壁纸用水性涂料的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水性涂料，尤其是涉及一种具有抗菌功能的壁纸用水性涂料的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 壁纸，也称为墙纸壁纸、墙布，是一种用于裱糊墙面的室内装修材料，广泛用于住 宅、办公室、宾馆、酒店的室内装修等。材质不局限于纸，也包含其他材料。因为具有色彩多 样、图案丰富、豪华气派、安全环保、施工方便、价格适宜等多种其它室内装饰材料所无法比 拟的特点，故在欧美、日本等发达国家和地区得到相当程度的普及。壁纸分为很多类，如覆 膜壁纸、涂布壁纸、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。具有一定的强度、韧度、美观的外 表和良好的抗水性能。
[0003] 水性涂料是指后乳化乳液为成膜物配制的涂料，使溶剂型树脂溶在有机溶剂中， 然后在乳化剂的帮助下靠强烈的机械搅拌使树脂分散在水中形成乳液，称为后乳化乳液， 制成的涂料在施工中可用水来稀释。
[0004] 壁纸在生产过程中包括涂布、印刷、压纹及收卷包装等工序，成型的壁纸需要使用 水性涂料进行印刷，使其图案美观；目前，现有的壁纸用水性涂料存在诸多问题，包括功能 性单一，附着力差，着色性能差，严重影响壁纸的使用效果。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供壁纸用水性涂料的制备方法，第一方面，采用环保的方法 制备壁纸用水性涂料，通过醇解回收利用各类聚羟基丙烯酸酯类废料，实现废物利用，变废 为宝，显著降低了原料成本，带来可观的经济效益;第二方面，改变聚合过程，优化水性涂料 的耐水性能，耐酸性能及耐碱性能，具有更高的利用价值;第三方面，加入抗菌助剂，提高水 性涂料的抗菌性能，延迟其使用寿命。
[0006] 为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：
[0007] 壁纸用水性涂料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
[0008] (1)取收集的聚羟基丙烯酸酯类废料，将废料混合后投入到粉碎机中，粉碎ΙΟ-? 5min ， 获得碎料; 收集 、称量碎料后 ，将碎料加入到反应釜中 ，再称取乙 二醇、 二水乙 酸锌、 醋酸投入到反应釜中；然后对釜内环境抽真空后通氮气，开启搅拌器，加热至200_210°C，醇 解3-4h，醇解后提纯醇解产物得到混合的羟基丙烯酸酯类单体；
[0009] (2)取步骤(1)制得的羟基丙烯酸酯类单体5-6%，重新加入到洗净的反应釜内，并 在反应釜的夹套中通入冷媒，开启搅拌器，以600r/min的搅拌速率搅拌羟基丙烯酸酯类单 体;然后称取五氧化二磷，五氧化二磷的加入量与羟基丙烯酸酯类单体的加入量之比为3: (14-16)，将该五氧化二磷加入到反应釜中；五氧化二磷加入完毕后，将反应釜升温至150-165°C，反应20-30min后得到羟基磷酸酯；
[0010] (3)混合羟基磷酸酯及剩余的羟基丙烯酸酯类单体得到混合单体，将混合单体加 入到聚合釜内；同时，取1/4引发剂及去离子水加入到聚合釜内，引发剂的加入量为混合单 体加入量的1-2%;聚合釜逐渐升温至170°C，然后每30min升温，直到升温至220-230°C，保 温，定时测定反应液酸值，当酸值降到5.5-6.5mgK0H/g时，停止反应，得到中间体，干燥中间 体，备用；
[0011] (4)将中间体重新加入洗净的聚合釜内，再投入剩余的3/4引发剂、过氧化二异丙 苯及去离子水，向聚合釜内导入氮气并升温至245-263°C，恒温聚合15min，然后降温至120 °C，加入己二酸，升温至190_195°C，恒温反应12h;随后降温至85°C，恒温保存80min，向聚合 釜内滴加乳化剂，反应20min，直至出现反应液出现蓝光并基本无回流，降温至室温后出料 得到乳液；
[0012] (5)取分散剂、润湿剂、消泡剂加入到去离子水中，再投入搅拌器内，在搅拌器内加 入颜填料、乳液与之混合，搅拌后得一级乳液，出料备用；
[0013] (6)取氧化锌加入到二甲基甲酰胺中，再投入搅拌器内，以300r/min的搅拌速度搅 拌lOmin;搅拌lOmin后，加入一级乳液，搅拌速率升至1500r/min，搅拌30min，搅拌后得二级 乳液，出料备用；
[0014] (7)取增稠剂、流平剂及二级乳液，加入到搅拌器内混合，混合后得到水性涂料。
[0015] 优选后，步骤（1)中降压后通氮气的具体步骤为：首先对反应釜内进行抽真空5-lOmin，确保反应釜内的空气被抽干净，然后向聚合釜内通入氮气，使反应釜内的气压升至 10-15kpa。低压环境下，不仅加热速率快，易于控制，而且电耗低，节约成本;通过氮气后，聚 合釜内的气体成分单一，避免发生副反应或其他安全事故。
[0016] 优选后，步骤(1)中提纯醇解产物的具体步骤为:首先用沸水将醇解产物清洗出聚 合釜，用布氏漏斗对醇解产物进行抽滤，抽滤得到滤液;然后将滤液在5°C下冷藏24h，使混 合的羟基丙烯酸酯类单体充分结晶、析出;再次用布氏漏斗对滤液进行抽滤，得到混合的羟 基丙烯酸酯类单体。过滤速度快，提纯效果好，产物流失少。
[0017] 优选后，步骤(2)中加入五氧化二磷的具体步骤为:将该五氧化二磷均分为5份，依 次加入到反应釜中，加入间隔为5min。每份五氧化二磷均能够与羟基丙烯酸酯类单体充分 反应，与现有技术相比转化率更高，产物生成率更高，节约成本，带来巨大的经济效益。
[0018] 优选后，步骤（3)干燥中间体的具体步骤为：将中间体趁热倒入研钵碾磨至粉末 状，再放入烘箱中干燥2h后储存，备用。粉末状的中间体便于保存，不易流失。
[0019]优选后，步骤(5)中分散剂、润湿剂、消泡剂的加入量之比为3:3: (1-2)，分散剂、润 湿剂、消泡剂的总加入量为乳液质量的1.5-2 %。通过试验发现分散剂、润湿剂与消泡剂的 投入量在该范围内时，互溶效果最佳，对乳液的辅助效果也较为理想。
[0020] 优选后，步骤(5)中的具体过程为:取分散剂、润湿剂、消泡剂加入到去离子水中， 再投入搅拌器内，以800r/min的搅拌速度搅拌15min;搅拌15min后，加入颜填料，搅拌速率 升至1400r/min，搅拌20min;搅拌20min后，加入乳液继续搅拌15min，搅拌后得一级乳液，出 料备用。通过试验发现分散剂、润湿剂与消泡剂以上述步骤互溶速度最快，互溶性最佳。
[0021] 优选后，步骤(7)中增稠剂、流平剂的加入量之比为4:1，增稠剂、流平剂总的加入 量为二级乳液质量的〇 .8-1.3%。通过试验发现增稠剂及流平剂的投入量在该范围内时，互 溶效果最佳，对乳液的辅助效果也较为理想。
[0022] 优选后，步骤(7)中加入增稠剂、流平剂后，调节二级乳液的粘度在120-125KU，然 后静置24h，得到水性涂料。
[0023] 由于采用上述技术方案，具有一下有益效果：
[0024] 本发明为壁纸用水性涂料的制备方法，第一方面，采用环保的方法制备壁纸用水 性涂料，通过醇解回收利用各类聚羟基丙烯酸酯类废料，实现废物利用，变废为宝，显著降 低了原料成本，带来可观的经济效益;第二方面，改变聚合过程，优化水性涂料的耐水性能， 耐酸性能及耐碱性能，具有更高的利用价值;第三方面，加入抗菌助剂，提高水性涂料的抗 菌性能，延迟其使用寿命。具体有益效果表现为以下几点：
[0025] 1、聚羟基丙烯酸酯类的用途广泛，随着食品工业的发展，PET的用量还将不断增 加。虽然其本身无毒无害，但大量聚羟基丙烯酸酯类废料排放到环境中，且难以自然降解， 对环境造成了巨大的压力。生产过程中产生的边角料和不合格品等，相对集中且清洁，回收 相对而言比较容易。但是使用和消费后的PET废弃物含有大量外来杂质，收集和回收要难得 多。以聚羟基丙烯酸酯类废料为原料，采用醇解方法回收羟基丙烯酸酯类单体，不但可以减 少环境污染，而且还可以变废为宝，对保护环境和节约资源具有重要作用，符合节能环保的 生产理念，可带来巨大的经济和社会利益。
[0026] 2、羟基磷酸酯单体的功能性在于，羟基磷酸酯可以与墙纸反应生成羟基磷酸单酯 铁盐，形成致密的保护膜，这样磷酸醋就被牢固地连接到墙纸上，从而提高了水性涂料的附 着力。步骤(2)合成羟基磷酸酯的合成工艺简单，反应条件温和，设备要求低，而且成本低， 对环境无污染。
[0027] 3、先制备中间体，再以中间体为基础制备乳液，该种方法装备的乳液具有高性能， 包括耐水性、耐酸性及耐碱性;反应时间明显缩短，酯化率(转化率）明显提高，酸值降低迅 速，无需胺中和、固含量高、稳定性好。
[0028] 4、a、分散剂提升水性涂料的光泽，提高着色力及展色性，防止浮色发花降低粘度， 帮助水性涂料润湿与稳定;b、分散性能好，防止颜填料之间相互聚集，与乳液有相当好的相 容性，促进水性涂料的流动性。
[0029] 5、润湿剂降低水性涂料的表面张力，提高水性涂料的润湿性与渗透性。
[0030] 6、氧化锌溶于二甲基甲酰胺中，以二甲基甲酰胺为介质使氧化锌溶于乳液中，此 时氧化锌加入到水性涂料中；氧化锌无毒且抗菌性能优异，加入水性涂料后，该水性涂料具 备了抗菌、杀菌功能，可延迟墙纸的使用寿命。
【具体实施方式】
[0031] 本发明提供壁纸用水性涂料的制备方法，包括如下步骤：
[0032] (1)取收集的聚羟基丙烯酸酯类废料，将废料混合后投入到粉碎机中，粉碎ΙΟ-? 5min ， 获得碎料; 收集 、称量碎料后 ，将碎料加