助剂10-15重量份，分子筛5-12重量份，硅烷偶联剂0.5-5重量份，引发剂3-8重量份，水30-80重量份，助挥发剂5-20重量份和其他助剂0-10重量份；

所述丙烯酸酯单体组成为丙烯酸丁酯10-15重量份，丙烯酸异辛酯3-8重量份，丙烯酸甲酯3-5重量份，丙烯酸0.5-2重量份，甲基丙烯酸-4-羟丁酯5-8重量份，3-甲氧基硅烷丙烯酸丙酯1-2重量份；

所述消声助剂为氯化丁基橡胶和羧基丁基橡胶共混微球，所述氯化丁基橡胶和羧基丁基橡胶的重量比为1:3-5。

2.如权利要求1所述的高效阻声丙烯酸壁纸底胶，其特征在于：所述增溶单体为乙烯基吡咯烷酮。

3.如权利要求1或2所述的高效阻声丙烯酸壁纸底胶，其特征在于：所述低聚物为聚氨酯丙烯酸酯低聚物、低分子量聚氨酯或低分子量聚丙烯酸酯的一种或几种的混合物。

4.如权利要求1所述的高效阻声丙烯酸壁纸底胶，其特征在于：所述消声助剂、分子筛和硅烷偶联剂在醇水溶剂中搅拌1-2小时后干燥即可。

5.如权利要求1所述的高效阻声丙烯酸壁纸底胶，其特征在于：所述其他助剂包括分散剂和/或消泡剂；所述助挥发剂为乙醇或甲醇。

6.如权利要求1-5中任一项高效阻声丙烯酸壁纸底胶的制备方法，其特征在于：包括：

(1)将消声助剂、分子筛和硅烷偶联剂在醇水溶剂中搅拌1-2小时后干燥得到混合物；

(2)将丙烯酸酯单体、增溶单体、低聚物、引发剂以及步骤(1)得到的混合物混合均匀，通入氮气除氧，匀速搅拌，在60-90℃反应2-5小时，得到基础共聚物；

(3)在基础共聚物中加入少量氨水、水和助挥发剂，搅拌中和3-5小时，分散均匀即可。

7.如权利要求1-5中任一项高效阻声丙烯酸壁纸底胶在壁纸底胶制备中的用途。