本发明涉及一种水性负离子生态墙壁纸及其制备方法。
背景技术：
自然界中存在的带一个或多个负电荷的离子称为“负离子”。氧的离子状态一般为阴离子，也叫负氧离子。空气负离子也叫负氧离子，是指获得多余成对电子而带负电荷的氧气离子。空气负离子能使通常带正电荷的室内尘埃、烟雾、病毒、细菌相互聚集，失去在空气中自由漂浮的能力迅速降落，从而净化空气。生态级负离子是一种粒径小活性高的空气负离子。空气负离子粒径越小，活性越高，自然扩散距离也就越远，净化空气中尘埃、烟雾、病毒、细菌相互聚集更加彻底。
负离子发生材料主要是利用几种天然具有某些特殊物理特性的物质与其它功能材料结合,采用科学的配方、粉碎技术及混炼工艺等高科技手段开发出的一种多功能健康环保新材料。它全部使用纯天然无机原料矿石、贝壳等制成。其中，奇冰石是以含硼为特征的铝、钠、铁、镁、锂环状结构的硅酸盐物质；电气石是钠、钙、镁、铁、硼、铝、硅晶系硅酸盐物质组成。这两种材料的共同特点是具有良好的热释电效应与压电性能。在有微小的温度与压力变化下，就能引起晶体之的电势形成高达100万电子伏特的静电,从而空气发生电离，电子附着邻近的水分子和氧分子便转化为负氧离子。这些矿石材料无任何化学品,所以无任何副作用，能永久产生大量的与大自然完全一样的负离子，对人体的健康具有重要的作用,能有效祛除空气中的有毒有害气体,使空气清新有效提高饮用水质量,以及人体保健等多种功能,因此它被誉为是21世纪的梦幻材料。
生态负离子墙壁纸是由负离子材料、胶粘剂和基材制得的浆料涂布于墙壁原纸上制成。生态负离子墙壁纸由于负离子的存在，具有很强的氧化还原作用，能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，达到净化空气、抗菌、杀菌、有效消除室内的苯、甲醛、酮、氨等刺激性气体以及日常生活中剩菜剩饭酸臭味、香烟等对人体有害的异味，使空气质量得到提升。因此，研制以丙烯酸酯为胶粘剂的生态负离子墙壁纸，一定会为企业带来巨大的经济效益。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种利用丙烯酸酯为胶粘剂的生态负离子墙壁纸及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明公开了一种水性负离子生态墙壁纸，该墙壁纸包括原纸和涂覆于原纸表面的水性负离子丙烯酸酯涂层，所述水性负离子丙烯酸酯涂层由以下按质量份表示的组分通过乳液聚合法制得浆料再涂覆到原纸上得到，
所述乳化剂为如式(i)所示的酰胺型离子液体1,3-二(n-取代苯基氨甲酰基乙基)咪唑离子液体
式(i)中，r为h或硝基或甲氧基，l为cl-、br-、i-、hso4-、bf4-或pf6-。
进一步地，所述丙烯酸酯类单体由软单体、硬单体和功能性单体组成，其含量由质量份表示为软单体15～25份，硬单体15～25份，功能性单体15～50份。
进一步地，所述软单体选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸正辛酯或丙烯酸异辛酯的一种或任意几种的组合；所述硬单体选自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸正丁酯的一种或任意几种的组合；所述功能性单体选自下丙烯酸、丙烯酰胺、丙烯酸β-羟乙酯、丙烯酸β-羟丙酯、丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸β-羟乙酯、甲基丙烯酸β-羟丙酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯的一种或任意几种的组合。
进一步地，所述超细负离子粉体材料为经过超细研磨处理的冰奇石、电气石和贝壳的超细粉末，选自其中一种或任意几种的组合。
进一步地，采用冰奇石、电气石和贝壳的超细粉末的组合物时，它们的质量比为1～5：1～5：1～10。
进一步地，所述植物油为选自乌桕油、棕榈油、桐油中一种或任意几种的组合。
进一步地，采用述乌桕油、棕榈油和桐油的组合物时，它们的质量比为1～5：1～5：1～5。
进一步地，本发明所述的引发剂为水溶性过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠，优选采用过硫酸铵。引发剂在75～90℃下分解产生自由基引发反应。
进一步地，所述水性负离子丙烯酸酯涂层浆料通过下述方法制备得到：按比例在反应容器中加入植物油、负离子超细粉体材料、乳化剂、蒸馏水和丙烯酸酯类单体，开动搅拌，控制温度在50～100℃，加入引发剂粉末，待体系变蓝后，加入端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂，继续搅拌保温反应1～3小时即得所述的水性负离子丙烯酸酯浆料。
本发明还公开了前述水性负离子生态墙壁纸的制备方法，该方法为将水性负离子丙烯酸酯涂层浆料涂覆在原纸(如无纺布基纸)表面，控制厚度为3mm，待涂层浆料完全干燥后得到墙壁纸成品。
本发明所述的端羟基聚二甲基硅氧烷可以参照文献方法自行制备，例如[高群,王国建,谢晶.端羟基聚二甲基硅氧烷制备的改进。合成橡胶工业.2004,27(3)，p149-152]中公开的方法。或者，所述的端羟基聚二甲基硅氧烷可以通过下列方法自行制备：在反应容器中加入质量比为40～50：1的八甲基环四硅氧烷和六甲基二氢硅氧烷，混合搅拌0.5～1小时，然后加入式(i)所示的1,3-二(n-取代苯基氨甲酰基乙基)咪唑离子液体，继续搅拌，温度控制在50～80℃真空脱水0.5～2小时，通入干燥氮气，升温至60～90℃搅拌0.5～2小时后，再升温至100～130℃搅拌1～5小时，真空脱除低沸物等杂质，直至得到无色液体或淡黄色液体即为端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂。
本发明所述的水性负离子丙烯酸酯浆料性能测试方法为：
粘度的测定:用ndj-85型数显粘度计(上海天平厂生产)，测定温度在25℃。
乳液外观：与成品对照，目视观察产品颜色、状态、均匀性、透明度等物理性状。
凝聚率的测定:聚合反应完成后，用100目不锈钢滤网过滤，滤渣连同粘附在瓶壁、搅拌和温度计上的不溶物水洗后，在120℃下烘烤1小时，称重，按下式计算:
凝聚率＝凝聚物干重/单体总量×100％。
固含量＝固体物干重/体系总量×100％。
储存稳定性：将反应制得的乳液于室温下装瓶静置3个月后，观察是否分相。
热水稀释稳定性：将乳液用90℃稀释至固含量为3％，静置24h，看有无分层及凝胶现象。
冷水稀释稳定性：将乳液用室温的水稀释至固含量为3％，静置24h，看有无分层及凝胶现象。
本发明所述的水性负离子丙烯酸酯浆料的性能指标为：乳液外观：乳白有蓝光；储存稳定性：稳定；冷水和热水稀释稳定性：稳定；粘度：80～85/s(25℃)；凝聚率：0.2～0.3；固含量：40～50；ph值：7～8.5。
本发明在水性负离子丙烯酸酯涂层中增加了负离子材料，负离子具有较高的活性及很强的氧化还原作用，能破坏细菌的细胞膜或细胞原生质活性酶的活性，从而达到抗菌、杀菌目的，并有效消除在室内装修过程中使用的装潢材料挥发出来的苯、甲醛、酮、氨等刺激性气体以及日常生活中剩菜剩饭酸臭味、香烟等对人体有害的异味，使空气质量得到提升。而且在水性负离子丙烯酸酯浆料中，添加的酰胺型离子液体乳化剂，具有无毒无味、分散作用和增溶作用好的特点，添加的端羟基聚二甲基硅氧烷有机硅改性剂可以延长储存期，使涂膜的粘结强度、硬度、耐水性提高，添加的天然植物油具有环保耐用、抗氧化、增塑效果好、色泽自然等优点，添加的超细负离子粉体材料进行了组分比例的调整。
该墙纸成品进行性能检测的结果为:
甲醛去除率:86％；对大肠杆菌/金黄色葡萄球菌/枯草芽孢杆菌的平均抗菌率:91％；异味去除率:88％；负离子释放率：1855个/cm3；抗霉等级：0级；阻燃等级：b1级，表面吸水率低于0.1％，涂层耐温范围：在-30℃～-80℃条件下不脱落。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1：水性负离子丙烯酸酯浆料的制备
将1,3-二(n-苯基氨甲酰基乙基)咪唑六氟磷酸盐10克，乌桕油10克，冰奇石10克，水10克加入到反应器中，开动搅拌，再加入丙烯酸丁酯15克、甲基丙烯酸甲酯15克、甲基丙烯酸缩水甘油酯30克，待温度升至75℃时，加入过硫酸铵1克，，搅拌待体系变蓝后，加入端羟基聚二甲基硅氧烷10克，搅拌保温反应1小时，降温到50℃用氨水调ph为7～8.5。性能指标为：乳液外观：乳白有蓝光；储存稳定性：稳定；冷水和热水稀释稳定性：稳定；粘度：1000～2000cps；凝聚率：0.25；固含量：40～50％。
实施例2水性负离子丙烯酸酯浆料的制备
将1，3-二(n-对硝基苯基氨甲酰基乙基)咪唑六氟磷酸盐10克，棕榈油10克，电气石10克，水10克加入到反应器中，开动搅拌，再加入丙烯酸异辛酯20克、丙烯酸甲酯20克、丙烯酸β-羟乙酯40克，待温度升至75℃时，加入过硫酸铵1克，搅拌待体系变蓝后，加入端羟基聚二甲基硅氧烷5克，搅拌保温反应1小时，降温到50℃用氨水调ph为7～8.5。性能指标为：乳液外观：乳白有蓝光；储存稳定性：稳定；冷水和热水稀释稳定性：稳定；粘度：1000～2000cps；凝聚率：0.25；固含量：40～50％。
实施例3水性负离子丙烯酸酯浆料的制备
将1，3-二(n-对甲氧基苯基氨甲酰基乙基)咪唑六氟磷酸盐10克，桐油10克，冰奇石5克，电气石2.5克，贝壳2.5克，水10克加入到反应器中，开动搅拌，再加入丙烯酸乙酯20克、甲基丙烯酸甲酯20克、甲基丙烯酰胺45克，待温度升至75℃时，加入过硫酸铵0.5克，搅拌待体系变蓝后，加入端羟基聚二甲基硅氧烷10克，搅拌保温反应1小时，降温到50℃用氨水调ph为7～8.5。性能指标为：乳液外观：乳白有蓝光；储存稳定性：稳定；冷水和热水稀释稳定性：稳定；粘度：1000～2000cps；凝聚率：0.25；固含量：40～50％。
实施例4水性负离子丙烯酸酯浆料的制备
将1，3-二(n-苯基氨甲酰基乙基)咪唑硫酸氢盐10克，电气石5克，贝壳5克，水10克加入到反应器中，开动搅拌，再加入丙烯酸正辛酯15克、醋酸乙烯酯25克、甲基丙烯酸缩水甘油酯30克，待温度升至75℃时，加入过硫酸钾0.1克，搅拌待体系变蓝后，加入端羟基聚二甲基硅氧烷10g，搅拌保温反应1小时，降温到50℃用氨水调ph为7～8.5。性能指标为：乳液外观：乳白有蓝光；储存稳定性：稳定；冷水和热水稀释稳定性：稳定；粘度：1000～2000cps；凝聚率：0.25；固含量：40～50％。
实施例5水性负离子丙烯酸酯浆料的制备
将1,3-二(n-苯基氨甲酰基乙基)咪唑氯化盐10克，冰奇石2克，电气石5克，贝壳3克，水10克加入到反应器中，开动搅拌，再加入丙烯酸异辛酯20克、甲基丙烯酸正丁酯20克、甲基丙烯酰胺50克，升至75℃时，加入过硫酸钠0.6克，搅拌待体系变蓝后，加入端羟基聚二甲基硅氧烷10克，搅拌保温反应1小时，降温到50℃用氨水调ph为7～8.5。性能指标为：乳液外观：乳白有蓝光；储存稳定性：稳定；冷水和热水稀释稳定性：稳定；粘度：1000～2000cps；凝聚率：0.25；固含量：40～50％。
实施例6生态负离子墙壁纸的制备
将涂层浆料涂覆在无纺布基纸表面，控制厚度为3mm，待涂层完全干燥后得到墙壁纸成品。