一种纳米纤维素改性丙烯酸树脂及其制备方法和装饰纸与流程

2021-01-21 08:01:07|

241|

起点商标网

本发明涉及复合材料
技术领域：
，具体涉及一种纳米纤维素改性丙烯酸树脂及其制备方法和装饰纸。
背景技术：
：浸渍装饰纸是由无纺布木浆与pe及植物纤维混合制成，具有超强的吸收力和抗溶解能力。目前，随着社会的进步和人们生活水平的提高，浸渍装饰纸已广泛地应用于橱柜、衣柜以及复合地板的贴面中，浸渍装饰纸的环保问题和使用安全性如防潮阻燃日益引起人们的重视。而现有技术中，浸渍装饰纸由于所采用的丙烯酸树脂胶粘剂性能较差的原因导致制得浸渍装饰纸稳定性、耐磨性和抗氧化性等作用较差，导致浸渍纸的使用寿命受到限制，浸渍装饰纸的环保性和使用安全性有待进一步有改进和提高。技术实现要素：为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种纳米纤维素改性丙烯酸树脂，其中采用的改性纳米纤维素能很好地分散于丙烯酸树脂基体中改善两相界面作用，使制得的纳米纤维素改性丙烯酸树脂具有很好的强度、弹性、耐磨性能，而且固化速度快，同时还具有较好的力学性能及耐化学腐蚀性能，附着力强、延展性好、耐高温和使用寿命长的特点。本发明的另一目的在于提供一种纳米纤维素改性丙烯酸树脂的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低。本发明的再一目的在于提供一种装饰纸，该装饰纸具有很好的抗菌、抗氧化、耐候性佳和耐热效果，从而获得了性能优异的装饰纸。本发明的目的通过下述技术方案实现：一种纳米纤维素改性丙烯酸树脂，包括如下重量份的原料：所述丙烯酸树脂采用上海久是化工有限公司生产的mb2660丙烯酸树脂。本发明中采用的改性纳米纤维素性效果明显，能很好地分散于丙烯酸树脂基体中改善两相界面作用，使制得的纳米纤维素改性丙烯酸树脂具有优异强度、弹性、耐磨性能，而且固化速度快，还具有较好的力学性能及耐化学腐蚀性能，附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长的特点。其中所采用的丙烯酸树脂涂膜性能优异，耐光、耐候性佳，耐热，耐过度烘烤、耐化学品性及耐腐蚀等性能都极好，因此，用丙烯酸树脂制造的涂层，但是也存在稳定差的缺点，因此本发明中通过采用改性纳米纤维素对其进行改性，使制得的纳米纤维素改性丙烯酸树脂具有更好的稳定性，所形成的涂层爽滑有弹性，具备优良的抗水、防污、抗菌等功能，且较之传统的pvc糊料塑化温度可低至120-150℃，含钛酸钾晶须的硅灰石-聚乳酸多孔纤维在增强涂层耐磨损性能的同时还能有效的增进涂层的透气性，这种改性纳米纤维素材料在乳液中悬浮性好，改性效果高效稳定，以此制备的新型墙纸耐火安全，极为耐用，经济环保；而采用的羟基纤维素作为稳定剂在提升该纳米纤维素改性丙烯酸树脂体系稳定性的同时还可以提升该体系的粘接性能；其中添加的杀菌剂可以显著提升和该体系的抗菌和耐腐蚀效果。优选的，每份所述改性纳米纤维素包括如下重量份的原料：所述表面活性剂为n,n-羰基二咪唑。优选的，所述改性纳米纤维素通过如下方法制得：s1、按照重量份，将纳米微晶纤维素加入n,n-二甲基甲酰胺和4-二甲氨基吡啶的混合物中，加热至40-60℃混合物搅拌均匀并转移至球磨机中研磨，得到混合物a，备用；s2、将步骤s1中得到的混合物a转移至加热装置中，再将表面活性剂加入，加热至40-60℃并以250-300r/min的速率搅拌1-3h，最终得到改性纳米纤维素。本发明中直接将纳米晶纤维素添加到丙烯酸树脂制备纳米纤维素改性丙烯酸树脂会出现纳米晶纤维素在丙烯酸树脂中分散性差的问题。因而本发明通过对纳米晶纤维素进行改性，具体是先用表面活性剂与纳米微晶纤维素发生醇官能团反应形成具有反应活性的酯基咪唑中间体，使得纳米晶纤维素的羟基取代为烯丙基碳酸酯，进而得到含烯丙基碳酸酯的改性纳米微晶纤维素，改性后的纳米晶纤维素仍具备纳米尺度的活性，不仅保留了自身比表面积大、高长径比和高结晶度、高杨氏模量、高拉伸强度、等优良性能，同时最重要的是还能够提高纳米晶纤维素在丙烯酸树脂中的分散性、提高两相的界面相容性、减少氢键作用、避免团聚现象。改性后纳米晶纤维素填料在丙烯酸树脂中的分散性较好，进而使得二者复合效果更好，使得制备的纳米纤维素改性丙烯酸树脂体系具有良好的力学性能。而在对纳米微晶纤维素进行改性时需要严格控制步骤s2中的加热温度和搅拌速率，便于在低温条件下对纳米微晶纤维素进行改性，进而有利于对纳米微晶纤维素进行改性。优选的，每份所述杀菌剂为溴代乙酸苯酯、二甲基二硫代氨基甲酸钠和氯化银中的至少一种；更优选的，每份所述杀菌是由溴代乙酸苯酯、二甲基二硫代氨基甲酸钠和氯化银按照重量比为0.8-1.2:0.6-1.0:0.4-0.8组成混合物。每份所述偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷、氨丙基三甲氧基硅烷和三缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷中的任意一种。本发明中的杀菌剂所采用由溴代乙酸苯酯、二甲基二硫代氨基甲酸钠和氯化银按照重量比为0.8-1.2:0.6-1.0:0.4-0.8组成混合杀菌剂，可以协同三者的优异抗菌性能，显著提升丙烯酸树脂体系的抗菌和耐腐蚀性能。而所采用的可以使改性纳米纤维素与丙烯酸树脂更加紧密的结合起来，显著提升了最终改性后丙烯酸树脂体系的稳定性。优选的，每份所述抗氧剂为抗氧剂dnp、抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂1076、抗氧剂619、抗氧剂703、抗氧剂bht、抗氧剂2112和抗氧剂703中的至少两种。更优选的，每份所述抗氧剂是由抗氧剂dnp、抗氧剂1010和抗氧剂168按照重量比为0.6-1.0:0.4-0.8:0.8-1.2组成的混合物。本发明中所采用的抗氧剂1010对丙烯酸树脂有卓越的抗氧化性能，抗氧剂1010能有效地防止丙烯酸树脂在长期老化过程中的热氧化降解，进而延长本发明中纳米纤维素改性丙烯酸树脂的使用期限，另外可以与抗氧剂168并用有协同效应；抗氧剂168、和抗氧剂dnp3为抗氧剂1010的辅助抗氧剂，与主抗氧剂1010复配，有很好的协同效应，可有效地防止丙烯酸树脂在基础注塑中的热降解，给改性后的丙烯酸树体系额外的长效保护。优选的，每份所述溶剂为水、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、n-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜和吡啶中的至少一种。每份所述填料为硅石灰、铝粉和锌粉中的至少一种。本发明中所采用的溶剂就有很好的溶解作用，做对丙烯酸树脂进行改性过的过程中可以很好的将各原料相互容和，提升了对丙烯酸树脂改性的效率。本发明还提供了一种纳米纤维素改性丙烯酸树脂的制备方法，通过如下步骤制得：1)按照重量份，将改性纳米纤维素、丙烯酸树脂、羟基纤维素和溶剂加入搅拌机中并在氮气氛围中加热至50-70℃搅拌20-40min，得到混合物a，备用；2)按照重量份，将甲代烯丙基醇、偶联剂、杀菌剂和填料混合搅拌均，并加热至80-100℃在400-500r/min的条件下持续搅拌30-60min，得到混合物b，备用；3)将步骤2)中得到的混合物b和抗氧剂加入步骤1)中得到的混合物a中，在50-70℃的条件下保温搅拌30-60min，出料冷却，即得所述纳米纤维素改性丙烯酸树。本发明中的纳米纤维素改性丙烯酸树脂通过上述方法制得，而利用上述方法制得的纳米纤维素改性丙烯酸树脂通过采改性纳米纤维素对丙烯酸树脂进行改性后得到的纳米纤维素改性丙烯酸树脂具有优异强度、弹性、耐磨性能，而且固化速度快，还具有较好的力学性能及耐化学腐蚀性能，附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长的特点。而在制备纳米纤维素改性丙烯酸树脂的过程中需要严格控制步骤1)中的温度为50-70℃，若温度过高则会导致部分溶剂挥发，若温度过低则会降低各原料分子之间的扩散活性，不利于各原料之间的分散，进而影响纳米纤维素改性丙烯酸树脂体系的综合性能；而在步骤3)中需要严格控制保温时的温度为50-70℃，若温度过高则会导致改性纳米纤维素的界面分子过于活跃，不利于改性纳米纤维素与丙烯酸树脂的界面结合力。本发明还提供了一种装饰纸，该装饰纸采用上述纳米纤维素改性丙烯酸树脂制得。本发明中的装饰纸通过采用上述纳米纤维素改性丙烯酸树脂制得，使其具有很好的抗菌、抗氧化、耐候性佳和耐热效果，从而获得了性能优异的装饰纸。本发明的有益效果在于：本发明的纳米纤维素改性丙烯酸树脂，其中采用的改性纳米纤维素性效果明显，能很好地分散于丙烯酸树脂基体中改善两相界面作用，使制得的纳米纤维素改性丙烯酸树脂具有优异强度、弹性、耐磨性能，而且固化速度快，还具有较好的力学性能及耐化学腐蚀性能，附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长的特点。本发明中纳米纤维素改性丙烯酸树脂的制备方法，该制备方法操作简单，控制方便，生产效率高，生产成本低。本发明中通过采用上述纳米纤维素改性丙烯酸树脂制得，使其具有很好的抗菌、抗氧化、耐候性佳和耐热效果，从而获得了性能优异的装饰纸。具体实施方式为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。实施例1一种纳米纤维素改性丙烯酸树脂，包括如下重量份的原料：所述丙烯酸树脂采用上海久是化工有限公司生产的mb2660丙烯酸树脂。每份所述改性纳米纤维素包括如下重量份的原料：所述表面活性剂为n,n-羰基二咪唑。所述改性纳米纤维素通过如下方法制得：s1、按照重量份，将纳米微晶纤维素加入n,n-二甲基甲酰胺和4-二甲氨基吡啶的混合物中，加热至40℃混合物搅拌均匀并转移至球磨机中研磨，得到混合物a，备用；s2、将步骤s1中得到的混合物a转移至加热装置中，再将表面活性剂加入，加热至40℃并以250r/min的速率搅拌1h，最终得到改性纳米纤维素。每份所述杀菌是由溴代乙酸苯酯、二甲基二硫代氨基甲酸钠和氯化银按照重量比为0.8:0.6:0.4组成混合物。每份所述偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷。每份所述抗氧剂是由抗氧剂dnp、抗氧剂1010和抗氧剂168按照重量比为0.6:0.4:0.8组成的混合物。每份所述溶剂为甲醇。每份所述填料为硅石灰。所述纳米纤维素改性丙烯酸树脂的制备方法，通过如下步骤制得：1)按照重量份，将改性纳米纤维素、丙烯酸树脂、羟基纤维素和溶剂加入搅拌机中并在氮气氛围中加热至50℃搅拌20min，得到混合物a，备用；2)按照重量份，将甲代烯丙基醇、偶联剂、杀菌剂和填料混合搅拌均，并加热至80℃在400r/min的条件下持续搅拌30min，得到混合物b，备用；3)将步骤2)中得到的混合物b和抗氧剂加入步骤1)中得到的混合物a中，在50℃的条件下保温搅拌30min，出料冷却，即得所述纳米纤维素改性丙烯酸树。一种装饰纸，该装饰纸采用上述纳米纤维素改性丙烯酸树脂制得。实施例2一种纳米纤维素改性丙烯酸树脂，包括如下重量份的原料：所述丙烯酸树脂采用上海久是化工有限公司生产的mb2660丙烯酸树脂。每份所述改性纳米纤维素包括如下重量份的原料：所述表面活性剂为n,n-羰基二咪唑。所述改性纳米纤维素通过如下方法制得：s1、按照重量份，将纳米微晶纤维素加入n,n-二甲基甲酰胺和4-二甲氨基吡啶的混合物中，加热至45℃混合物搅拌均匀并转移至球磨机中研磨，得到混合物a，备用；s2、将步骤s1中得到的混合物a转移至加热装置中，再将表面活性剂加入，加热至45℃并以260r/min的速率搅拌1.5h，最终得到改性纳米纤维素。每份所述杀菌是由溴代乙酸苯酯、二甲基二硫代氨基甲酸钠和氯化银按照重量比为0.9:0.7:0.5组成混合物。每份所述偶联剂为氨丙基三甲氧基硅烷。每份所述抗氧剂是由抗氧剂dnp、抗氧剂1010和抗氧剂168按照重量比为0.7:0.5:0.9组成的混合物。每份所述溶剂为乙醇。每份所述填料为铝粉。所述纳米纤维素改性丙烯酸树脂的制备方法，通过如下步骤制得：1)按照重量份，将改性纳米纤维素、丙烯酸树脂、羟基纤维素和溶剂加入搅拌机中并在氮气氛围中加热至55℃搅拌25min，得到混合物a，备用；2)按照重量份，将甲代烯丙基醇、偶联剂、杀菌剂和填料混合搅拌均，并加热至85℃在425r/min的条件下持续搅拌38min，得到混合物b，备用；3)将步骤2)中得到的混合物b和抗氧剂加入步骤1)中得到的混合物a中，在55℃的条件下保温搅拌38min，出料冷却，即得所述纳米纤维素改性丙烯酸树。一种装饰纸，该装饰纸采用上述纳米纤维素改性丙烯酸树脂制得。实施例3一种纳米纤维素改性丙烯酸树脂，包括如下重量份的原料：所述丙烯酸树脂采用上海久是化工有限公司生产的mb2660丙烯酸树脂。每份所述改性纳米纤维素包括如下重量份的原料：所述表面活性剂为n,n-羰基二咪唑。所述改性纳米纤维素通过如下方法制得：s1、按照重量份，将纳米微晶纤维素加入n,n-二甲基甲酰胺和4-二甲氨基吡啶的混合物中，加热至50℃混合物搅拌均匀并转移至球磨机中研磨，得到混合物a，备用；s2、将步骤s1中得到的混合物a转移至加热装置中，再将表面活性剂加入，加热至5℃并以270r/min的速率搅拌2h，最终得到改性纳米纤维素。每份所述杀菌是由溴代乙酸苯酯、二甲基二硫代氨基甲酸钠和氯化银按照重量比为1.0:0.8:0.6组成混合物。每份所述偶联剂为三缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷。每份所述抗氧剂是由抗氧剂dnp、抗氧剂1010和抗氧剂168按照重量比为0.8:0.6:1.0组成的混合物。每份所述溶剂为正丁醇。每份所述填料为锌粉。所述纳米纤维素改性丙烯酸树脂的制备方法，通过如下步骤制得：1)按照重量份，将改性纳米纤维素、丙烯酸树脂、羟基纤维素和溶剂加入搅拌机中并在氮气氛围中加热至60℃搅拌30min，得到混合物a，备用；2)按照重量份，将甲代烯丙基醇、偶联剂、杀菌剂和填料混合搅拌均，并加热至90℃在450r/min的条件下持续搅拌45min，得到混合物b，备用；3)将步骤2)中得到的混合物b和抗氧剂加入步骤1)中得到的混合物a中，在60℃的条件下保温搅拌45min，出料冷却，即得所述纳米纤维素改性丙烯酸树。一种装饰纸，该装饰纸采用上述纳米纤维素改性丙烯酸树脂制得。实施例4一种纳米纤维素改性丙烯酸树脂，包括如下重量份的原料：所述丙烯酸树脂采用上海久是化工有限公司生产的mb2660丙烯酸树脂。每份所述改性纳米纤维素包括如下重量份的原料：所述表面活性剂为n,n-羰基二咪唑。所述改性纳米纤维素通过如下方法制得：s1、按照重量份，将纳米微晶纤维素加入n,n-二甲基甲酰胺和4-二甲氨基吡啶的混合物中，加热至55℃混合物搅拌均匀并转移至球磨机中研磨，得到混合物a，备用；s2、将步骤s1中得到的混合物a转移至加热装置中，再将表面活性剂加入，加热至55℃并以280r/min的速率搅拌2.5h，最终得到改性纳米纤维素。每份所述杀菌是由溴代乙酸苯酯、二甲基二硫代氨基甲酸钠和氯化银按照重量比为1.1:0.9:0.7组成混合物。每份所述偶联剂为氨丙基三乙氧基硅烷。每份所述抗氧剂是由抗氧剂dnp、抗氧剂1010和抗氧剂168按照重量比为0.9:0.7:1.1组成的混合物。每份所述溶剂为n-甲基吡咯烷酮。每份所述填料为硅石灰。所述纳米纤维素改性丙烯酸树脂的制备方法，通过如下步骤制得：1)按照重量份，将改性纳米纤维素、丙烯酸树脂、羟基纤维素和溶剂加入搅拌机中并在氮气氛围中加热至65℃搅拌35min，得到混合物a，备用；2)按照重量份，将甲代烯丙基醇、偶联剂、杀菌剂和填料混合搅拌均，并加热至95℃在475r/min的条件下持续搅拌52min，得到混合物b，备用；3)将步骤2)中得到的混合物b和抗氧剂加入步骤1)中得到的混合物a中，在65℃的条件下保温搅拌52min，出料冷却，即得所述纳米纤维素改性丙烯酸树。一种装饰纸，该装饰纸采用上述纳米纤维素改性丙烯酸树脂制得。实施例5一种纳米纤维素改性丙烯酸树脂，包括如下重量份的原料：所述丙烯酸树脂采用上海久是化工有限公司生产的mb2660丙烯酸树脂。每份所述改性纳米纤维素包括如下重量份的原料：所述表面活性剂为n,n-羰基二咪唑。所述改性纳米纤维素通过如下方法制得：s1、按照重量份，将纳米微晶纤维素加入n,n-二甲基甲酰胺和4-二甲氨基吡啶的混合物中，加热至60℃混合物搅拌均匀并转移至球磨机中研磨，得到混合物a，备用；s2、将步骤s1中得到的混合物a转移至加热装置中，再将表面活性剂加入，加热至60℃并以300r/min的速率搅拌1-3h，最终得到改性纳米纤维素。每份所述杀菌是由溴代乙酸苯酯、二甲基二硫代氨基甲酸钠和氯化银按照重量比为1.2:1.0:0.8组成混合物。每份所述偶联剂为氨丙基三甲氧基硅烷。每份所述抗氧剂是由抗氧剂dnp、抗氧剂1010和抗氧剂168按照重量比为1.0:0.8:1.2组成的混合物。每份所述溶剂为二甲亚砜。每份所述填料为铝粉。所述纳米纤维素改性丙烯酸树脂的制备方法，通过如下步骤制得：1)按照重量份，将改性纳米纤维素、丙烯酸树脂、羟基纤维素和溶剂加入搅拌机中并在氮气氛围中加热至70℃搅拌40min，得到混合物a，备用；2)按照重量份，将甲代烯丙基醇、偶联剂、杀菌剂和填料混合搅拌均，并加热至100℃在500r/min的条件下持续搅拌60min，得到混合物b，备用；3)将步骤2)中得到的混合物b和抗氧剂加入步骤1)中得到的混合物a中，在70℃的条件下保温搅拌60min，出料冷却，即得所述纳米纤维素改性丙烯酸树。一种装饰纸，该装饰纸采用上述纳米纤维素改性丙烯酸树脂制得。对比例1本对比例与上述实施例1的区别在于：本对比例中没有对纳米微晶纤维素进行改性。本对比例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。对比例2本对比例与上述实施例3的区别在于：本对比例中在制备改性纳米纤维素时没有添加表面活性剂，其余原料按照实施例3的比例混合。本对比例的其余内容与实施例3相同，这里不再赘述。对比例3本对比例与上述实施例5的区别在于：本对比例中没有添杀菌剂。本对比例的其余内容与实施例5相同，这里不再赘述。对实施例1-5和对比例1-3制得的纳米纤维素改性丙烯酸树脂进行涂层，控制涂布量为15g/m2，待其干燥后在135℃条件下塑化压花，冷却成型后测试涂层的的耐磨性、边压强度(gb/t6544-2008)、抗菌率和回潮率进行测试，结果如表1所示：抗菌性测试依据jisz2801:2010检测抗菌性能。回潮率测试：在40℃、95％湿度的高湿度下，放置24小时，使用纸制品回潮率，测试仪dm200p无损感应式纸张水分计分别测量对实施了1-5和对比例1-3中制得纳米纤维素改性丙烯酸树脂进行涂层的含水量，该仪器采用高周波原理，可实现简单接触瞬时读数，即可得到纸张的回潮率。再利用抗张强度仪、撕裂度仪检测纸张指标。表1项目干摩擦(级)湿摩擦(级)抗菌率(％)边压强度(n/m)回潮率(％)实施例14498.23181122.3实施例24498.38181272.5实施例34498.89181352.4实施例44498.54181442.3实施例54498.63181332.4对比例13.43.684.3148301.40对比例23.73.690.3167541.6对比例34486.4189751.8由上述内容可知，本发明的纳米纤维素改性丙烯酸树脂具有优异的耐磨性、边压强度、抗菌率和回潮率。本发明通过在纳米纤维素改性丙烯酸树脂添加改性纳米纤维素和杀菌剂，以及对纳米微晶纤维素进行改性时添加表面活性剂，能使制得的纳米纤维素改性丙烯酸树脂具有优异强度、弹性、耐磨性能，而且固化速度快，还具有较好的力学性能及耐化学腐蚀性能，附着力强、延展性好、耐高温、使用寿命长的特点。上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击【在线咨询】或添加微信【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。