CN104153241A - Pvc发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦pvc糊料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料，包括DOP、纳米氧化石墨烯、纳米三氧化二铝、钛白粉、降粘剂、有机硅复合粉末、PVC糊树脂、微球发泡剂、热稳定剂。本发明还公开了PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料的制备方法。本发明的优点在于，具有安全无毒，高硬、高韧、耐刮擦等特性，可广泛应用于各类公共及私人场所的室内装修与装饰。

Description

PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料及其制备方法，主要应用在墙面装饰材料技术领域。

背景技术

壁纸，也称为墙纸，它是一种应用广泛的室内装饰材料。因为壁纸具有风格多变、色彩多样、图案丰富、安全环保、施工方便、价格适宜、易于更换等多种其它室内装饰材料所无法比拟的特点，故在欧美、东南亚、日韩等发达国家和地区得到相当程度的普及。随着我国人民生活水平的提升，壁纸因其色彩与风格的多样性，而广受消费者的青睐，尤其是PVC壁纸，因其图案逼真，立体感强，装饰效果好，得到了越来越多追求个性的人们的推崇。

PVC壁纸(即表面主要采用聚氯乙烯糊树脂制备而成的壁纸)一般以纯纸、无纺布、石头纸等为基材，在基材表面采用凹印或丝网印刷一层或多层PVC糊料，再经着色、热固化(发泡)成型或压花冷却成型等工序加工而成。PVC壁纸的图案逼真，立体感强，装饰效果好，尤其是经过低/高发泡处理的壁纸，可以产生很强的立体感，可制作成各种逼真的纹理效果，如仿木纹、仿锦缎、仿瓷砖、仿雕花等，适合于几乎所有的室内场所。

PVC壁纸主要有三类：一是PVC胶面壁纸，其制备方法通常为在纸基表面涂敷一层PVC树脂，经印花、压花工艺制备而成；二是PVC发泡壁纸，根据发泡高度，又分为低发泡PVC壁纸和高发泡PVC壁纸，此类壁纸因其产品风格多变、图案立体感强最为热销；三是PVC功能壁纸，比如：具有防火、防水或除甲醛等功能的PVC壁纸，此类墙纸一般是向PVC糊料中加入一定比例的功能助剂，或选择不同的功能材料与PVC壁纸进行复合，从而使得PVC壁纸具有相应的功能。

但是传统的PVC壁纸，尤其是PVC发泡壁纸，存在硬度差、受力易坍塌、不耐刮擦等特点，也因此，PVC发泡壁纸的发展受到了很大的制约。传统的PVC发泡壁纸之所以存在上述问题，主要是由以下两大原因造成的：一、传统PVC发泡壁纸所用PVC糊树脂聚合度一般在950-1050，而这种聚合度的PVC糊树脂属于较低聚合度的PVC糊树脂，而较低聚合度的PVC糊树脂存在较低的硬度、较低的回弹性、较高的压缩永久变形性、较弱的拉伸强度及耐磨性较差等缺陷；二、传统PVC发泡壁纸其PVC糊料中，一般都会添加20-30％的无机填料，其最主要无机填料为重质碳酸钙、滑石粉及钛白粉，且所用无机填料的颗粒大小一般在400-1000目，尽管无机填料的加入可以节约一定的成本，且可少量提高整个体系的硬度及刚性，但是由于这些数微米乃至数十微米级的无机填料，与PVC糊树脂、DOP、降粘剂、发泡剂等高分子及有机材料，在化学结构和物理形态上存在显著差异，从而使得整个体系缺乏亲和性，也因此，导致整个PVC发泡体系强度及韧性的大幅度降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料及其制备方法，使用该PVC糊料制备的PVC发泡壁纸，相对于传统的PVC发泡壁纸，具有高硬度、高韧性，以及良好的耐刮擦性能。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料，以重量份其包括：

DOP100份、纳米氧化石墨烯0.15-0.40份、纳米三氧化二铝0.3-1.5份、钛白粉15-30份、降粘剂0-20份、有机硅复合粉末15-50份、PVC糊树脂130-220份、微球发泡剂5-25份、热稳定剂3-16份。

进一步地，上述DOP，其纯度≥99％，色度pt-co≤100。

进一步地，上述纳米氧化石墨烯，其纯度≥98％，片层厚度0.5-2nm，片层长度为100-800nm。

进一步地，上述纳米三氧化二铝，为γ型纳米三氧化二铝，其纯度≥98％，平均粒径为20nm，比表面积≥200m²/g。

进一步地，上述钛白粉，为金红石型钛白粉或锐钛型钛白粉，其颗粒大小为325-1250目。

进一步地，上述钛白粉为金红石型钛白粉，颗粒大小为800-1250目。

进一步地，上述降粘剂，为低沸点烷烃类混合物的9301或D80。

进一步地，上述有机硅复合粉末，为KMP-600型有机硅复合粉末，平均粒径为5μm。

进一步地，上述PVC糊树脂，其聚合度为1400-1700，具体为A-21、PSH-10或P440中的任意一种。

进一步地，上述微球发泡剂，为核壳结构发泡剂F-50、F-82D、CAP-170K、MSH550或F-78KD中的任意一种，外壳为热塑性丙烯酸树脂类聚合物，内核为低沸点烷烃组成的球状塑料颗粒，直径为10-50μm，发泡温度为110-180℃。

进一步地，上述热稳定剂为锌钾类热稳定剂的9004-6或钡锌类热稳定剂的Mark4847。

一种PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料的制备方法，步骤包括：

在常温常压下，往不锈钢搅拌釜内加入23-34wt％DOP、0.04-0.1wt％纳米氧化石墨烯、0.1-0.5wt％纳米三氧化二铝，于6000-10000r/min下高速分散10-20min，4-7wt％加入钛白粉、0-5wt％降粘剂、4-12wt％有机硅复合粉末，于3500-5000r/min下搅拌均匀，加入43-54wt％PVC糊树脂，于3000-4500r/min下搅拌均匀，加入2-6wt％微球发泡剂、1-4wt％热稳定剂，于2000-4500r/min下搅拌均匀，即得PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料。

首先，本发明优选了聚合度更高的PVC糊树脂，本发明所用PVC糊树脂的聚合度由传统PVC糊树脂的950-1050提高至1400-1700，由于所用PVC糊树脂聚合度的提高，其硬度、回弹性、拉伸强度、耐磨性能等均得以提高。

其次，本发明除了用于作为遮盖、着色、消色等用途使用的钛白粉外，其他传统PVC发泡壁纸所用的微米级无机填料均不使用，以此来增加PVC糊料体系的亲和性，保留PVC发泡体系良好的强度及韧性。

再次，为了提高PVC糊料的耐冲击性、韧性、分散性、润滑性及耐磨性，本发明在PVC糊料中添加了有机硅复合粉末，所用有机硅复合粉末是球状的有机硅橡胶表面披覆有机硅树脂的球状粉末，兼有有机硅橡胶和有机硅树脂粉末的特点，不仅可以提高PVC糊料的耐冲击性及分散性，还可以提高PVC糊料的韧性、润滑性及耐磨性能。

最后，大量的研究数据表明，纳米粒子填料对聚合物具有良好的增强增韧效果，但是不同的纳米粒子填料对不同的聚合物增强增韧效果是不一样的，若要对PVC糊料进行良好的增强增韧，必须选用与PVC糊料各组分具有良好相容性的纳米粒子填料，才能在最大程度上同时提升PVC糊料的附着力、硬度、强度、韧性、耐刮擦等性能。本发明特别选择添加了纳米氧化石墨烯和纳米三氧化二铝，所用纳米氧化石墨烯因其基面兼有羰基、羟基、羧基等功能基团，因此其在PVC糊料中，不仅具有良好的分散性，而且还兼有优越的相容性，所用纳米三氧化二铝为γ型纳米三氧化二铝，其纯度≥98％，平均粒径为20nm，比表面积≥200m²/g，因其粒度小、纯度高、比表面大等特点，因此其与PVC糊料各组分具有良好的相容性。本发明特别选择添加的纳米氧化石墨烯和γ型纳米三氧化二铝，不仅对PVC糊料具有良好的增强增韧效果，而且还能提高其附着力、硬度、耐刮擦性、致密性、光洁度、冷热疲劳、抗蠕变等性能。同时为了纳米粒子填料在PVC糊料中能更好的分散，以便达到更好的增强增韧等效果，本发明在PVC糊料的配制工艺上，采用先将纳米氧化石墨烯及纳米三氧化二铝在DOP中，于6000-10000r/min下超高速分散10-20min，然后再加入其他原料配制成糊料。

本发明的有益效果：具有安全无毒，高硬、高韧、耐刮擦等特性，可广泛应用于各类公共及私人场所的室内装修与装饰。

具体实施方式

下面根据实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

在常温常压下，往不锈钢搅拌釜内加入100重量份DOP、0.4重量份纳米氧化石墨烯、1.5重量份γ型纳米三氧化二铝，于10000r/min下高速分散15min，加入28重量份600目锐钛型钛白粉、20重量份降粘剂9301、48重量份KMP-600型有机硅复合粉末，于4500r/min下搅拌均匀，加入184重量份PVC糊树脂A-21，于3500r/min下搅拌均匀，加入24重量份微球发泡剂F-82D、16重量份热稳定剂Mark4847，于2500r/min下搅拌均匀，即得PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料。

将所得PVC糊料，采用两根30丝凹版印刷辊，叠加辊涂于无纺纸上，经预烘干、着色、发泡、成型、冷却、收卷等工序，制成PVC发泡壁纸。

上述PVC发泡壁纸的性能见附表1。

实施例2

在常温常压下，往不锈钢搅拌釜内加入100重量份DOP、0.2重量份纳米氧化石墨烯、0.8重量份γ型纳米三氧化二铝，于8000r/min下高速分散15min，加入20重量份800目金红石型钛白粉、20重量份降粘剂D80、20重量份KMP-600型有机硅复合粉末，于5000r/min下搅拌均匀，加入216重量份PVC糊树脂P440，于3000r/min下搅拌均匀，加入24重量份微球发泡剂F-50、12重量份热稳定剂9004-6，于2500r/min下搅拌均匀，即得PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料。

将所得PVC糊料，采用两根30丝凹版印刷辊，叠加辊涂于无纺纸上，经预烘干、着色、发泡、成型、冷却、收卷等工序，制成PVC发泡壁纸。

上述PVC发泡壁纸的性能见附表1。

实施例3

在常温常压下，往不锈钢搅拌釜内加入100重量份DOP、0.28重量份纳米氧化石墨烯、1.45重量份γ型纳米三氧化二铝，于10000r/min下高速分散12min，加入21重量份1250目金红石型钛白粉、35重量份KMP-600型有机硅复合粉末，于5000r/min下搅拌均匀，加入132重量份PVC糊树脂PSH-10，于4500r/min下搅拌均匀，加入10重量份微球发泡剂MSH550、5重量份热稳定剂9004-6，于4500r/min下搅拌均匀，即得PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料。

将所得PVC糊料，采用一根35丝凹版印刷辊，辊涂于无纺纸上，经预烘干、着色、发泡、成型、冷却、收卷等工序，制成PVC发泡壁纸。

上述PVC发泡壁纸的性能见附表1。

对比例1

在常温常压下，往不锈钢搅拌釜内加入100重量份DOP、0.28重量份纳米氧化石墨烯、1.45重量份γ型纳米三氧化二铝，于10000r/min下高速分散12min，加入21重量份1250目金红石型钛白粉、35重量份KMP-600型有机硅复合粉末，于5000r/min下搅拌均匀，加入132重量份聚合度为1000左右的PVC糊树脂P450，于4500r/min下搅拌均匀，加入10重量份微球发泡剂MSH550、5重量份热稳定剂9004-6，于4500r/min下搅拌均匀，即得PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料。

将所得PVC糊料，采用一根35丝凹版印刷辊辊涂于无纺纸上，经预烘干、着色、发泡、成型、冷却、收卷等工序，制成PVC发泡壁纸。

上述PVC发泡壁纸的性能见附表1。

实施例4

在常温常压下，往不锈钢搅拌釜内加入100重量份DOP、0.15重量份纳米氧化石墨烯、0.3重量份γ型纳米三氧化二铝，于7000r/min下高速分散15min，加入15重量份800目金红石型钛白粉、15重量份KMP-600型有机硅复合粉末，于4000r/min下搅拌均匀，加入159重量份PVC糊树脂P440，于4000r/min下搅拌均匀，加入6重量份微球发泡剂F-78KD、3重量份热稳定剂Mark4847，于3500r/min下搅拌均匀，即得PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料。

将所得PVC糊料，采用一根35丝凹版印刷辊，辊涂于无纺纸上，经预烘干、着色、发泡、成型、冷却、收卷等工序，制成PVC发泡壁纸。

上述PVC发泡壁纸的性能见附表1。

对比例2

在常温常压下，往不锈钢搅拌釜内加入100重量份DOP、0.15重量份纳米氧化石墨烯、0.3重量份γ型纳米三氧化二铝，于7000r/min下高速分散15min，加入15重量份800目金红石型钛白粉，于4000r/min下搅拌均匀，加入159重量份PVC糊树脂P440，于4000r/min下搅拌均匀，加入6重量份微球发泡剂F-78KD、3重量份热稳定剂Mark4847，于3500r/min下搅拌均匀，即得PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料。

将所得PVC糊料，采用一根35丝凹版印刷辊，辊涂于无纺纸上，经预烘干、着色、发泡、成型、冷却、收卷等工序，制成PVC发泡壁纸。

上述PVC发泡壁纸的性能见附表1。

实施例5

在常温常压下，往不锈钢搅拌釜内加入100重量份DOP、0.3重量份纳米氧化石墨烯、0.9重量份γ型纳米三氧化二铝，于8000r/min下高速分散15min，加入20重量份800目金红石型钛白粉、10重量份降粘剂D80、20重量份KMP-600型有机硅复合粉末，于4500r/min下搅拌均匀，加入175重量份PVC糊树脂A-21，于3500r/min下搅拌均匀，加入16重量份微球发泡剂CAP-170K、8重量份热稳定剂Mark4847，于3000r/min下搅拌均匀，即得PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料。

将所得PVC糊料，采用两根35丝凹版印刷辊，叠加辊涂于无纺纸上，经预烘干、着色、发泡、成型、冷却、收卷等工序，制成PVC发泡壁纸。

上述PVC发泡壁纸的性能见附表1。

对比例3

在常温常压下，往不锈钢搅拌釜内加入100重量份DOP，加入20重量份800目金红石型钛白粉、10重量份降粘剂D80、20重量份KMP-600型有机硅复合粉末，于4500r/min下搅拌均匀，加入175重量份PVC糊树脂A-21，于3500r/min下搅拌均匀，加入16重量份微球发泡剂CAP-170K、8重量份热稳定剂Mark4847，于3000r/min下搅拌均匀，即得PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料。

将所得PVC糊料，采用两根35丝凹版印刷辊，叠加辊涂于无纺纸上，经预烘干、着色、发泡、成型、冷却、收卷等工序，制成PVC发泡壁纸。

上述PVC发泡壁纸的性能见附表1。

实施例6

在常温常压下，往不锈钢搅拌釜内加入100重量份DOP、0.25重量份纳米氧化石墨烯、1.25重量份γ型纳米三氧化二铝，于9000r/min下高速分散15min，加入20重量份1000目金红石型钛白粉、6重量份降粘剂9301、25重量份KMP-600型有机硅复合粉末，于4500r/min下搅拌均匀，加入160重量份PVC糊树脂PSH-10，于4000r/min下搅拌均匀，加入15重量份微球发泡剂CAP-170K、8重量份热稳定剂9004-6，于3500r/min下搅拌均匀，即得PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料。

将所得PVC糊料，采用两根35丝凹版印刷辊，叠加辊涂于无纺纸上，经预烘干、着色、发泡、成型、冷却、收卷等工序，制成PVC发泡壁纸。

上述PVC发泡壁纸的性能见附表1。

附表1 PVC发泡壁纸的主要性能

注：厚度的测试依据GB/T6672-2001《塑料薄膜和薄片厚度测定机械测量法》；耐摩擦色牢度、湿润拉伸负荷、粘合剂可拭性及可洗性的测试依据QB/T4034-2010《壁纸》；铅笔划痕硬度、正反对折性能、药刮刮擦性能的测试依据Q/TXZJH003-2013《PVC发泡壁纸》。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料，其特征在于，以重量份其包括：DOP100份、纳米氧化石墨烯0.15-0.40份、纳米三氧化二铝0.3-1.5份、钛白粉15-30份、降粘剂0-20份、有机硅复合粉末15-50份、PVC糊树脂130-220份、微球发泡剂5-25份、热稳定剂3-16份。

2.根据权利要求1所述的发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料，其特征在于，所述纳米氧化石墨烯，其纯度≥98％，片层厚度0.5-2nm，片层长度为100-800nm。

3.根据权利要求1所述的发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料，其特征在于，所述纳米三氧化二铝，为γ型纳米三氧化二铝，其纯度≥98％，平均粒径为20nm，比表面积≥200m²/g。

4.根据权利要求1所述的发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料，其特征在于，所述钛白粉，为金红石型钛白粉或锐钛型钛白粉，其颗粒大小为325-1250目。

5.根据权利要求1所述的发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料，其特征在于，所述降粘剂，为低沸点烷烃类混合物的9301或D80。

6.根据权利要求1所述的发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料，其特征在于，所述有机硅复合粉末，为KMP-600型有机硅复合粉末，平均粒径为5μm。

7.根据权利要求1所述的发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料，其特征在于，所述PVC糊树脂，其聚合度为1400-1700，具体为A-21、PSH-10或P440中的任意一种。

8.根据权利要求1所述的发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料，其特征在于，所述微球发泡剂，为核壳结构发泡剂CAP-170K、MSH550或F-78KD中的任意一种，外壳为热塑性丙烯酸树脂类聚合物，内核为低沸点烷烃组成的球状塑料颗粒，直径为10-50μm，发泡温度为110-180℃。

9.根据权利要求1所述的发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料，其特征在于，所述热稳定剂为锌钾类热稳定剂的9004-6或钡锌类热稳定剂的Mark4847。

10.一种PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料的制备方法，其特征在于，步骤包括：

在常温常压下，往不锈钢搅拌釜内加入23-34wt％DOP、0.04-0.1wt％纳米氧化石墨烯、0.1-0.5wt％纳米三氧化二铝，于6000-10000r/min下高速分散10-20min，4-7wt％加入钛白粉、0-5wt％降粘剂、4-12wt％有机硅复合粉末，于3500-5000r/min下搅拌均匀，加入43-54wt％PVC糊树脂，于3000-4500r/min下搅拌均匀，加入2-6wt％微球发泡剂、1-4wt％热稳定剂，于2000-4500r/min下搅拌均匀，即得PVC发泡壁纸用高硬高韧耐刮擦PVC糊料。