用於建築內飾材料的環保塗料組合物的製作方法
2023-06-10 09:45:51
專利名稱：用於建築內飾材料的環保塗料組合物的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於建築內飾材料的環保塗料組合物，更具體地，涉及一種含有粘合劑、填充劑、增塑劑、水及其它添加劑的用於建築內飾材料的環保塗料組合物，尤其是，所述環保塗料組合物是將生物降解性聚酯作為粘合劑、疏水性改性澱粉作為有機填充劑、環氧樹脂乳化物作為增塑劑來使用。
背景技術：
最近，隨著關注健康的高潮興起，人們對用於建築內飾材料的要求也提高了，要求其環保、並且對人體無害。用於建築的內飾材料例如有壁紙、垂直百葉窗、百葉窗、窗簾、石膏板、模塑、中纖板、歐松板、隔架、嵌板、天花板、燈罩、樓梯材料、實材等。為了在壁紙上雕琢花紋，最近使用較多的是將壁紙表面發泡了的發泡壁紙(絲綢壁紙)。發泡壁紙是通過在原紙上塗布溶膠(sol)狀的發泡源來製備得到。所述溶膠狀發泡源以合成樹脂作為主要原料。現在使用的大部分發泡源為聚氯乙烯(polyvinylchloride ;PVC)和鄰苯二甲酸二辛酯(dioctyl phthalate ;D0P)，以及化學發泡劑。上述現有技術中，為了防止PVC的熱分解，並為了賦予壁紙彈性，必須要使用作為增塑劑的D0P。即，通過使用DOP能夠使PVC液化，提高流動性，從而降低二次轉移溫度，使得PVC分子能夠在低溫下分段進行微布朗運動，能夠得到在常溫下具有柔軟彈性的溶膠狀。但是，在該技術中所使用的化學發泡劑的發泡溫度在150_205°C下時，會產生對人體有害的DOP氣體，因此存在作業環境差、需要其它的集塵裝置的問題。由於DOP對人體有 害，在美國及日本等地，DOP被作為有毒物質，已被嚴格限制使用。並且，由該技術製備得到的最終產品的表面殘留有D0P，由於殘留的DOP在常溫下會慢慢揮發，因此將其作為壁紙使用時，數周乃至數月室內的DOP含量會超過允許值範圍，這樣不僅給人體帶來不利影響，在火災時還會產生氯氣等有毒煙霧，這成為窒息死亡的主要原因。為解決上述問題，最近正在開始開發一種利用人工或天然材料製造的壁紙來代替PVC壁紙。韓國第2001-0087057號公開專利公開了一種壁紙的製造方法。所述壁紙將由乙酸乙酯丙烯酸酯乙烯共聚物、聚乙烯醇、表面活性劑以及水等組成的水溶性塗布組合物在原紙或疊紙上進行全面塗布而製造得到。此外，韓國第2002-0080054號公開專利公開了一種塗布劑組合物，其是將丙烯酸樹脂等合成樹脂與木粉、米糠粉、軟木粉、乾草粉等天然材料混合製備得到。並且，韓國第10-0280334號授權專利公開了一種生物降解性壁紙，其是在白紙上塗布抗菌劑和含有陶瓷的粘合劑，然後在上面層積一種生物降解性塗布材料，然後再在上面塗布含有遠紅外線放射物質和抗菌劑的頂層塗布層來製得，所述生物降解性塗布材料是在木粉、米糠、落葉、乾草粉、原豆咖啡渣等中添加經過熱膨脹處理的蛭石製備得到。但是，上述文獻公開的塗布制合成樹脂組合物，以印刷性能為代表的諸多性能要比PVC壁紙差，在使用木粉等天然材料的情況，如果不再進行一次層壓塗布(頂層塗布)，會使得性能變差，以至於不能夠使用，存在製備工序複雜、經濟效益降低的問題。並且使用上述文獻記載的由木粉製造的壁紙的情況時，幾乎沒有發泡性，存在不能夠作為發泡壁紙來使用的缺點。
發明內容
本發明要解決的技術問題為解決上述現有技術中存在的問題，本發明的目的在於提供一種能夠提高生物降解性，並且具有優異性能的用於建築內飾材料的環保塗料組合物。解決技術問題的技術手段為解決上述技術問題，本發明提供一種用於建築內飾材料的環保塗料組合物。所述環保塗料組合物包括粘合劑、無機填充劑、有機填充劑、增塑劑以及溶劑；所述粘合劑為生物降解性聚酯、乙烯醋酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate ；EVA)或丙烯酸共聚物；所述 有機填充劑為疏水性改性澱粉；所述增塑劑為環氧樹脂乳化物；所述溶劑為水。所述生物降解性聚酯選自聚己二酸丁二醇酯(polybutyleneadipate ;PBA)、聚琥拍酸丁二醇酯(polybutylene succinate)、聚對苯二甲酸-己二酸-丁二醇三元共聚酯共聚物(polybutylene adipate co butyleneterephthalate ;PBAT)、聚己二酸丁二醇酯-共-玻拍酸丁二醇酯共聚物(polybutylene adipate cobutylene succinate ;PBAS)、聚乳酸(polylacticacid ；PLA),以及聚己內醯胺(polycaprolactam ；PCL)。所述疏水性改性澱粉優選為將澱粉表面用矽進行塗布處理或將澱粉與辛烯基琥拍酸酐(Octenyl Succinic Anhydride ；0SA)反應,然後再與Al3+進行二次反應,從而去除澱粉親水性的改性澱粉。所述環氧樹脂乳化物優選為含有30 %以上的環氧當量(epoxyequivalentweight ；EEff)在170-550之間的雙酚或改性雙酚環氧樹脂。所述用於建築內飾材料的環保塗料組合物還可以包括一種以上的溼潤劑、發泡齊U、著色劑以及消泡劑。所述無機填充劑選自一種以上的碳酸鈣、氫氧化鋁、氧化鎂以及二氧化鈦；所述發泡劑選自異戊烷或異丁烷；所述著色劑選自二氧化鈦或碳；所述消泡劑選自改性矽或矽聚合物。所述環保塗料組合物優選為包括10-50重量％的由生物降解性聚酯、乙烯醋酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate ；EVA)或丙烯酸共聚物製得的粘合劑；10_60重量％的所述無機填充劑；2_15重量％的所述有機填充劑；1_20重量％的所述增塑劑；3-10重量％的溼潤劑；1_10重量％的所述發泡劑；5-10重量％的所述著色劑；10-40重量％的所述水；以及0. 1-1重量％的所述消泡劑。此外，所述用於建築內飾材料的環保塗料組合物還包括選自一種以上的大米澱粉、玉米澱粉、木薯澱粉、紅薯澱粉、土豆澱粉以及小麥澱粉。所述無機填充劑和改性澱粉的合計重量佔組合物總重量的20-70%。本發明還提供一種使用所述用於建築內飾材料的環保塗料組合物的建築內飾材料。這樣的建築內飾材料可以是窗簾、壁紙、垂直百葉窗或百葉窗。所述壁紙包括原紙層、塗布層以及印刷層；所述塗布層形成於所述原紙層上，所述塗布層含有所述用於建築內飾材料的環保塗料組合物，所述印刷層形成於所述塗布層上。
所述垂直百葉窗包括織物層、塗布層以及印刷層，所述塗布層形成於所述織物層上，所述塗布層含有所述用於建築內飾材料的環保塗料組合物，所述印刷層形成於所述塗布層上。有益效果綜上所述，本發明涉及的環保塗料組合物使用環氧樹脂乳化物作為增塑劑，從而不會產生揮發性有機化合物(volatile organiccompound ;V0C),並且能夠避免有機溶劑的使用，由於添加改性澱粉作為有機填充劑，減少了被塗布組合物不易幹(tacky)的情況，提高了乾燥速度，從而提高了作業效率，使用水作為溶劑，從而能夠提供一種水性塗料組合物。
具體實施方式
下面對本發明進行詳細說明。本發明涉及一種能夠代替現有的發泡壁紙中所使用的PVC溶膠的塗料組合物，當利用本發明的組合物來製備發泡壁紙時，其發泡壁紙主要的性能，如發泡性、成型性、印刷性、耐擦傷性等諸多性能與現有的利用PVC溶膠製備得到的發泡壁紙相比，整體上類似或更加優異，所述塗料組合物採用的是能夠生物降解的水溶性材質，並且是不會排放出有害物質的環保材質，其具有原料費用低廉、加工條件簡單、能夠降低原料費用的優點。本發明的環保塗布組合物包括粘合劑、無機填充劑、有機填充劑、增塑劑以及溶齊U ;所述粘合劑為生物降解性聚酯、乙烯醋酸乙烯酯(ethylene vinyl acetate ；EVA)或丙烯酸共聚物；所述有機填充劑為疏水性改性澱粉；所述增塑劑為環氧樹脂乳化物；所述溶劑為水。特別地，本發明的環保塗料組合物將生物降解性聚酯的水溶液作為粘合劑，這與現有技術相比，能夠使塗布溶膠的生物降解率提高60-90%以上；將改性澱粉作為有機填充劑使用，由於疏水性澱粉的表面張力與其它物質相比要低，因此在對基材進行塗布時，澱粉會最先附著到表面上，這樣能夠減少組合物不易幹(tacky)的情況，提高了乾燥速度。另夕卜，使用環氧樹脂乳化物作為增塑劑，從而改善了柔軟性，強化了現有水性塗料組合物的操作性、成型性、印刷性、耐擦傷性以及施工性等，表現出了與現有PVC優於現有PVC的性能。本發明的環保塗料組合物包括生物降解性聚酯、EVA或丙烯酸共聚物，所述生物降解性聚酯、EVA或丙烯酸共聚物適合以水溶性聚合物的形態用於本發明的塗料組合物。此夕卜，由於上述生物降解性聚酯、EVA或丙烯酸共聚物與本發明組合物的主要成分無機填充劑以及改性澱粉的結合性優異，因此適合用作粘合劑。所述生物降解性聚酯、EVA或丙烯酸共聚物能夠以水溶液的形態進行添加，優選為佔組合物總重量的10-50重量％。如果上述生物降解性聚酯、EVA或丙烯酸共聚物水溶液的含量不到組合物總重的10重量％，相對地會使無機填充劑及改性澱粉的比率過高，會產生過分發泡；相反地，在超過50%的情況下，會使得發泡不均勻，結果會使印刷性及成型性降低。從使用的方便性及商業銷售形態方面考慮，上述EVA或丙烯酸共聚物一般使用較多的是50%的水溶液形態，因此可以這樣使用。本發明的環保塗料組合物包括無機填充劑，所述無機填充劑優選為選自碳酸鈣、氫氧化鈉、氧化鎂，以及二氧化鈦中的一種以上。所述無機填充劑的含量優選為佔組合物總重量的10-60%。如果上述無機填充劑的含量不到組合物總重的10重量％，會使得發泡不均勻，降低印刷性和成型性，相反，如果超過60重量％的情況，會發泡過度。此外，本發明的環保塗料組合物包括作為有機填充劑的改性澱粉。所述改性澱粉作為可替代現有的PVC使用的材料，現有的親水性合成樹脂或木粉等幾乎沒有上漿效果或光滑性，這樣不僅使得頂層塗布等後續加工處理不可缺少，而且發泡性能差，從而幾乎不能夠用於製造發泡壁紙。與此相比，本發明的所述改性澱粉附著到壁紙表面，這樣能夠賦予光滑性，從而提高了壁紙的耐擦傷性，因此不僅不需要頂層塗布處理，而且還能夠提高發泡性，能夠很好地應用於發泡壁紙的製造上。本發明的改性澱粉優選使用將澱粉表面用矽進行塗布處理或將澱粉與辛烯基琥拍酸酐(Octenyl Succinic Anhydride ；0SA)反應,然後再與Al3+進行二次反應,從而去除澱粉親水性的改性澱粉。所述改性澱粉的優選例為將選自大米澱粉、玉米澱粉、木薯澱粉、紅薯澱粉、土豆澱粉以及小麥澱粉中的一種以上的糧食進行粉碎而得到。所述糧食價格低廉、加工容易且在應用於本發明的環保塗料組合物中時可以表現出優秀的性能。
所述改性澱粉的含量優選為佔組合物總重量的2-15重量％。如果上述改性澱粉的含量不到組合物總重的2重量％，會使得不易幹的改善效果微乎其微，相反，如果超過15重量％時，會使粘度過高，從而不能夠維持組合物的溶膠(sol)形態。所述無機填充劑和改性澱粉的總重優選為佔組合物總重量的20-70%。所述無機填充劑和改性澱粉的含量如果不到組合物總重量的20重量％，會使得發泡不均勻，降低印刷性和成型性，使得生物降解性的效果微乎其微，相反，如果超過70重量％的情況，會發生過度發泡以及難以維持溶膠形態的問題。本發明使用的增塑劑包括環氧樹脂乳化物，所述環氧樹脂乳化物優選為含有30%以上的環氧當量(epoxy equivalent weight ;EEW)在170-550之間的雙酹或改性雙酹環氧樹脂。雙酚或改性雙酚環氧樹脂的環氧當量都在170以上，如果環氧當量超過550，會使得分子量過大，變成固態，難以乳化。此外，所述環氧樹脂乳化物除了上述環氧樹脂和水之外，還可以包括例如O. 5-1重量％的乳化劑。這種乳化劑可以使用能夠將上述環氧樹脂、水及其混合物乳化的任意一種公知的物質，對其沒有限制。本發明的環保塗料組合物優選為還包括1-20重量％的作為增塑劑的環氧樹脂乳化物。此時，所述環氧樹脂乳化物的含量範圍只是指除水之外的環氧樹脂和乳化劑等的固體含量。如果上述環氧樹脂乳化物的含量不到I重量％，會使得增塑劑的效果微乎其微，如果超過20重量％時，會使得塗布膜上的粘著物過多，會在成型時，沾到滾軸(roll)上，對機器造成損傷，還會有使製造得到的產品耐擦傷性差、物理性能降低的問題。特別地，本發明作為增塑劑的環氧樹脂乳化物與作為有機填充劑的改性澱粉的量的比值適合為I : I至I : 2左右。如果過量投放改性澱粉，會使粘度升高超過所需粘度，從而有可能也會發生操作性降低的問題。此外，本發明的環保塗料組合物還可以包括選自溼潤劑、發泡劑、著色劑以及消泡劑中的一種以上的物質。在此，可以使用3-10重量％的甘油作為溼潤劑，使用1-10重量％的異丁烷或異戊烷作為發泡劑，使用5-10重量％的二氧化碳或碳作為著色劑。本發明還包括10-40重量％的作為稀釋劑使用的水。此時,所述水的含量範圍為包括來自環氧樹脂乳化物等其它成分的水的本發明環保塗料組合物的水的總量。本發明的環保塗料組合物由水溶性材料組成，水起到溶劑的作用。所述水的重量如果不到組合物總重量的10重量％，會使得組合物的粘度過高，難於塗布，並且使得粘彈性下降，難於進行操作，相反，如果超過40重量％，會使得粘度降低，使得塗布組合物的沉降性變大，從而不能夠正常表現出性能，因此所述水的含量範圍應是組合物總重量的10-40重量％。本發明的環保塗料組合物還包括O. 1-1重量％的包含矽的添加劑。所述作為添加劑投入的矽可以是改性矽或矽聚合物，可以起到消泡劑的作用。所述消泡劑的作用為抑制不必要氣泡的產生，適當地調節發泡劑的效果，從而提高發泡壁紙的品質。所述改性矽或矽聚合物作為消泡劑所起到的作用及加入量等是本領域技術人員公知的知識，因此在這裡就不多說明了。並且，本發明的用於建築內飾材料的環保塗料組合物還可以包括選自大米澱粉、 玉米澱粉、木薯澱粉、紅薯澱粉、土豆澱粉以及小麥澱粉中的一種以上的澱粉來進行實施。此外，本發明的環保塗料組合物當然還可以包括本領域公知的其他添加劑、少量的增粘劑以及PH調節劑。上述本發明的環保塗料組合物能夠用於建築內飾材料，例如可以用於窗簾、壁紙、
垂直百葉窗或百葉窗等。所述壁紙可以包括原紙層、塗布層以及印刷層；所述塗布層形成於所述原紙層上，所述塗布層含有所述用於建築內飾材料的環保塗料組合物，所述印刷層形成於所述塗布層上。所述垂直百葉窗可以包括織物層、塗布層以及印刷層，所述塗布層形成於所述織物層上，所述塗布層含有所述用於建築內飾材料的環保塗料組合物，所述印刷層形成於所述塗布層上。此時，所述垂直百葉窗的織物層可以是聚乙烯織物層或聚酯和棉的混紡織物層，除了上述塗布層之外的其餘組成為通常壁紙或垂直百葉窗的組成。下面，為了便於理解本發明，將通過具體的實施例及比較例來對本發明的組成及效果更加詳細地進行說明。但是，下述實施例僅是為了更加明確地理解本發明，本發明並不僅限於下列實施例。實施例及比較例實施例將35重量％的作為粘合劑的EVA50%水溶液；20重量％的作為無機填充劑的碳酸鈣；10重量％的作為有機填充劑的改性澱粉，所述改性澱粉是採用將玉米粉與辛烯基琥珀酸酐(Octenyl SuccinicAnhydride ；0SA)反應,然後再與Al3+進行二次反應,從而去除澱粉的親水性的方法製備得到；8重量％的作為增塑劑的雙酚環氧樹脂乳化物，所述雙酚環氧樹脂乳化物為70%的水溶液，環氧當量為300 ；5重量％的作為溼潤劑的甘油；4重量％的作為發泡劑的膠囊形態的異丁烷；5重量％的作為著色劑的氧化鈦；12重量％的作為稀釋劑的水；0. 5重量％的作為其它添加劑的矽消泡劑；以及作為O. 5重量％的尿烷締合型增粘劑等放入混合器中，在常溫下攪拌製備得到環保塗料組合物。在原紙上塗布所述環保塗料組合物，於150_160°C下進行發泡。通過印刷工序在180-200°C下成型後，將包裝好的產品作為樣品。對該樣本的性能採用KSM 7305 :2002以及EN 71 PART3 1994/A1 :2000所公知的方法進行測定，測定結果如表I及表2所示。表I
權利要求
1.一種用於建築內飾材料的環保塗料組合物，其特徵在於，所述環保塗料組合物包括粘合劑、無機填充劑、有機填充劑、增塑劑以及溶劑，所述粘合劑為生物降解性聚酯、乙烯醋酸乙烯酯(ethylenevinyl acetate ；EVA)或丙烯酸共聚物；所述有機填充劑為疏水性改性澱粉；所述增塑劑為環氧樹脂乳化物；所述溶劑為水。
2.根據權利要求I所述的用於建築內飾材料的環保塗料組合物，其特徵在於，所述生物降解性聚酯選自聚己二酸丁二醇酯(polybutylene adipate ;PBA)、聚丁二酸丁二醇酯(polybutylene succinate)、聚對苯二甲酸-己二酸-丁二醇三兀共聚酯(polybutyleneadipate cobutylene terephthalate ;PBAT)、聚對苯二甲酸-丁二酸-丁二醇三兀共聚酯(polybutylene adipate co butylene succinate ；PBAS)、聚乳酸(polylactic acid ；PLA)以及聚己內醯胺(polycaprolactam ;PCL)。
3.根據權利要求I所述的用於建築內飾材料的環保塗料組合物，其特徵在於，所述疏水性改性澱粉是將澱粉表面用矽進行塗布處理或將澱粉與辛烯基琥珀酸酐(Octenyl Succinic Anhydride ；0SA)反應,然後再與Al3+進行二次反應,去除了澱粉的親水性的改性澱粉。
4.根據權利要求I所述的用於建築內飾材料的環保塗料組合物，其特徵在於，所述環氧樹脂乳化物含有30%以上的環氧當量(epoxyequivalent weight ；EEff)在170-550之間的雙酚或改性雙酚環氧樹脂。
5.根據權利要求I所述的用於建築內飾材料的環保塗料組合物，其特徵在於，所述用於建築內飾材料的環保塗料組合物還包括一種以上的溼潤劑、發泡劑、著色劑以及消泡劑。
6.根據權利要求I所述的用於建築內飾材料的環保塗料組合物，其特徵在於，所述無機填充劑選自一種以上的碳酸鈣、氫氧化鋁、氧化鎂以及二氧化鈦；所述發泡劑選自異戊烷或異丁烷；所述著色劑選自二氧化鈦或碳；所述消泡劑選自改性矽或矽聚合物。
7.根據權利要求I所述的用於建築內飾材料的環保塗料組合物，其特徵在於，所述環保塗料組合物包括10-50重量％的由生物降解性聚酯、乙烯醋酸乙烯酯(ethylene vinylacetate ；EVA)或丙烯酸共聚物製得的粘合劑； 10-60重量％的所述無機填充劑； 2-15重量％的所述有機填充劑； 1-20重量％的所述增塑劑； 3-10重量％的所述溼潤劑； 1-10重量％的所述發泡劑； 5-10重量％的所述著色劑； 10-40重量％的所述水； 以及0.1-1重量％的所述消泡劑。
8.根據權利要求I所述的用於建築內飾材料的環保塗料組合物，其特徵在於，所述用於建築內飾材料的環保塗料組合物還包括選自大米澱粉、玉米澱粉、木薯澱粉、紅薯澱粉、土豆澱粉以及小麥澱粉中的一種以上。
9.根據權利要求I所述的塗料組合物，其特徵在於所述無機填充劑和改性澱粉的合計重量佔組合物總重量的20-70%。
10.根據權利要求I所述的用於建築內飾材料的環保塗料組合物，其特徵在於，所述建築內飾材料為窗簾、壁紙、垂直百葉窗、百葉窗。
11.一種壁紙，其特徵在於，所述壁紙包括原紙層、塗布層以及印刷層；所述塗布層形成於所述原紙層上，所述塗布層含有權利要求I所述的用於建築內飾材料的環保塗料組合物，所述印刷層形成於所述塗布層上。
12.—種百葉窗，其特徵在於，所述百葉窗包括原材料層、塗布層以及印刷層，所述塗布層形成於所述原材料層上，所述塗布層含有權利要求I所述的用於建築內飾材料的環保塗料組合物，所述印刷層形成於所述塗布層上。
全文摘要
本發明涉及一種用於建築內飾材料的環保塗料組合物。所述環保塗料組合物包括粘合劑、填充劑、增塑劑、水及其它添加劑。所述環保塗料組合物是將聚酯作為粘合劑、改性澱粉作為有機填充劑、環氧樹脂乳化物作為增塑劑來使用。本發明涉及的環保塗料組合物使用生物分解性聚酯作為粘合劑，從而提高了生物降解率，使用環氧樹脂乳化物作為增塑劑，從而不會產生揮發性有機化合物(volatile organiccompound；VOC)，並且能夠避免有機溶劑的使用，由於添加疏水性改性澱粉作為有機填充劑，減少了被塗布組合物不易幹(tacky)的情況，提高了乾燥速度，從而提高了作業效率，使用水作為溶劑，從而能夠提供一種水性塗料組合物。
文檔編號E06B9/26GK102732136SQ20111013058
公開日2012年10月17日 申請日期2011年5月19日 優先權日2011年4月4日
發明者張哲暖 申請人:(株)首爾壁紙, 張哲暖