CN115287943B - 一种抗菌型耐磨装饰纸及其制备方法 - Google Patents

一种抗菌型耐磨装饰纸及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于装饰材料技术领域，具体涉及一种抗菌型耐磨装饰纸及其制备方法。在制备本发明研制的产品时，包括功能填料的制备：将多孔氧化铝和空心氧化锌球磨混合，以使空心氧化锌破碎并吸附至多孔氧化铝表面，过筛，以去除细粉，得功能填料；其中，所述多孔氧化铝的D50为60‑80μm；所述空心氧化锌的D50为200‑300nm；打浆：将木浆经磨浆机打浆至打浆度为20‑25°SR，得叩后木浆；造纸：按重量份数计，依次取120‑140份叩后木浆，6‑10份功能填料，1‑3份湿强剂，2‑4份聚丙烯酰胺，1‑2份硫酸铝，搅拌混合均匀，得混合浆料；再将所得混合浆料抄造成湿纸后，压榨脱水，干燥，即得抗菌型耐磨装饰纸。本发明所得产品具有优异的耐磨和抗菌性能。

Description

一种抗菌型耐磨装饰纸及其制备方法
技术领域
本发明属于装饰材料技术领域。更具体地，涉及一种抗菌型耐磨装饰纸及其制备方法。
背景技术
随着家居装饰市场的发展和人们生活水平的提高，地面装饰材料正向多样化发展。木地板以其美观、耐磨、实用、易清洗等特点迅速占领了铺地材料市场的半壁江山。木地板包括实木地板和强化木地板。两者因基材不同，而结构大不相同。
强化木地板又称浸渍纸层压木质地板，由四层复合而成，从上至下依次为：耐磨层、装饰层、基材层和平衡层。耐磨层是一层经树脂浸渍的耐磨纸，坚硬耐磨且透明度好。
耐磨层即为强化木地板的外表层，通常是耐磨原纸经三聚氰胺树脂浸渍而成。强化木地板的耐磨性能主要取决于表层耐磨纸。而表层耐磨纸之所以具有耐磨性能，主要是由于在纸表面或纸中附有耐磨材料—氧化铝。另外，随着对家装要求的提高，兼具抗菌性能的产品得到市场的普遍认可；而抗菌能力的加持，往往来自于抗菌填料的添加，然而，常用的稳定且抗菌性能好的一般为无级抗菌材料。
对于无机抗菌材料，例如纳米氧化锌，其单一直接使用容易团聚，分散性的不良，容易导致制造后产品的抗菌性能不良，而过量的添加则引起耐磨纸自身的耐磨性能下降；因此，如何调控抗菌组分在纸张中的分散，以改善产品抗菌性能，并且不破坏纸张的耐磨性能，成为本领域急需解决的技术难题之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有地板用耐磨纸在功能化过程中，抗菌组分难以有效均匀分散，并且容易影响产品本身的耐磨性能的缺陷和不足，提供一种抗菌型耐磨装饰纸及其制备方法。
本发明的目的是提供一种抗菌型耐磨装饰纸的制备方法。
本发明另一目的是提供一种抗菌型耐磨装饰纸。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种抗菌型耐磨装饰纸的制备方法，具体制备步骤包括：
功能填料的制备：
将多孔氧化铝和空心氧化锌球磨混合，以使空心氧化锌破碎并吸附至多孔氧化铝表面，过筛，以去除细粉，得功能填料；
其中，所述多孔氧化铝的D50为60-80μm；
所述空心氧化锌的D50为200-300nm；
上述技术方案通过采用以氧化铝为耐磨介质，而氧化锌作为抗菌材料，并且，采用多孔结构的氧化铝和空心结构的氧化锌共同混合球磨，在此过程中，空心结构的氧化锌被破碎形成碎片，碎片可以有效被氧化铝的多孔结构吸附并填充其中，如此，不仅可以实现对氧化锌的进一步细化，以此提升其抗菌能力，并且，得益于氧化铝孔隙的吸附固定，可以避免单一过细氧化锌的自身团聚引起的抗菌能力下降；
打浆：
将木浆经磨浆机打浆至打浆度为20-25°SR，得叩后木浆；
造纸：
按重量份数计，依次取120-140份叩后木浆，6-10份功能填料，1-3份湿强剂，2-4份聚丙烯酰胺，1-2份硫酸铝，搅拌混合均匀，得混合浆料；
再将所得混合浆料抄造成湿纸后，压榨脱水，干燥，即得抗菌型耐磨装饰纸。
进一步的，所述多孔氧化铝的孔隙率为20-25％。
上述方案通过合理控制多孔氧化铝的孔隙率，一方面，多高的孔隙率容易导致氧化铝的耐磨性能下降，过低的孔隙率则无法有效吸附固定破碎后的氧化锌；另一方面，上述孔隙率范围内的氧化铝，其表面部分未分布有孔隙的部分保留原始平滑的表面，而分布有孔隙的部分由于表面吸附固定有氧化锌碎片，因此其表面形貌发生变化，倾向于随碎片的状态和形貌构成行的表面形态，该形态往往是不平整的，在抄造造纸过程中，不平整的表面容易和纸张纤维之间形成相互卡接牵制，有利于填料颗粒在纤维表面形成牢固的吸附固定，避免填料在产品制备和使用过程中过度流失而引起产品耐磨和抗菌性能下降。
进一步的，所述功能填料的制备还包括：在所述球磨混合后，采用目数为300-400目的筛网进行筛分，去除筛下的细粉，收集筛上的粗粉，以得到所述功能填料。
进一步的，所述空心氧化锌包括吸附于空心的聚苯乙烯丙烯酸模板表面的氧化锌；
所述空心氧化锌的制备步骤包括：
以聚苯乙烯丙烯酸微球为模板，水溶性锌盐为原料，氨水为沉淀剂，先将聚苯乙烯丙烯酸微球分散于水溶性锌盐溶液中，再滴加氨水调节pH，以在聚苯乙烯丙烯酸表面吸附氢氧化锌，再经过滤，洗涤，干燥和焙烧，得空心氧化锌。
上述方案基于以聚苯乙烯丙烯酸微球为模板，在此过程中，趋向于随模板形成球形或类球形的空心氧化锌结构，而之所以选择氧化锌作为抗菌组分，除了其具有优异且稳定的抗菌性能之外，还基于其前驱体氢氧化锌可以在125℃以上即会发生脱水分解形成氧化锌，而此时聚苯乙烯丙烯酸微球可以尽可能的保存其稳定的球形或类球形的空心结构，该结构的妥善保存，可以使得其在球磨过程中，形成的碎片大量为弧形的碎片段，从而在氧化铝表面吸附固定时，容易形成弧形的包覆面，或翘曲的弧形段落，平台的包覆面可以和氧化铝的非孔隙部分共同构筑纸张平滑的表面，而翘曲的段落则倾向于和纤维之间卡接形成牢固的结合。
进一步的，所述水溶性锌盐选自硫酸锌、氯化锌或硝酸锌中的任意一种。
进一步的，所述焙烧为：于氮气气氛条件下，于温度为125-135℃条件下，保温焙烧。
一种抗菌耐磨装饰纸，采用如上所述的制备方法制备得到。
具体实施方式
以下结合具体实施例来进一步说明本发明，但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明，以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1
将水溶性锌盐和水按质量比为1：8混合后，搅拌溶解，得到锌盐溶液；随后向锌盐溶液中添加锌盐溶液质量10％的聚苯乙烯丙烯酸乳液，其中，聚苯乙烯丙烯酸乳液的固含量为40％；分散均匀后，滴加氨水，调节pH至8.0，随后继续于温度为35℃，搅拌转速为200r/min条件下，恒温搅拌反应2h，再经静置2h，通过调节反应的pH，反应温度和反应时间等条件参数，以调节前驱体粒径，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为80℃条件下干燥至恒重，再将干燥后的滤饼转入管式炉中，于氮气气氛条件下，于温度为125℃条件下，保温焙烧3h后，随炉冷却至室温，出料，筛分得到D50为200nm的空心氧化锌；
所述水溶性锌盐选自硝酸锌；
将空心氧化锌和多孔氧化铝按照质量比为1：5混合倒入球磨罐中，并向球磨罐中加入多孔氧化铝质量0.2倍的助磨剂乙二醇，并按球料质量比为20：1加入氧化锆球磨珠，于自转转速为300r/min，公转转速为400r/min条件下，球磨混合30min后，采用目数为300目的筛网进行筛分，去除筛下的细粉，收集筛上的粗粉，得功能填料；
其中，所述多孔氧化铝的D50为60μm；孔隙率为20％；
将商品木浆按照碎解浓度为3％进行碎解，随后经磨浆机打浆至打浆度为20°SR，得叩后木浆；
按重量份数计，依次取120份叩后木浆，6份功能填料，1份PPE湿强剂，2份聚丙烯酰胺，1份硫酸铝，于温度为55℃条件下，用搅拌器以400r/min搅拌混合2h，得混合浆料；
再将所得混合浆料泵送至流浆箱，经斜网脱水形成湿纸料，随后将湿纸料于压力为0.2MPa条件下，压榨脱水，干燥，即得抗菌型耐磨装饰纸。
实施例2
将水溶性锌盐和水按质量比为1：9混合后，搅拌溶解，得到锌盐溶液；随后向锌盐溶液中添加锌盐溶液质量15％的聚苯乙烯丙烯酸乳液，其中，聚苯乙烯丙烯酸乳液的固含量为42％；分散均匀后，滴加氨水，调节pH至8.2，随后继续于温度为37℃，搅拌转速为300r/min条件下，恒温搅拌反应3h，再经静置3h，通过调节反应的pH，反应温度和反应时间等条件参数，以调节前驱体粒径，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为85℃条件下干燥至恒重，再将干燥后的滤饼转入管式炉中，于氮气气氛条件下，于温度为128℃条件下，保温焙烧4h后，随炉冷却至室温，出料，筛分得到D50为260nm的空心氧化锌；
所述水溶性锌盐选自氯化锌；
将空心氧化锌和多孔氧化铝按照质量比为1：7混合倒入球磨罐中，并向球磨罐中加入多孔氧化铝质量0.3倍的助磨剂乙二醇，并按球料质量比为25：1加入氧化锆球磨珠，于自转转速为350r/min，公转转速为500r/min条件下，球磨混合40min后，采用目数为400目的筛网进行筛分，去除筛下的细粉，收集筛上的粗粉，得功能填料；
其中，所述多孔氧化铝的D50为70μm；孔隙率为22％；
将商品木浆按照碎解浓度为4％进行碎解，随后经磨浆机打浆至打浆度为22°SR，得叩后木浆；
按重量份数计，依次取130份叩后木浆，8份功能填料，2份PPE湿强剂，3份聚丙烯酰胺，2份硫酸铝，于温度为60℃条件下，用搅拌器以500r/min搅拌混合3h，得混合浆料；
再将所得混合浆料泵送至流浆箱，经斜网脱水形成湿纸料，随后将湿纸料于压力为0.25MPa条件下，压榨脱水，干燥，即得抗菌型耐磨装饰纸。
实施例3
将水溶性锌盐和水按质量比为1：10混合后，搅拌溶解，得到锌盐溶液；随后向锌盐溶液中添加锌盐溶液质量20％的聚苯乙烯丙烯酸乳液，其中，聚苯乙烯丙烯酸乳液的固含量为45％；分散均匀后，滴加氨水，调节pH至8.5，随后继续于温度为45℃，搅拌转速为400r/min条件下，恒温搅拌反应4h，再经静置4h，通过调节反应的pH，反应温度和反应时间等条件参数，以调节前驱体粒径，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为90℃条件下干燥至恒重，再将干燥后的滤饼转入管式炉中，于氮气气氛条件下，于温度为135℃条件下，保温焙烧5h后，随炉冷却至室温，出料，筛分得到D50为300nm的空心氧化锌；
所述水溶性锌盐选自硫酸锌；
将空心氧化锌和多孔氧化铝按照质量比为1：10混合倒入球磨罐中，并向球磨罐中加入多孔氧化铝质量0.4倍的助磨剂乙二醇，并按球料质量比为30：1加入氧化锆球磨珠，于自转转速为400r/min，公转转速为600r/min条件下，球磨混合50min后，采用目数为400目的筛网进行筛分，去除筛下的细粉，收集筛上的粗粉，得功能填料；
其中，所述多孔氧化铝的D50为80μm；孔隙率为25％；
将商品木浆按照碎解浓度为5％进行碎解，随后经磨浆机打浆至打浆度为25°SR，得叩后木浆；
按重量份数计，依次取140份叩后木浆，10份功能填料，3份PPE湿强剂，4份聚丙烯酰胺，2份硫酸铝，于温度为65℃条件下，用搅拌器以600r/min搅拌混合4h，得混合浆料；
再将所得混合浆料泵送至流浆箱，经斜网脱水形成湿纸料，随后将湿纸料于压力为0.3MPa条件下，压榨脱水，干燥，即得抗菌型耐磨装饰纸。
实施例4
本实施例和实施例1相比，区别在于：采用等质量的质量分数为3％的聚乙烯醇溶液替代聚苯乙烯丙烯酸乳液，其余条件保持不变。
实施例5
本实施例和实施例1相比，区别在于：所述多孔氧化铝的孔隙率为16％，其余条件保持不变。
实施例6
本实施例和实施例1相比，区别在于：所述多孔氧化铝的孔隙率为27％，其余条件保持不变。
对比例1
将水溶性锌盐和水按质量比为1：8混合后，搅拌溶解，得到锌盐溶液，再向溶液中滴加氨水，调节pH至8.0，随后继续于温度为35℃，搅拌转速为200r/min条件下，恒温搅拌反应2h，再经静置2h，通过调节反应的pH，反应温度和反应时间等条件参数，以调节前驱体粒径，过滤，收集滤饼，并用去离子水洗涤滤饼直至洗涤液呈中性，再将洗涤后的滤饼转入烘箱中，于温度为80℃条件下干燥至恒重，再将干燥后的滤饼转入管式炉中，于氮气气氛条件下，于温度为125℃条件下，保温焙烧3h后，随炉冷却至室温，出料，筛分得到D50为200nm的氧化锌；
所述水溶性锌盐选自硝酸锌；
将氧化锌和多孔氧化铝按照质量比为1：5搅拌混合均匀，得功能填料；
其中，所述多孔氧化铝的D50为60μm；孔隙率为20％；
将商品木浆按照碎解浓度为3％进行碎解，随后经磨浆机打浆至打浆度为20°SR，得叩后木浆；
按重量份数计，依次取120份叩后木浆，6份功能填料，1份PPE湿强剂，2份聚丙烯酰胺，1份硫酸铝，于温度为55℃条件下，用搅拌器以400r/min搅拌混合2h，得混合浆料；
再将所得混合浆料泵送至流浆箱，经斜网脱水形成湿纸料，随后将湿纸料于压力为0.2MPa条件下，压榨脱水，干燥，即得抗菌型耐磨装饰纸。
对实施例1-6及对比例1所得产品浸渍三聚氰胺胶液，然后用玻璃棒刮去多余胶液，经干燥后，至于热压机中，于压力为20MPa，温度为145℃条件下，保温保压15min后，冷却，出料，再进行性能测试，具体测试方法和测试结果如下所述：
耐磨性能：参照GB7911.7-87标准方法，用JM-Ⅲ型漆膜磨耗仪测定，具体测试结果如表1所述；
抗菌性能测试：
称取12g蛋白胨，2g牛肉膏粉，3g氯化钠，15g琼脂，200g水，放入烧杯中，将烧杯放在万用炉上加热，用玻璃棒搅拌直至溶质溶解，调节Ph至中性后，用去离子水定容至1L，分装入三个锥形瓶中，用棉塞塞住并用报纸包住瓶口，与所用的平板培养皿、镊子、玻璃棒、接种环一起在121℃高压灭菌20min。灭菌后开始倒平板，冷却至50℃左右，将培养基迅速倒入无菌平板培养皿中，每个培养皿倒入约2/3的培养基，盖上培养皿盖后，轻轻摇动培养皿，使培养基均匀分布，平放在操作台上，待琼脂凝固后即制得平板，操作过程均为无菌环境；
用灭菌后的接种环，将大肠杆菌均匀接种于凝固的培养基上，然后将抗菌纸放置于培养基表面，将培养基放置于微生物培养箱，在温度30℃、湿度90％环境下培养48h后观察，并将抗菌实验后所得抑菌环直径从不同角度测量3次，取其平均值，具体测试结果如表1所示；
表1：产品性能测试结果
由表1测试结果可知，本发明所得产品可以有效兼顾产品的耐磨和抗菌性能。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种抗菌型耐磨装饰纸的制备方法，其特征在于，具体制备步骤包括：
功能填料的制备：
将多孔氧化铝和空心氧化锌球磨混合，以使空心氧化锌破碎并吸附至多孔氧化铝表面，采用目数为300-400目的筛网进行筛分，去除筛下的细粉，收集筛上的粗粉，得功能填料；
其中，所述多孔氧化铝的D50为60-80μm；
所述空心氧化锌的D50为200-300nm；
打浆：
将木浆经磨浆机打浆至打浆度为20-25°SR，得叩后木浆；
造纸：
按重量份数计，依次取120-140份叩后木浆，6-10份功能填料，1-3份湿强剂，2-4份聚丙烯酰胺，1-2份硫酸铝，搅拌混合均匀，得混合浆料；
再将所得混合浆料抄造成湿纸后，压榨脱水，干燥，即得抗菌型耐磨装饰纸。
2.根据权利要求1所述的一种抗菌耐磨装饰纸的制备方法，其特征在于，所述多孔氧化铝的孔隙率为20-25%。
3.根据权利要求1所述的一种抗菌耐磨装饰纸的制备方法，其特征在于，所述空心氧化锌包括吸附于空心的聚苯乙烯丙烯酸模板表面的氧化锌；
所述空心氧化锌的制备步骤包括：
以聚苯乙烯丙烯酸微球为模板，水溶性锌盐为原料，氨水为沉淀剂，先将聚苯乙烯丙烯酸微球分散于水溶性锌盐溶液中，再滴加氨水调节pH，以在聚苯乙烯丙烯酸表面吸附氢氧化锌，再经过滤，洗涤，干燥和焙烧，得空心氧化锌。
4.根据权利要求3所述的一种抗菌耐磨装饰纸的制备方法，其特征在于，所述水溶性锌盐选自硫酸锌、氯化锌或硝酸锌中的任意一种。
5.根据权利要求3所述的一种抗菌耐磨装饰纸的制备方法，其特征在于所述焙烧为：于氮气气氛条件下，于温度为125-135℃条件下，保温焙烧。
6.一种抗菌耐磨装饰纸，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的制备方法制备得到。
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