CN114193869B - 一种功能性墙布及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种功能性墙布及其制备方法，包括制备聚丙烯酰胺改性HDPE树脂、制备改性HDPE树脂、制备改性HDPE树脂薄膜以及制备功能性墙布4个步骤，HDPE树脂具有良好的耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性，但其耐老化和力学性能差，聚丙烯酰胺具有强度高的特点，将其接枝在HDPE树脂上，可以较好改善HDPE树脂的力学强度，端乙烯基聚二甲基硅氧烷具有良好的耐候、耐老化和抗紫外线性能，将其接枝在HDPE树脂上，能够明显提高HDPE树脂的耐候和耐老化性能，并且与聚丙烯酰胺协同作用，共同提高HDPE树脂的力学强度。

Description

一种功能性墙布及其制备方法
技术领域
本发明涉及墙布技术领域，具体涉及一种功能性墙布及其制备方法。
背景技术
墙布是一种可以糊裱于室内墙面的纤维类材料，可以起到装饰墙面、保护墙体等作用。而且墙布材料由于具有强力高、施工时不易破裂，可以进行大幅宽生产、使用无接缝和视觉舒适、触感柔和、少许隔音、高度透气、亲和性佳等优点，因此近年来越来越受到消费者的青睐。
墙布表面为纺织材料，墙布表面具备简单的吸湿、透气、抗菌功能，然而随着人们生活水平和生活质量的提高，这些已经不能够满足人们高生活品质所需，亟待对墙布的性能进行改进。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种功能性墙布及其制备方法，解决现有的墙布力学性能以及耐老化性能不佳的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：
一种功能性墙布，包括底层面料、中间层和表层面料，所述中间层为改性HDPE树脂薄膜，所述改性HDPE树脂薄膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）将HDPE树脂均匀分散在去离子水中，加入丙烯酰胺单体，超声分散均匀，然后向溶液中通入氮气除去混合液中的氧气，密封后送入钴60辐照室辐射，辐照完毕后，将反应产物进行过滤，洗涤，干燥，即得到聚丙烯酰胺改性HDPE树脂；
（2）聚丙烯酰胺改性HDPE树脂经辐照源辐照后，与端乙烯基聚二甲基硅氧烷和乙烯基辅助接枝单体熔融挤出，得到改性HDPE树脂；
（3）将改性HDPE树脂、纳米二氧化钛、纳米碳酸钙混合均匀后，挤压流延成膜，即得到改性HDPE树脂薄膜。
优选的，步骤（1）中，所述HDPE树脂、去离子水和丙烯酰胺单体的质量比为1-5:60-100:2-6。
优选的，步骤（1）中，辐照剂量为10-30kGy；辐照剂量率为0.2-2kGy/h。
优选的，步骤（2）中，聚丙烯酰胺改性HDPE树脂、端乙烯基聚二甲基硅氧烷和乙烯基辅助接枝单体的质量比为80-100:20-40:3-8。
优选的，步骤（2）中，所述乙烯基辅助接枝单体为苯乙烯。
优选的，步骤（2）中，熔融挤出温度为180-230℃。
优选的，步骤（3）中，所述改性HDPE树脂、纳米二氧化钛和纳米碳酸钙的质量比为60-100:5-10:3-6。
本发明还提供上述功能性墙布的制备方法，包括如下步骤：将表层面料、改性HDPE树脂薄膜和底层面料按顺序依次层叠放置后，通过复合机中的引布带送入到热压辊中，得到复合布料，再将复合布料通过引布带送入冷却辊中进行冷却，即得到功能性墙布。
优选的，热压辊的温度为130-150℃，压力为5-8kPa。
优选的，冷却辊的冷却温度为20-25℃。
优选的，所述表层面料材质为涤纶、锦纶、腈纶中的一种或多种。
优选的，所述底层面料材质为涤纶、锦纶、腈纶中的一种或多种。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
（1）在高能射线的作用下，HDPE树脂和丙烯酰胺单体可以产生大量的自由基，发生聚合反应和交联反应，进而得到聚丙烯酰胺改性HDPE树脂；然后以聚丙烯酰胺改性HDPE树脂为基体，端乙烯基聚二甲基硅氧烷为接枝体，先将基体进行辐照处理，并在乙烯基辅助接枝单体的配合下，将端乙烯基聚二甲基硅氧烷接枝在HDPE树脂上，得到改性HDPE树脂。
（2）HDPE树脂具有良好的耐磨性、电绝缘性、韧性及耐寒性，但其耐老化和力学性能差，聚丙烯酰胺具有强度高的特点，将其接枝在HDPE树脂上，可以较好改善HDPE树脂的力学强度，端乙烯基聚二甲基硅氧烷具有良好的耐候、耐老化和抗紫外线性能，将其接枝在HDPE树脂上，能够明显提高HDPE树脂的耐候和耐老化性能，并且与聚丙烯酰胺协同作用，共同提高HDPE树脂的力学强度。
具体实施方式
以下通过具体较佳实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不仅限于以下的实施例。
需要说明的是，无特殊说明外，本发明中涉及到的化学试剂均通过商业渠道购买。
本实施例中所采用的HDPE树脂购自东莞市嘉嘉塑料原料有限公司，型号：5000S；
所采用的纳米二氧化钛的粒径为30-60nm；所采用的纳米碳酸钙的粒径为20-50nm。
实施例1
一种功能性墙布的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备聚丙烯酰胺改性HDPE树脂：将10gHDPE树脂均匀分散在1000g去离子水中，加入12g丙烯酰胺单体，超声分散均匀，然后向溶液中通入氮气除去混合液中的氧气，密封后送入钴60辐照室辐射，其中辐照剂量为10kGy，辐照剂量率为0.2kGy/h，辐照完毕后，将反应产物进行过滤，洗涤，干燥，即得到聚丙烯酰胺改性HDPE树脂；
（2）制备改性HDPE树脂：将10g聚丙烯酰胺改性HDPE树脂送入钴60辐照室辐射，其中辐照剂量为30kGy，辐照剂量率为0.5kGy/h，然后与4g端乙烯基聚二甲基硅氧烷和0.5g乙烯基辅助接枝单体熔融挤出，得到改性HDPE树脂；
（3）制备改性HDPE树脂薄膜：将80g改性HDPE树脂、5g纳米二氧化钛、4g纳米碳酸钙混合均匀后，挤压流延成膜，即得到改性HDPE树脂薄膜；
（4）制备功能性墙布：将材质为涤纶的表层面料、改性HDPE树脂薄膜和材质为涤纶的底层面料按顺序依次层叠放置后，通过复合机中的引布带送入到热压辊中，热压辊的温度为135℃，压力为6kPa，得到复合布料，再将复合布料通过引布带送入冷却辊中进行冷却，冷却温度为25℃，即得到功能性墙布。
实施例2
一种功能性墙布的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备聚丙烯酰胺改性HDPE树脂：将15gHDPE树脂均匀分散在1000g去离子水中，加入20g丙烯酰胺单体，超声分散均匀，然后向溶液中通入氮气除去混合液中的氧气，密封后送入钴60辐照室辐射，其中辐照剂量为30kGy，辐照剂量率为0.5kGy/h，辐照完毕后，将反应产物进行过滤，洗涤，干燥，即得到聚丙烯酰胺改性HDPE树脂；
（2）制备改性HDPE树脂：将20g聚丙烯酰胺改性HDPE树脂送入钴60辐照室辐射，其中辐照剂量为30kGy，辐照剂量率为0.5kGy/h，然后与8g端乙烯基聚二甲基硅氧烷和2g乙烯基辅助接枝单体熔融挤出，得到改性HDPE树脂；
（3）制备改性HDPE树脂薄膜：将80g改性HDPE树脂、8g纳米二氧化钛、5g纳米碳酸钙混合均匀后，挤压流延成膜，即得到改性HDPE树脂薄膜；
（4）制备功能性墙布：将材质为涤纶的表层面料、改性HDPE树脂薄膜和材质为涤纶的底层面料按顺序依次层叠放置后，通过复合机中的引布带送入到热压辊中，热压辊的温度为130℃，压力为6kPa，得到复合布料，再将复合布料通过引布带送入冷却辊中进行冷却，冷却温度为25℃，即得到功能性墙布。
实施例3
一种功能性墙布的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备聚丙烯酰胺改性HDPE树脂：将15gHDPE树脂均匀分散在1000g去离子水中，加入25g丙烯酰胺单体，超声分散均匀，然后向溶液中通入氮气除去混合液中的氧气，密封后送入钴60辐照室辐射，其中辐照剂量为30kGy，辐照剂量率为0.6kGy/h，辐照完毕后，将反应产物进行过滤，洗涤，干燥，即得到聚丙烯酰胺改性HDPE树脂；
（2）制备改性HDPE树脂：将20g聚丙烯酰胺改性HDPE树脂送入钴60辐照室辐射，其中辐照剂量为30kGy，辐照剂量率为0.5kGy/h，然后与5g端乙烯基聚二甲基硅氧烷和2g乙烯基辅助接枝单体熔融挤出，得到改性HDPE树脂；
（3）制备改性HDPE树脂薄膜：将90g改性HDPE树脂、8g纳米二氧化钛、6g纳米碳酸钙混合均匀后，挤压流延成膜，即得到改性HDPE树脂薄膜；
（4）制备功能性墙布：将材质为涤纶的表层面料、改性HDPE树脂薄膜和材质为涤纶的底层面料按顺序依次层叠放置后，通过复合机中的引布带送入到热压辊中，热压辊的温度为135℃，压力为6kPa，得到复合布料，再将复合布料通过引布带送入冷却辊中进行冷却，冷却温度为20℃，即得到功能性墙布。
实施例4
一种功能性墙布的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备聚丙烯酰胺改性HDPE树脂：将15gHDPE树脂均匀分散在1000g去离子水中，加入30g丙烯酰胺单体，超声分散均匀，然后向溶液中通入氮气除去混合液中的氧气，密封后送入钴60辐照室辐射，其中辐照剂量为30kGy，辐照剂量率为0.6kGy/h，辐照完毕后，将反应产物进行过滤，洗涤，干燥，即得到聚丙烯酰胺改性HDPE树脂；
（2）制备改性HDPE树脂：将20g聚丙烯酰胺改性HDPE树脂送入钴60辐照室辐射，其中辐照剂量为30kGy，辐照剂量率为0.5kGy/h，然后与6g端乙烯基聚二甲基硅氧烷和2g乙烯基辅助接枝单体熔融挤出，得到改性HDPE树脂；
（3）制备改性HDPE树脂薄膜：将100g改性HDPE树脂、10g纳米二氧化钛、5g纳米碳酸钙混合均匀后，挤压流延成膜，即得到改性HDPE树脂薄膜；
（4）制备功能性墙布：将材质为涤纶的表层面料、改性HDPE树脂薄膜和材质为涤纶的底层面料按顺序依次层叠放置后，通过复合机中的引布带送入到热压辊中，热压辊的温度为135℃，压力为6kPa，得到复合布料，再将复合布料通过引布带送入冷却辊中进行冷却，冷却温度为25℃，即得到功能性墙布。
对比例1
一种功能性墙布的制备方法，包括如下步骤：
（1）制备HDPE树脂薄膜：将80g HDPE树脂、8g纳米二氧化钛、5g纳米碳酸钙混合均匀后，挤压流延成膜，即得到HDPE树脂薄膜；
（2）制备功能性墙布：将材质为涤纶的表层面料、HDPE树脂薄膜和材质为涤纶的底层面料按顺序依次层叠放置后，通过复合机中的引布带送入到热压辊中，热压辊的温度为130℃，压力为6kPa，得到复合布料，再将复合布料通过引布带送入冷却辊中进行冷却，冷却温度为25℃，即得到功能性墙布。
将实施例1-4和对比例1所制备的墙布进行性能测试，具体测试方法如下：
防水性能测试：参照GB/T 4744-2013静水压法进行测试；
拉伸强度：参照GB/T1040.1-2018标准进行测试；
屈服强度：参照GB/T1040.1-2018标准进行测试；
冲击强度：参照GB/T1043.2-2018标准进行测试；
耐老化性能：在紫外光下老化2000h，测试拉伸强度保持率；
测试结果如下表所示：
从表中可以看出，本实施例所制备的墙布具有良好的防水性能，其拉伸强度、屈服强度和冲击强度均有明显提高，在紫外光下老化后，仍能保持良好的拉伸强度，耐老化性能大幅提高。
最后需要说明的是：以上实施例不以任何形式限制本发明。对本领域技术人员来说，在本发明基础上，可以对其作一些修改和改进。因此，凡在不偏离本发明精神的基础上所做的任何修改或改进，均属于本发明要求保护的范围之内。

Claims (4)

1.一种功能性墙布，包括底层面料、中间层和表层面料，其特征在于，所述中间层为改性HDPE树脂薄膜，所述改性HDPE树脂薄膜的制备方法，包括如下步骤：
（1）将HDPE树脂均匀分散在去离子水中，加入丙烯酰胺单体，超声分散均匀，然后向溶液中通入氮气除去混合液中的氧气，密封后送入钴60辐照室辐射，辐照完毕后，将反应产物进行过滤，洗涤，干燥，即得到聚丙烯酰胺改性HDPE树脂；
（2）聚丙烯酰胺改性HDPE树脂经辐照源辐照后，与端乙烯基聚二甲基硅氧烷和乙烯基辅助接枝单体熔融挤出，得到改性HDPE树脂；
（3）将改性HDPE树脂、纳米二氧化钛、纳米碳酸钙混合均匀后，挤压流延成膜，即得到改性HDPE树脂薄膜；
步骤（1）中，所述HDPE树脂、去离子水和丙烯酰胺单体的质量比为1-5:60-100:2-6；
步骤（2）中，聚丙烯酰胺改性HDPE树脂、端乙烯基聚二甲基硅氧烷和乙烯基辅助接枝单体的质量比为80-100:20-40:3-8，所述乙烯基辅助接枝单体为苯乙烯；
步骤（3）中，所述改性HDPE树脂、纳米二氧化钛和纳米碳酸钙的质量比为60-100:5-10:3-6；
步骤（1）中，辐照剂量为10-30kGy；辐照剂量率为0.2-2kGy/h；
步骤（2）中，熔融挤出温度为180-230℃。
2.一种如权利要求1所述功能性墙布的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将表层面料、改性HDPE树脂薄膜和底层面料按顺序依次层叠放置后，通过复合机中的引布带送入到热压辊中，得到复合布料，再将复合布料通过引布带送入冷却辊中进行冷却，即得到功能性墙布。
3.根据权利要求2所述功能性墙布的制备方法，其特征在于，热压辊的温度为130-150℃，压力为5-8kPa。
4.根据权利要求2所述功能性墙布的制备方法，其特征在于，冷却辊的冷却温度为20-25℃。
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