壁紙用水性涂料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及水性涂料，尤其是涉及一種具有抗菌功能的壁紙用水性涂料的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 壁紙，也稱(chēng)為墻紙壁紙、墻布，是一種用于裱糊墻面的室內(nèi)裝修材料，廣泛用于住 宅、辦公室、賓館、酒店的室內(nèi)裝修等。材質(zhì)不局限于紙，也包含其他材料。因?yàn)榫哂猩识?樣、圖案豐富、豪華氣派、安全環(huán)保、施工方便、價(jià)格適宜等多種其它室內(nèi)裝飾材料所無(wú)法比 擬的特點(diǎn)，故在歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)得到相當(dāng)程度的普及。壁紙分為很多類(lèi)，如覆 膜壁紙、涂布壁紙、壓花壁紙等。通常用漂白化學(xué)木漿生產(chǎn)原紙，再經(jīng)不同工序的加工處理， 如涂布、印刷、壓紋或表面覆塑，最后經(jīng)裁切、包裝后出廠(chǎng)。具有一定的強(qiáng)度、韌度、美觀(guān)的外 表和良好的抗水性能。
[0003] 水性涂料是指后乳化乳液為成膜物配制的涂料，使溶劑型樹(shù)脂溶在有機(jī)溶劑中， 然后在乳化劑的幫助下靠強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌使樹(shù)脂分散在水中形成乳液，稱(chēng)為后乳化乳液， 制成的涂料在施工中可用水來(lái)稀釋。
[0004] 壁紙?jiān)谏a(chǎn)過(guò)程中包括涂布、印刷、壓紋及收卷包裝等工序，成型的壁紙需要使用 水性涂料進(jìn)行印刷，使其圖案美觀(guān)；目前，現(xiàn)有的壁紙用水性涂料存在諸多問(wèn)題，包括功能 性單一，附著力差，著色性能差，嚴(yán)重影響壁紙的使用效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供壁紙用水性涂料的制備方法，第一方面，采用環(huán)保的方法 制備壁紙用水性涂料，通過(guò)醇解回收利用各類(lèi)聚羥基丙烯酸酯類(lèi)廢料，實(shí)現(xiàn)廢物利用，變廢 為寶，顯著降低了原料成本，帶來(lái)可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益;第二方面，改變聚合過(guò)程，優(yōu)化水性涂料 的耐水性能，耐酸性能及耐堿性能，具有更高的利用價(jià)值;第三方面，加入抗菌助劑，提高水 性涂料的抗菌性能，延遲其使用壽命。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，采用如下技術(shù)方案：
[0007] 壁紙用水性涂料的制備方法，其特征在于包括如下步驟：
[0008] (1)取收集的聚羥基丙烯酸酯類(lèi)廢料，將廢料混合后投入到粉碎機(jī)中，粉碎ΙΟ-? 5min ， 獲得碎料; 收集 、稱(chēng)量碎料后 ，將碎料加入到反應(yīng)釜中 ，再稱(chēng)取乙 二醇、 二水乙 酸鋅、 醋酸投入到反應(yīng)釜中；然后對(duì)釜內(nèi)環(huán)境抽真空后通氮?dú)猓_(kāi)啟攪拌器，加熱至200_210°C，醇 解3-4h，醇解后提純醇解產(chǎn)物得到混合的羥基丙烯酸酯類(lèi)單體；
[0009] (2)取步驟(1)制得的羥基丙烯酸酯類(lèi)單體5-6%，重新加入到洗凈的反應(yīng)釜內(nèi)，并 在反應(yīng)釜的夾套中通入冷媒，開(kāi)啟攪拌器，以600r/min的攪拌速率攪拌羥基丙烯酸酯類(lèi)單 體;然后稱(chēng)取五氧化二磷，五氧化二磷的加入量與羥基丙烯酸酯類(lèi)單體的加入量之比為3: (14-16)，將該五氧化二磷加入到反應(yīng)釜中；五氧化二磷加入完畢后，將反應(yīng)釜升溫至150-165°C，反應(yīng)20-30min后得到羥基磷酸酯；
[0010] (3)混合羥基磷酸酯及剩余的羥基丙烯酸酯類(lèi)單體得到混合單體，將混合單體加 入到聚合釜內(nèi)；同時(shí)，取1/4引發(fā)劑及去離子水加入到聚合釜內(nèi)，引發(fā)劑的加入量為混合單 體加入量的1-2%;聚合釜逐漸升溫至170°C，然后每30min升溫，直到升溫至220-230°C，保 溫，定時(shí)測(cè)定反應(yīng)液酸值，當(dāng)酸值降到5.5-6.5mgK0H/g時(shí)，停止反應(yīng)，得到中間體，干燥中間 體，備用；
[0011] (4)將中間體重新加入洗凈的聚合釜內(nèi)，再投入剩余的3/4引發(fā)劑、過(guò)氧化二異丙 苯及去離子水，向聚合釜內(nèi)導(dǎo)入氮?dú)獠⑸郎刂?45-263°C，恒溫聚合15min，然后降溫至120 °C，加入己二酸，升溫至190_195°C，恒溫反應(yīng)12h;隨后降溫至85°C，恒溫保存80min，向聚合 釜內(nèi)滴加乳化劑，反應(yīng)20min，直至出現(xiàn)反應(yīng)液出現(xiàn)藍(lán)光并基本無(wú)回流，降溫至室溫后出料 得到乳液；
[0012] (5)取分散劑、潤(rùn)濕劑、消泡劑加入到去離子水中，再投入攪拌器內(nèi)，在攪拌器內(nèi)加 入顏填料、乳液與之混合，攪拌后得一級(jí)乳液，出料備用；
[0013] (6)取氧化鋅加入到二甲基甲酰胺中，再投入攪拌器內(nèi)，以300r/min的攪拌速度攪 拌lOmin;攪拌lOmin后，加入一級(jí)乳液，攪拌速率升至1500r/min，攪拌30min，攪拌后得二級(jí) 乳液，出料備用；
[0014] (7)取增稠劑、流平劑及二級(jí)乳液，加入到攪拌器內(nèi)混合，混合后得到水性涂料。
[0015] 優(yōu)選后，步驟（1)中降壓后通氮?dú)獾木唧w步驟為：首先對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)進(jìn)行抽真空5-lOmin，確保反應(yīng)釜內(nèi)的空氣被抽干凈，然后向聚合釜內(nèi)通入氮?dú)?，使反?yīng)釜內(nèi)的氣壓升至 10-15kpa。低壓環(huán)境下，不僅加熱速率快，易于控制，而且電耗低，節(jié)約成本;通過(guò)氮?dú)夂?，?合釜內(nèi)的氣體成分單一，避免發(fā)生副反應(yīng)或其他安全事故。
[0016] 優(yōu)選后，步驟(1)中提純醇解產(chǎn)物的具體步驟為:首先用沸水將醇解產(chǎn)物清洗出聚 合釜，用布氏漏斗對(duì)醇解產(chǎn)物進(jìn)行抽濾，抽濾得到濾液;然后將濾液在5°C下冷藏24h，使混 合的羥基丙烯酸酯類(lèi)單體充分結(jié)晶、析出;再次用布氏漏斗對(duì)濾液進(jìn)行抽濾，得到混合的羥 基丙烯酸酯類(lèi)單體。過(guò)濾速度快，提純效果好，產(chǎn)物流失少。
[0017] 優(yōu)選后，步驟(2)中加入五氧化二磷的具體步驟為:將該五氧化二磷均分為5份，依 次加入到反應(yīng)釜中，加入間隔為5min。每份五氧化二磷均能夠與羥基丙烯酸酯類(lèi)單體充分 反應(yīng)，與現(xiàn)有技術(shù)相比轉(zhuǎn)化率更高，產(chǎn)物生成率更高，節(jié)約成本，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
[0018] 優(yōu)選后，步驟（3)干燥中間體的具體步驟為：將中間體趁熱倒入研缽碾磨至粉末 狀，再放入烘箱中干燥2h后儲(chǔ)存，備用。粉末狀的中間體便于保存，不易流失。
[0019]優(yōu)選后，步驟(5)中分散劑、潤(rùn)濕劑、消泡劑的加入量之比為3:3: (1-2)，分散劑、潤(rùn) 濕劑、消泡劑的總加入量為乳液質(zhì)量的1.5-2 %。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)分散劑、潤(rùn)濕劑與消泡劑的 投入量在該范圍內(nèi)時(shí)，互溶效果最佳，對(duì)乳液的輔助效果也較為理想。
[0020] 優(yōu)選后，步驟(5)中的具體過(guò)程為:取分散劑、潤(rùn)濕劑、消泡劑加入到去離子水中， 再投入攪拌器內(nèi)，以800r/min的攪拌速度攪拌15min;攪拌15min后，加入顏填料，攪拌速率 升至1400r/min，攪拌20min;攪拌20min后，加入乳液繼續(xù)攪拌15min，攪拌后得一級(jí)乳液，出 料備用。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)分散劑、潤(rùn)濕劑與消泡劑以上述步驟互溶速度最快，互溶性最佳。
[0021] 優(yōu)選后，步驟(7)中增稠劑、流平劑的加入量之比為4:1，增稠劑、流平劑總的加入 量為二級(jí)乳液質(zhì)量的〇 .8-1.3%。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)增稠劑及流平劑的投入量在該范圍內(nèi)時(shí)，互 溶效果最佳，對(duì)乳液的輔助效果也較為理想。
[0022] 優(yōu)選后，步驟(7)中加入增稠劑、流平劑后，調(diào)節(jié)二級(jí)乳液的粘度在120-125KU，然 后靜置24h，得到水性涂料。
[0023] 由于采用上述技術(shù)方案，具有一下有益效果：
[0024] 本發(fā)明為壁紙用水性涂料的制備方法，第一方面，采用環(huán)保的方法制備壁紙用水 性涂料，通過(guò)醇解回收利用各類(lèi)聚羥基丙烯酸酯類(lèi)廢料，實(shí)現(xiàn)廢物利用，變廢為寶，顯著降 低了原料成本，帶來(lái)可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益;第二方面，改變聚合過(guò)程，優(yōu)化水性涂料的耐水性能， 耐酸性能及耐堿性能，具有更高的利用價(jià)值;第三方面，加入抗菌助劑，提高水性涂料的抗 菌性能，延遲其使用壽命。具體有益效果表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：
[0025] 1、聚羥基丙烯酸酯類(lèi)的用途廣泛，隨著食品工業(yè)的發(fā)展，PET的用量還將不斷增 加。雖然其本身無(wú)毒無(wú)害，但大量聚羥基丙烯酸酯類(lèi)廢料排放到環(huán)境中，且難以自然降解， 對(duì)環(huán)境造成了巨大的壓力。生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的邊角料和不合格品等，相對(duì)集中且清潔，回收 相對(duì)而言比較容易。但是使用和消費(fèi)后的PET廢棄物含有大量外來(lái)雜質(zhì)，收集和回收要難得 多。以聚羥基丙烯酸酯類(lèi)廢料為原料，采用醇解方法回收羥基丙烯酸酯類(lèi)單體，不但可以減 少環(huán)境污染，而且還可以變廢為寶，對(duì)保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源具有重要作用，符合節(jié)能環(huán)保的 生產(chǎn)理念，可帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)利益。
[0026] 2、羥基磷酸酯單體的功能性在于，羥基磷酸酯可以與墻紙反應(yīng)生成羥基磷酸單酯 鐵鹽，形成致密的保護(hù)膜，這樣磷酸醋就被牢固地連接到墻紙上，從而提高了水性涂料的附 著力。步驟(2)合成羥基磷酸酯的合成工藝簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和，設(shè)備要求低，而且成本低， 對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
[0027] 3、先制備中間體，再以中間體為基礎(chǔ)制備乳液，該種方法裝備的乳液具有高性能， 包括耐水性、耐酸性及耐堿性;反應(yīng)時(shí)間明顯縮短，酯化率(轉(zhuǎn)化率）明顯提高，酸值降低迅 速，無(wú)需胺中和、固含量高、穩(wěn)定性好。
[0028] 4、a、分散劑提升水性涂料的光澤，提高著色力及展色性，防止浮色發(fā)花降低粘度， 幫助水性涂料潤(rùn)濕與穩(wěn)定;b、分散性能好，防止顏填料之間相互聚集，與乳液有相當(dāng)好的相 容性，促進(jìn)水性涂料的流動(dòng)性。
[0029] 5、潤(rùn)濕劑降低水性涂料的表面張力，提高水性涂料的潤(rùn)濕性與滲透性。
[0030] 6、氧化鋅溶于二甲基甲酰胺中，以二甲基甲酰胺為介質(zhì)使氧化鋅溶于乳液中，此 時(shí)氧化鋅加入到水性涂料中；氧化鋅無(wú)毒且抗菌性能優(yōu)異，加入水性涂料后，該水性涂料具 備了抗菌、殺菌功能，可延遲墻紙的使用壽命。
【具體實(shí)施方式】
[0031] 本發(fā)明提供壁紙用水性涂料的制備方法，包括如下步驟：
[0032] (1)取收集的聚羥基丙烯酸酯類(lèi)廢料，將廢料混合后投入到粉碎機(jī)中，粉碎ΙΟ-? 5min ， 獲得碎料; 收集 、稱(chēng)量碎料后 ，將碎料加