CN109232780A - 一种壁纸用羧基丁苯胶乳及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种壁纸用羧基丁苯胶乳，其制备方法包括如下步骤：将羧酸单体、(甲基)苯乙烯、丁二烯、酰氧基硅烷、乳化剂、引发剂和水的混合物经自由基乳液共聚而成。本发明壁纸用羧基丁苯胶乳是一种能满足壁纸生产的高性能、环保的产品。该产品在壁纸的生产中使用，使壁纸具有高粘结力强度及良好的耐水性，使壁纸达到防潮防霉的目的。

Description

一种壁纸用羧基丁苯胶乳及其制备方法
技术领域
本发明涉及壁纸用胶乳技术领域，具体涉及壁纸用羧基丁苯胶乳及其制备方法。
背景技术
壁纸，也称为墙纸，它是一种应用相当广泛的室内装饰材料。壁纸分为很多类，如涂布壁纸、覆膜壁纸、压花壁纸等。通常用漂白化学木浆生产原纸，再经不同工序的加工处理，如涂布、印刷、压纹或表面覆塑，最后经裁切、包装后出厂。因为具有一定的强度、美观的外表和良好的抗水性能，广泛用于住宅、办公室、宾馆的室内装修等。
羧基丁苯胶乳用于纸张和纸板涂布行业所需的全系列胶乳，适用于装饰原纸、耐磨纸、壁纸等各种纸张的底、面涂布与粘合。羧基丁苯胶乳可赋予纸张优秀的涂布性能及印刷适性。使得涂布层不脱落、表面强度高，印刷效率高、可提高印刷速度，不产生烫泡，可立即重合。因为丁二烯具有较低的玻璃化温度(-106℃)，在胶乳合成中，丁二烯作为软单体，只需要较少的量就能达到和其他胶乳相同的性能，另一方面，硬单体的比例提高了，有助于提升胶乳整体的强度。再一方面，羧酸类单体的加入使得胶乳粒子的电荷层密度增加，从而提高胶乳的稳定性。羧基丁苯胶乳所具有的这些优秀的特性是其它胶乳无可比拟的，在提高生产效率、降低成本的同时，能够提高纸张的性能和质量。目前常规的壁纸胶乳应用于壁纸浸胶，强度粘结力和抗水性能仍有进一步提升的需要，从而提高其防潮防霉的性能。
发明内容
本发明旨在提供一种壁纸用羧基丁苯胶乳的制备方法，以解决背景技术存在的上述缺陷。
本发明是通过如下的技术方案实现的：
一种壁纸用羧基丁苯胶乳的制备方法，包括如下步骤：将羧酸单体、(甲基)苯乙烯、丁二烯、酰氧基硅烷、乳化剂、引发剂和水的混合物经自由基乳液共聚而成。
进一步的，上述反应温度为70-90℃，反应时间为2-6小时，然后升温至80-90℃继续保温2小时，将反应产物用碱性物质调节pH＝5-9，经过过滤后，获得所述壁纸用羧基丁苯胶乳。
作为优选的技术方案，各组分的重量份数如下：
水的用量没有特别限定，本领域技术人员应能根据各组分的分散混合情况、乳液聚合的充分性以及最终产品的固含量需要进行调节。优选的，水的用量为178-1028份。
作为优选的技术方案，所述羧酸单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸或衣康酸中的一种或一种以上；
所述乳化剂选自烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵、烯丙基聚氧乙烯醚和乙烯基聚氧乙烯醚中的一种或一种以上；
所述引发剂选自过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾以及其他水溶性引发剂中的一种或一种以上。
所述酰氧基硅烷选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的一种或一种以上。优选γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷。
作为优选的技术方案，所述碱性物质可以是碱金属的氢氧化物、碱金属的碳酸盐、氨水、有机胺中的一种或一种以上。碱性物质主要用于调节聚合反应产物的pH值，本领域技术人员应能根据反应产物的实际情况以及本发明组合物的应用性能调节碱性物质的具体用量。优选的，碱性物质的用量为0.8-5份。
本发明还提供采用上述方法制备的壁纸用羧基丁苯胶乳，其优选的重量百分含量为20-50％。
本发明还提供上述壁纸用羧基丁苯胶乳在壁纸制造中的应用，是作为用于壁纸生产过程中的浸胶组合物。
本发明人发现在本发明中使用的羧酸类单体、丁二烯单体及少量酰氧基硅烷，出乎意料地，应用于壁纸的浸胶中，壁纸的强度较高，同时壁纸的抗水性较强。这可能是由于胶乳中羧基的亲水性赋予了与纸张较强的结合力，丁二烯能赋予胶乳优秀的粘结力。另一方面，酰氧基硅烷中存在的酰氧基与羧酸单体中的羰基氧具有相似的结构，而且具有双键，不仅可以与羧酸单体聚合，还可以与丁苯胶乳中的其它单体发生聚合反应，提高聚合物的交联度，而交联度的提高可以使胶乳的耐水性增强，从而提高壁纸浸胶后的耐水性。再一方面，酰氧基硅烷不仅能赋予胶乳粒子优异的耐水性能，其在反应中会水解生成硅醇，而硅醇极易与纸张纤维中的羟基结合从而进一步提高了胶乳与纸张的粘结力；使壁纸达到防潮防霉的目的。上述三者的协同作用，表现为壁纸的强度及抗水性能的综合提升，使壁纸达到防潮防霉的目的。
本发明壁纸用羧基丁苯胶乳是一种能满足壁纸生产的高性能、环保的产品。该产品在壁纸的生产中使用，使壁纸具有高粘结力强度及良好的耐水性，使壁纸达到防潮防霉的目的。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行阐述，但并不限制本发明。
实施例1
壁纸用羧基丁苯胶乳的制备，包括如下组分及其重量份数：
将0.8份烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵，0.8份过硫酸钠，178.5份蒸馏水，完全溶解成水溶液。聚合釜抽真空后，加入上述完全溶解的水溶液，进行搅拌加热，加热温度70℃，进行聚合反应。滴加加入75份丁二烯、100份甲基苯乙烯、1.8份丙烯酸、0.5份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的混和单体，滴加时间为6小时，升温至90℃保温2小时。冷却至30℃，用2份40wt％氢氧化钠水溶液中和，经过200目筛网过滤，得到壁纸用羧基丁苯胶乳，固含量为49.94wt％,PH＝5.18(使用PHS-3C精密PH计测得)。
实施例2
壁纸用羧基丁苯胶乳的制备，包括如下组分及其重量份数：
将5份烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵和3份乙烯基聚氧乙烯醚，3份过硫酸铵和2份过硫酸钠，4份衣康酸，1028份蒸馏水，完全溶解成水溶液。聚合釜抽真空后，加入上述完全溶解的水溶液，进行搅拌加热，加热温度90℃，进行聚合反应。滴加加入130份丁二烯、100份苯乙烯、5份甲基丙烯酸、3份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷和2份γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷的混和单体，滴加时间为2小时，90℃保温2小时。冷却至30℃，用25份20wt％氢氧化钠水溶液中和，经过200目筛网过滤，得到壁纸用羧基丁苯胶乳，固含量为20.11wt％,PH＝8.95(使用PHS-3C精密PH计测得)。
实施例3
壁纸用羧基丁苯胶乳的制备，包括如下组分及其重量份数：
将4.5份烯丙基聚氧乙烯醚，3份过硫酸钾，富马酸2.5份和2.5份衣康酸，409.63份蒸馏水，完全溶解成水溶液。聚合釜抽真空后，加入上述完全溶解的水溶液，进行搅拌加热，加热温度75℃，进行聚合反应。滴加加入105份丁二烯、80份苯乙烯和20份甲基苯乙烯、2.5份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷的混和单体，滴加时间为4小时，90℃保温2小时。冷却至30℃，用6.7份30wt％氢氧化钠水溶液中和，经过200目筛网过滤，得到壁纸用羧基丁苯胶乳，固含量为35.11wt％,PH＝7.65(使用PHS-3C精密PH计测得)。
实施例4
壁纸用羧基丁苯胶乳的制备，包括如下组分及其重量份数：
将5份乙烯基聚氧乙烯醚，2.5份过硫酸铵，马来酸2.5份、衣康酸2.5份和302.25份蒸馏水，完全溶解成水溶液。聚合釜抽真空后，加入上述完全溶解的水溶液，进行搅拌加热，加热温度80℃，进行聚合反应。滴加加入100份丁二烯、70份苯乙烯、30份甲基苯乙烯、1份丙烯酸、3份γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷的混和单体，滴加时间为4小时，80℃保温2小时。冷却至30℃，用30份10wt％氢氧化钠水溶液中和，经过200目筛网过滤，得到壁纸用羧基丁苯胶乳，固含量为40.20wt％,PH＝8.42(使用PHS-3C精密PH计测得)。
实施例5
壁纸用羧基丁苯胶乳的制备，包括如下组分及其重量份数：
将4份乙烯基聚氧乙烯醚和2.5份烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵，2份过硫酸铵和2份过硫酸钾，2.5份衣康酸和551.3份蒸馏水，完全溶解成水溶液。聚合釜抽真空后，加入上述完全溶解的水溶液，进行搅拌加热，加热温度85℃，进行聚合反应。滴加加入120份丁二烯、100份苯乙烯、3份丙烯酸、2份甲基丙烯酸、3份γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和1份γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷的混和单体，滴加时间为3小时，85℃保温2小时。冷却至30℃，用26.7份15wt％氢氧化钠水溶液中和，经过200目筛网过滤，得到壁纸用羧基丁苯胶乳，固含量为29.92wt％,PH＝7.24(使用PHS-3C精密PH计测得)。
对比例
市售陶氏化学公司的壁纸胶乳S825。
应用实施例
用实施例1-5和对比例按下述工艺进行操作：
A、将实施例1-5和对比例分别稀释成重量固含量20％，将原纸浸泡式涂在基纸上，105℃烘10分钟，烘干后检测指标。
B、检测抗张强度。
C、抗水性(Cobb值)：按GB/T 1540-1989方法检测待测壁纸样品。
D、防霉性能：按照标准GB/T 34844-2017的方法检测。
判定标准：强度越大表明壁纸用羧基丁苯胶乳的增强效果越好。Cobb值越小效果越好。防霉等级越小，防霉效果越好。其结果见表1所示：
表1
从表中应用结果可以看出，使用本发明制备的高性能壁纸用羧基丁苯胶乳，对壁纸的增强效果、耐水性具有意想不到的效果。可以起到防潮防霉的作用。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种壁纸用羧基丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将羧酸单体、(甲基)苯乙烯、丁二烯、酰氧基硅烷、乳化剂、引发剂和水的混合物经自由基乳液共聚而成。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，反应温度为70-90℃，反应时间为2-6小时，然后升温至80-90℃继续保温2小时，将反应产物用碱性物质调节pH＝5-9，经过过滤后，获得所述壁纸用羧基丁苯胶乳。
3.如权利要1所述的方法，其特征在于，各组分的重量份数如下：
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述羧酸单体选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸或衣康酸中的至少一种。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述乳化剂选自烯丙基聚氧乙烯醚硫酸铵、烯丙基聚氧乙烯醚和乙烯基聚氧乙烯醚中的至少一种。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述引发剂选自过硫酸钠、过硫酸铵和过硫酸钾以及其他水溶性引发剂中的至少一种。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酰氧基硅烷选自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三异丙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷中的至少一种。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碱性物质选自碱金属的氢氧化物、碱金属的碳酸盐、氨水、有机胺中的至少一种。
9.根据权利要求1-8任一项所述方法制备的壁纸用羧基丁苯胶乳。
10.权利要求9所述壁纸用羧基丁苯胶乳的应用，其特征在于，作为用于壁纸生产过程中的浸胶组合物。
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