CN110344275A - 一种防污防潮家居液态壁纸的制备方法 - Google Patents

一种防污防潮家居液态壁纸的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于建材装饰制备技术领域,具体涉及一种空气净化型防潮壁纸的制备方法。本发明首先以富含纤维和木质素成分的芦苇秸秆为原料,将其粉碎后用果胶酶和木质素酶混合酶解,再将酶解产物用高锰酸钾氧化,和硝酸锌以及钛酸四丁酯混合,在氨水和双氧水的作用下预反应后再高压水热反应,得到预改性功能料,接着用硅烷偶联剂二次改性得到功能料,最后将其和树脂基体、原硅酸以及其他辅料高温共混,最终制得防污防潮家居液态壁纸,本发明制得的防污防潮家居液态壁纸具有极佳的防污防潮性能,并且表面丰富,韧性高,具有广阔的应用前景。

Description

一种防污防潮家居液态壁纸的制备方法
技术领域
本发明涉及一种防污防潮家居液态壁纸的制备方法,属于家居用品制备技术领域。
背景技术
墙面在房屋装修中占有相当大的面积,若要装饰达到意想的效果,墙面装饰不容忽视。壁纸一直是墙面装饰的主要方法,传统壁纸大致分为三类:纸质墙纸、胶面墙纸和墙布,长久以来这些壁纸美化着我们的墙壁,然而却有其不容忽视的缺点,乳胶漆色彩单一、无层次感,壁纸易变色、翘边、有接缝。随着人们审美观念增强,对壁纸的研究也在迅速发展,液体壁纸以其环保、施工方便、耐擦洗的优点成为了新时代的宠儿。
液体壁纸也俗称壁纸漆,顾名思义就是装饰效果像壁纸的一种漆,是传统涂料与壁纸产品的发展物,且两者优点兼容。液体壁纸是一种新型艺术涂料,也称壁纸漆和墙艺涂料,是集壁纸和乳胶漆特点于一身的环保水性涂料。通过各类特殊工具和技法配合不同的上色工艺,使墙面产生各种质感纹理和明暗过渡的艺术效果。
液体壁纸的制作与环保所有的平面墙上都可以施工,无需对墙面刮白,墙面上刷一层液体壁纸专用的底漆,然后用模具将各种图案印在墙面,模具为不同图案的镂空纱网,第二层的壁纸漆就通过镂空纱网而印在墙面上。
液体壁纸采用高分子聚合物与进口珠光颜料及多种配套助剂精制而成,无毒无味、绿色环保、有极强的耐水性和耐酸碱性、不褪色、不起皮,确保使用十五年以上。液体壁纸之所以被称为绿色环保涂料,是由于施工时无需使用107胶、聚乙烯醇等,所以不含铅、汞等重金属以及醛类物质,从而做到无毒、无污染。因为是水性涂料,液体壁纸的抗污性很强,同时具有良好的防潮、抗菌机能,不易生虫,不易老化。
液体壁纸采用有机硅改性丙烯酸乳液,所成胶膜经长时间浸泡后不泛黄,不鼓泡,不脱落,表面仍具有疏水性能,优异的耐水性及抗污自洁性、优秀的耐大气老化性,色彩图案可随客户的需求灵活变动,实现传统装饰材料的多样化。
但液体壁纸也存在一些缺陷,例如,1、容易被刮坏;2、对墙面及室内的湿度要求较高,如果湿度过大,容易受潮开裂;3、因表面质地单一、韧性不强,材料中不含有长效防污成分和抗老化剥离的成分,防潮性差,容易霉变、稳定性欠佳。因此,发明一种具有防污防霉、防潮的新型液态壁纸具有积极的意义。
发明内容
本发明主要解决的技术问题,针对目前液体壁纸表面质地单一、韧性不强,材料中不含有长效抗菌成分和抗老化剥离的成分,防潮性差,容易霉变、稳定性欠佳的问题,提供了一种防污防潮家居液态壁纸的制备方法。
为了解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:
一种防污防潮家居液态壁纸的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
称取固含量为40~50%的丙烯酸酯乳液、改性功能料、原硅酸、十二烷基硫酸钠、乙酰胺、聚乙二醇装入反应釜中,在175~190℃下混合1~2h后出料,装罐即得防污防潮家居液态壁纸;
所述改性功能料的制备步骤为:
将预改性填料和氨丙基三甲氧基硅烷以及去离子水混合后装入烧杯中,加热升温至60~70℃,搅拌反应1~2h,反应结束后,过滤分离得到滤饼,即为改性功能料;
所述预改性功能料的制备步骤为:
(1)称取芦苇秸秆放入粉碎机中粉碎,得到芦苇秸秆粉碎物,将芦苇秸秆粉碎物和果胶酶以及半纤维素酶、水混合后装入酶解罐中,加热升温至40~50℃,保温酶解3~5h,酶解结束后得到酶解产物;
(2)将上述酶解产物移入反应釜中,再向反应釜中加入高锰酸钾,搅拌反应1~2h,反应结束后再向反应釜中加入硝酸锌和钛酸四丁酯,搅拌混合得到混合液;
(3)将上述得到混合液移入高压水热反应釜中,并向高压水热反应釜中加入质量分数为30%的氨水和质量分数为15%的双氧水,加热升温至90~100℃,搅拌反应1~2h;
(4)待上述反应结束后,密封高压水热反应釜,升高高压水热反应釜内压力并加热升温,高温高压水热反应3~6h,待高温高压水热反应结束后过滤,分离得到反应滤渣,即为预改性功能料。
所述防污防潮家居液态壁纸的具体制备步骤中,按重量份数计,固含量为40~50%的丙烯酸酯乳液为30~40份、改性功能料为15~20份、原硅酸为10~12份、十二烷基硫酸钠为6~7份、乙酰胺为1~2份、聚乙二醇为3~5份。
所述改性功能料的制备步骤中,预改性填料和氨丙基三甲氧基硅烷以及去离子水的质量比为8:1:17。
所述预改性功能料的制备步骤(1)中,芦苇秸秆粉碎物和果胶酶以及半纤维素酶、水的质量比为10:1:1:10。
所述预改性功能料的制备步骤(2)中,高锰酸钾的加入量为酶解产物质量的5%,硝酸锌的加入量为酶解产物质量的10%,钛酸四丁酯的加入量为酶解产物质量的30%。
所述预改性功能料的制备步骤(3)中,质量分数为30%的氨水的加入量为混合液质量的40%,质量分数为15%的双氧水的加入量为混合液质量的10%。
所述预改性功能料的制备步骤(4)中,升高高压水热反应釜内压力为0.5~0.8MPa,加热升温的温度为200~220℃。
本发明的有益技术效果是:
(1)本发明首先以富含纤维和木质素成分的芦苇秸秆为原料,将其粉碎后用果胶酶和木质素酶混合酶解,再将酶解产物用高锰酸钾氧化,和硝酸锌以及钛酸四丁酯混合,在氨水和双氧水的作用下预反应后再高压水热反应,得到预改性功能料,接着用硅烷偶联剂二次改性得到功能料,最后将其和树脂基体、原硅酸以及其他辅料高温共混,最终制得防污防潮家居液态壁纸,本发明首先利用果胶酶和木质素酶将芦苇纤维中的木质素和果胶降解成低聚糖,从而得到内部含有低聚糖的芦苇纤维,接着再用高锰酸钾溶液氧化处理预处理纤维得到氧化纤维,使得其表面羟基氧化成羧基,接着将氧化纤维束和硝酸锌和钛酸四丁酯混合反应,利用氧化纤维束表面的羧基螯合固着住金属离子,在氨水和双氧水的作用下,金属离子受热水解并氧化产生金属氧化物,最终得到表面牢固固着纳米氧化锌和纳米氧化钛的改性芦苇纤维,由于纳米氧化钛和氧化锌具有较好的光催化降解性能,因此它们的引入可以使得本发明最终制成的家具液态壁纸能够将附着在其表面的污染物质光催化降解,从而提高液态壁纸的防污性能以及防霉性能;
(2)此外,本发明还对预反应后的酶解产物进行了高压水热处理,在高温高压水热条件下,低聚糖会水解成单糖、聚木糖等,同时水解导致糠醛产生,在此过程中,上述水解产物还可能发生缩合或缩聚(树脂化),使得最终带有纳米光催化作用的纤维树脂化,提高了纤维本身的韧性以及强度,同时树脂化的纤维防水性更佳,并且和树脂基体之间的相容性也更好,将此功能性纤维添加进液态壁纸中,纤维可以呈无序状均匀掺杂在壁纸中,从而形成物理性的加强筋骨架,能够丰富液态壁纸表面,提高其韧性;
(3)本发明还利用有机硅烷对功能料进一步处理,使得有机硅烷中的甲氧基和纤维表面的羟基反应生成硅醇键,硅醇键进一步水解产生硅羟基,从而得到表面含有硅羟基的功能料,并且本发明在液态壁纸原料中添加了原硅酸,它在高温共混的过程中水解产生纳米二氧化硅,由于纳米二氧化硅的引入,液态墙纸中也带有大量硅羟基,而功能填料表面的硅羟基和液态壁纸中的硅羟基在共混的过程中发生受热水解作用,从而产生了键能极大的Si-O-Si键,使得液态壁纸内部内聚力提高,从而机械强度再一次提高,塑料袋的韧性得到改善,而纳米二氧化硅本身防水性极佳,它的加入也能提高液态墙纸的防水性。
具体实施方式
称取芦苇秸秆放入粉碎机中粉碎,得到芦苇秸秆粉碎物,将芦苇秸秆粉碎物和果胶酶以及半纤维素酶、水按质量比为10:1:1:10混合后装入酶解罐中,加热升温至40~50℃,保温酶解3~5h,酶解结束后得到酶解产物;将上述酶解产物移入反应釜中,再向反应釜中加入酶解产物质量5%的高锰酸钾,搅拌反应1~2h,反应结束后再向反应釜中加入酶解产物质量10%的硝酸锌和酶解产物质量30%的钛酸四丁酯,搅拌混合得到混合液;将上述得到混合液移入高压水热反应釜中,并向高压水热反应釜中加入混合液质量40%的质量分数为30%的氨水和混合液质量10%的质量分数为15%的双氧水,加热升温至90~100℃,搅拌反应1~2h;待上述反应结束后,密封高压水热反应釜,升高高压水热反应釜内压力至0.5~0.8MPa并加热升温至200~220℃,高温高压水热反应3~6h,待高温高压水热反应结束后过滤,分离得到反应滤渣,即为预改性功能料;将上述预改性填料和氨丙基三甲氧基硅烷以及去离子水按质量比为8:1:17混合后装入烧杯中,加热升温至60~70℃,搅拌反应1~2h,反应结束后,过滤分离得到滤饼,即为改性功能料;按重量份数计,称取30~40份固含量为40~50%的丙烯酸酯乳液、15~20份上述改性功能料、10~12份原硅酸、6~7份十二烷基硫酸钠、1~2份乙酰胺、3~5份聚乙二醇装入反应釜中,在175~190℃下混合1~2h后出料,装罐即得防污防潮家居液态壁纸。
实例1
酶解产物的制备:
称取芦苇秸秆放入粉碎机中粉碎,得到芦苇秸秆粉碎物,将芦苇秸秆粉碎物和果胶酶以及半纤维素酶、水按质量比为10:1:1:10混合后装入酶解罐中,加热升温至40℃,保温酶解3~5h,酶解结束后得到酶解产物;
混合液的制备:
将上述酶解产物移入反应釜中,再向反应釜中加入酶解产物质量5%的高锰酸钾,搅拌反应1h,反应结束后再向反应釜中加入酶解产物质量10%的硝酸锌和酶解产物质量30%的钛酸四丁酯,搅拌混合得到混合液;
预改性功能料的制备:
(1)将上述得到混合液移入高压水热反应釜中,并向高压水热反应釜中加入混合液质量40%的质量分数为30%的氨水和混合液质量10%的质量分数为15%的双氧水,加热升温至90℃,搅拌反应1h;
(2)待上述反应结束后,密封高压水热反应釜,升高高压水热反应釜内压力至0.5MPa并加热升温至200℃,高温高压水热反应3h,待高温高压水热反应结束后过滤,分离得到反应滤渣,即为预改性功能料;
改性功能料的制备:
将上述预改性填料和氨丙基三甲氧基硅烷以及去离子水按质量比为8:1:17混合后装入烧杯中,加热升温至60℃,搅拌反应1h,反应结束后,过滤分离得到滤饼,即为改性功能料;
防污防潮家居液态壁纸的制备:
按重量份数计,称取30份固含量为40%的丙烯酸酯乳液、15份上述改性功能料、10份原硅酸、6份十二烷基硫酸钠、1份乙酰胺、3份聚乙二醇装入反应釜中,在175℃下混合1h后出料,装罐即得防污防潮家居液态壁纸。
实例2
酶解产物的制备:
称取芦苇秸秆放入粉碎机中粉碎,得到芦苇秸秆粉碎物,将芦苇秸秆粉碎物和果胶酶以及半纤维素酶、水按质量比为10:1:1:10混合后装入酶解罐中,加热升温至45℃,保温酶解4h,酶解结束后得到酶解产物;
混合液的制备:
将上述酶解产物移入反应釜中,再向反应釜中加入酶解产物质量5%的高锰酸钾,搅拌反应2h,反应结束后再向反应釜中加入酶解产物质量10%的硝酸锌和酶解产物质量30%的钛酸四丁酯,搅拌混合得到混合液;
预改性功能料的制备:
(1)将上述得到混合液移入高压水热反应釜中,并向高压水热反应釜中加入混合液质量40%的质量分数为30%的氨水和混合液质量10%的质量分数为15%的双氧水,加热升温至95℃,搅拌反应2h;
(2)待上述反应结束后,密封高压水热反应釜,升高高压水热反应釜内压力至0.7MPa并加热升温至210℃,高温高压水热反应5h,待高温高压水热反应结束后过滤,分离得到反应滤渣,即为预改性功能料;
改性功能料的制备:
将上述预改性填料和氨丙基三甲氧基硅烷以及去离子水按质量比为8:1:17混合后装入烧杯中,加热升温至65℃,搅拌反应2h,反应结束后,过滤分离得到滤饼,即为改性功能料;
防污防潮家居液态壁纸的制备:
按重量份数计,称取35份固含量为45%的丙烯酸酯乳液、18份上述改性功能料、11份原硅酸、7份十二烷基硫酸钠、2份乙酰胺、4份聚乙二醇装入反应釜中,在185℃下混合2h后出料,装罐即得防污防潮家居液态壁纸。
实例3
酶解产物的制备:
称取芦苇秸秆放入粉碎机中粉碎,得到芦苇秸秆粉碎物,将芦苇秸秆粉碎物和果胶酶以及半纤维素酶、水按质量比为10:1:1:10混合后装入酶解罐中,加热升温至50℃,保温酶解5h,酶解结束后得到酶解产物;
混合液的制备:
将上述酶解产物移入反应釜中,再向反应釜中加入酶解产物质量5%的高锰酸钾,搅拌反应2h,反应结束后再向反应釜中加入酶解产物质量10%的硝酸锌和酶解产物质量30%的钛酸四丁酯,搅拌混合得到混合液;
预改性功能料的制备:
(1)将上述得到混合液移入高压水热反应釜中,并向高压水热反应釜中加入混合液质量40%的质量分数为30%的氨水和混合液质量10%的质量分数为15%的双氧水,加热升温至100℃,搅拌反应2h;
(2)待上述反应结束后,密封高压水热反应釜,升高高压水热反应釜内压力至0.8MPa并加热升温至220℃,高温高压水热反应6h,待高温高压水热反应结束后过滤,分离得到反应滤渣,即为预改性功能料;
改性功能料的制备:
将上述预改性填料和氨丙基三甲氧基硅烷以及去离子水按质量比为8:1:17混合后装入烧杯中,加热升温至70℃,搅拌反应2h,反应结束后,过滤分离得到滤饼,即为改性功能料;
防污防潮家居液态壁纸的制备:
按重量份数计,称取40份固含量为50%的丙烯酸酯乳液、20份上述改性功能料、12份原硅酸、7份十二烷基硫酸钠、2份乙酰胺、5份聚乙二醇装入反应釜中,在190℃下混合2h后出料,装罐即得防污防潮家居液态壁纸。
对比例1:制备步骤和实例1相同,但是缺少改性功能料;
对比例2:制备步骤为实例1相同,但是缺少原硅酸;
分别对本发明的实例和对比例中的液态壁纸进行性能检测,检测结果如表1所示:
检测方法:
防水性能测试:采用水柱高度耐受性能表征,用mm/H2O表示。
防污性测试:将本发明和对比例中的液态壁纸涂抹在室外墙壁上,隔2周后观察液态壁纸表面状态;
韧性测试:用万能力学试验机测试本发明和对比例中的液态壁纸的断裂伸长率;
表1性能检测结果
由上表中检测数据可以看出,本发明制得的防污防潮家居液态壁纸具有极佳的防污防潮性能,并且表面丰富,韧性高,具有广阔的应用前景。

Claims (7)

1.一种防污防潮家居液态壁纸的制备方法,其特征在于具体制备步骤为:
称取固含量为40~50%的丙烯酸酯乳液、改性功能料、原硅酸、十二烷基硫酸钠、乙酰胺、聚乙二醇装入反应釜中,在175~190℃下混合1~2h后出料,装罐即得防污防潮家居液态壁纸;
所述改性功能料的制备步骤为:
将预改性填料和氨丙基三甲氧基硅烷以及去离子水混合后装入烧杯中,加热升温至60~70℃,搅拌反应1~2h,反应结束后,过滤分离得到滤饼,即为改性功能料;
所述预改性功能料的制备步骤为:
(1)称取芦苇秸秆放入粉碎机中粉碎,得到芦苇秸秆粉碎物,将芦苇秸秆粉碎物和果胶酶以及半纤维素酶、水混合后装入酶解罐中,加热升温至40~50℃,保温酶解3~5h,酶解结束后得到酶解产物;
(2)将上述酶解产物移入反应釜中,再向反应釜中加入高锰酸钾,搅拌反应1~2h,反应结束后再向反应釜中加入硝酸锌和钛酸四丁酯,搅拌混合得到混合液;
(3)将上述得到混合液移入高压水热反应釜中,并向高压水热反应釜中加入质量分数为30%的氨水和质量分数为15%的双氧水,加热升温至90~100℃,搅拌反应1~2h;
(4)待上述反应结束后,密封高压水热反应釜,升高高压水热反应釜内压力并加热升温,高温高压水热反应3~6h,待高温高压水热反应结束后过滤,分离得到反应滤渣,即为预改性功能料。
2.根据权利要求1所述的一种防污防潮家居液态壁纸的制备方法,其特征在于:所述防污防潮家居液态壁纸的具体制备步骤中,按重量份数计,固含量为40~50%的丙烯酸酯乳液为30~40份、改性功能料为15~20份、原硅酸为10~12份、十二烷基硫酸钠为6~7份、乙酰胺为1~2份、聚乙二醇为3~5份。
3.根据权利要求1所述的一种防污防潮家居液态壁纸的制备方法,其特征在于:所述改性功能料的制备步骤中,预改性填料和氨丙基三甲氧基硅烷以及去离子水的质量比为8:1:17。
4.根据权利要求1所述的一种防污防潮家居液态壁纸的制备方法,其特征在于:所述预改性功能料的制备步骤(1)中,芦苇秸秆粉碎物和果胶酶以及半纤维素酶、水的质量比为10:1:1:10。
5.根据权利要求1所述的一种防污防潮家居液态壁纸的制备方法,其特征在于:所述预改性功能料的制备步骤(2)中,高锰酸钾的加入量为酶解产物质量的5%,硝酸锌的加入量为酶解产物质量的10%,钛酸四丁酯的加入量为酶解产物质量的30%。
6.根据权利要求1所述的一种防污防潮家居液态壁纸的制备方法,其特征在于:所述预改性功能料的制备步骤(3)中,质量分数为30%的氨水的加入量为混合液质量的40%,质量分数为15%的双氧水的加入量为混合液质量的10%。
7.根据权利要求1所述的一种防污防潮家居液态壁纸的制备方法,其特征在于:所述预改性功能料的制备步骤(4)中,升高高压水热反应釜内压力为0.5~0.8MPa,加热升温的温度为200~220℃。
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