CN110409216A - 一种壁纸用丁苯胶乳及其制备方法和应用 - Google Patents

一种壁纸用丁苯胶乳及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种壁纸用丁苯胶乳的制备方法，包括如下步骤：将(甲基)丙烯酸、(甲基)苯乙烯、丁二烯、交联单体、硅烷、乳化剂、引发剂和水的混合物经自由基乳液共聚而成。本发明的一种壁纸用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，能明显提高壁纸的强度及耐水性。

Description

一种壁纸用丁苯胶乳及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及壁纸应用领域，具体涉及壁纸用丁苯胶乳、该丁苯胶乳的制备方法以及该丁苯胶乳在壁纸生产中的应用。
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。
丁苯胶乳主要是由丁二烯和苯乙烯进行乳液共聚合而制成的。丁苯胶乳广泛用于印染工业、胶乳制品、纤维织物浸渍、纸张涂布及粘合、涂料、胶黏剂等众多领域。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。因为丁二烯具有较低的比例化温度-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。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。目前常规的丁苯胶乳应用于壁纸浸胶，强度和抗水性能仍有进一步提升的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种壁纸用丁苯胶乳及其制备方法和应用，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：
一种壁纸用丁苯胶乳的制备方法，包括如下步骤：将(甲基)丙烯酸、(甲基)苯乙烯、丁二烯、交联单体、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，升温至80-90℃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178-1012份。
作为优选的技术方案，所述交联单体选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯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中的一种或一种以上；
所述硅烷选自乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基环四硅氧烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或一种以上。
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。
本发明还提供采用上述方法制备的壁纸用丁苯胶乳，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丁二烯单体及少量交联单体、硅氧烷，意想不到的，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。这可能是由于丁二烯能赋予胶乳优秀的粘结力，另一方面，胶乳中的交联单体、硅氧烷在乳液干燥过程中使得胶乳呈热固性，再一方面，硅氧烷赋予胶乳粒子优异的耐水性能，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。
本发明的一种壁纸用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，能明显提高壁纸的强度及耐水性。
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，178.25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70℃，进行聚合反应。滴加加入75份丁二烯、100份甲基苯乙烯、0.8份甲基丙烯酸缩水甘油酯、0.5份丙烯酸、0.5份乙烯基三乙氧基硅烷的混和单体，滴加时间为6小时。冷却至30℃，用0.5份40wt％氢氧化钠水溶液中和，经过200目筛网过滤，得到壁纸用丁苯胶乳，固含量为49.93wt％，PH＝5.06(使用PHS-3C精密PH计测得)。
实施例2
壁纸用丁苯胶乳的制备，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，1012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、2份甲基丙烯酸缩水甘油酯和1.5份丙烯酸羟乙酯、0.5份甲基丙烯酸、1份丙烯酸、3份乙烯基三异丙氧基硅烷和2份乙烯基三乙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5份20wt％氢氧化钠水溶液中和，经过200目筛网过滤，得到壁纸用丁苯胶乳，固含量为20.05wt％，PH＝8.97(使用PHS-3C精密PH计测得)。
实施例3
壁纸用丁苯胶乳的制备，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，1份丙烯酸，405.04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、2.2份丙烯酸羟丙酯、2.5份乙烯基环四硅氧烷的混和单体，滴加时间为4小时，90℃保温2小时。冷却至30℃，用1.33份30wt％氢氧化钠水溶液中和，经过200目筛网过滤，得到壁纸用丁苯胶乳，固含量为35.06wt％，PH＝7.53(使用PHS-3C精密PH计测得)。
实施例4
壁纸用丁苯胶乳的制备，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，1.2份甲基丙烯酸和316.8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、2.5份丙烯酸羟乙酯，3份乙烯基环四硅氧烷的混和单体，滴加时间为4小时，80℃保温2小时。冷却至30℃，用16份10wt％氢氧化钠水溶液中和，经过200目筛网过滤，得到壁纸用丁苯胶乳，固含量为39.94wt％，PH＝8.33(使用PHS-3C精密PH计测得)。
实施例5
壁纸用丁苯胶乳的制备，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份过硫酸钾和554.53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、0.8份丙烯酸、3份甲基丙烯酸缩水甘油酯，3份乙烯基三异丙氧基硅烷和1份乙烯基环四硅氧烷的混和单体，滴加时间为3小时，85℃保温2小时。冷却至30℃，用3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29.88wt％，PH＝7.18(使用PHS-3C精密PH计测得)。
应用实施例
以市售壁纸胶乳S825为对比例，与实施例1-5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)：采用杭州轻通博科自动化技术有限公司的XSH型可勃吸收性测定仪按GB/T 1540-1989方法检测待测壁纸样品。
判定标准：强度越大表明壁纸用丁苯胶乳的增强效果越好。Cobb值越小效果越好。其结果见表1所示：
表1
抗张强度KN/m Cobb值/(g/m<sup>2</sup>)
未浸胶 3.538 63.2
实施例1 7.810 28.6
实施例2 8.531 23.3
实施例3 7.986 27.4
实施例4 7.903 26.8
实施例5 7.896 27.1
对比例 6.387 31.2
从表中应用结果可以看出，使用本发明制备的壁纸用丁苯胶乳，对壁纸的增强效果及耐水性具有意想不到的效果。
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)

1.一种壁纸用丁苯胶乳的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将(甲基)丙烯酸、(甲基)苯乙烯、丁二烯、交联单体、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，所述自由基乳液共聚的反应温度为70-90℃，反应时间为2-6小时，升温至80-90℃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，获得所述壁纸用丁苯胶乳。
3.如权利要求2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3所述的方法，其特征在于，水的用量为178-1012份。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述交联单体选自甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯中的一种或一种以上。
6.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中的一种或一种以上。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述硅烷选自乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基环四硅氧烷和乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或一种以上。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述碱性物质是碱金属的氢氧化物。
9.根据权利要求1-8任一项方法制备的壁纸用丁苯胶乳。
10.权利要求9所述的壁纸用丁苯胶乳在壁纸制造中的应用，其特征在于，用于壁纸生产过程中的浸胶组合物。
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