CN102277794B - 一种硅藻土环保壁纸及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种硅藻土环保壁纸及其制备方法，具体制备方法是：(1)将分散剂和水置于高速分散机中搅拌均匀后加入硅藻土和消泡剂，搅拌制得硅藻土分散液；(2)低速搅拌下再加入胶料、增稠剂、保水剂、增塑剂，制得硅藻土涂料；(3)将所得硅藻土涂料，通过辊涂或刮涂的方式涂于壁纸原纸上，得硅藻土环保壁纸。该方法所制得的涂料稳定性好，固含量易于调节，利于壁纸涂布操作；所得的硅藻土环保壁纸强度符合壁纸要求，花色、式样丰富，更具有湿度调节功能，能很好的调节居室湿度，健康、节能、环保。
Description
技术领域
本发明涉及制浆造纸工程技术，特别是涉及造纸工业过程中特种纸抄造中的一种新型纸种的生产技术，具体是硅藻土环保壁纸及其制备方法。
背景技术
目前壁纸多为普通涂布纸，壁纸现在大量用于住宅、办公室、宾馆等室内装修，以获得一定的装饰效果。但壁纸同其他装饰材料一样，随着世界经济文化的发展而不断发展变化。不同时期壁纸的使用是当地经济发展水平、新型材料学、流行消费心理综合因素的体现。随着人们生活水平以及对生活质量要求的不断提高，环保型、健康型、多功能型的壁纸越来越受到人们的关注。人们在使用壁纸时获得一定美感的同时还希望壁纸能够具有防火、防静电、净化空气、杀菌、湿度调节等功能，为此具有高度呼吸力，绿色环保壁纸的研发势在必行。硅藻土是由生长在海、湖中的植物遗骸堆积，经过数百万年变迁而形成。硅藻土表面有无数细孔，可吸附、分解空气中的异味，具有调湿、除臭、隔热、防止细菌生长等功能。硅藻土环保壁纸的开发应用不仅不会对环境造成污染，它还会使居住环境条件得以改善，由其是湿度环境的改善，大大减少了加湿器和除湿器的使用，减少能耗的同时降低了生活成本。目前国内还没有硅藻土壁纸产品，但硅藻泥近年来越来越多的走入平常百姓家，被称为“会呼吸的墙壁”，具有空气湿度调节功能，创造舒适的生活空间。硅藻泥施工主要有搅拌、涂抹、肌理图案制作、收光四个过程，工序复杂，用量大，施工程序复杂、施工时间长，另外由于涂抹需要涂两遍，耗用大量的人力物力。
发明内容
本发明克服了现有技术中存在的硅藻泥用量大、操作复杂等缺点。同等面积且吸湿率相当的硅藻泥材料与本发明的硅藻土壁纸相比，硅藻泥材料的硅藻土用量是硅藻土壁纸的十几倍，用量成本高，且硅藻泥施工工序复杂，施工成本高。
另外，本发明克服了现有硅藻泥材料功能单一以及施工复杂的缺点，提供了一种硅藻土环保壁纸的制备方法，该方法中的硅藻土涂料易于配制，工艺简单，设备与传统涂布设备相似，只需对传统涂布设备进行适当改造既可进行硅藻土环保壁纸的涂布生产。
本发明通过如下技术方案实现：利用复配分散剂将硅藻土分散，一定条件下搅拌数分钟，制得稳定均一的硅藻土分散液，然后在一定条件下逐次加入胶粘剂、增稠剂、增塑剂经搅拌均匀后制得硅藻土涂料，最后根据吸湿率要求将一定量的硅藻土涂料通过适当的涂布方式制得硅藻土壁纸。
具体操作步骤为：
a.制备硅藻土分散液
按重量份数称取下述原料并搅拌使其充分溶解、混合均匀：
称取下述原料，并依次加至上述混合液中，为得到分散均匀稳定性好的硅藻土分散液，每加一种原料均需充分搅拌使其混合均匀：
硅藻土原土80～120份
消泡剂 0.2～1.2份
所述的消泡剂为下述的一种：聚硅氧烷，脂肪酸，脂肪酸酯；
b.制备硅藻土涂料
按重量份数称取下述原料，用水将下述原料分别溶解后，按下述顺序依次加至步骤a所得的硅藻土分散液中，每加一种原料均需充分搅拌使其混合均匀，得到硅藻土涂料：
所述水的总重量份为100～400份
所述的胶料为下述的一种：丁苯胶乳类，醋酸乙烯-乙烯共聚乳液，羧基丁苯胶乳；
所述的增稠剂为下述的一种：海藻胶，阿拉伯胶，瓜尔胶；
所述的保水剂下述的一种：羧甲基纤维素，羟乙基纤维素，羟丙基甲基纤维素，聚丙烯酸酯；
所述的增塑剂为：二甲酸酯；
c.制备硅藻土环保壁纸
检测步骤b所得硅藻土涂料的固含量，按固形物重量份1～5份称取硅藻土涂料，并涂布于1～2份壁纸原纸上，涂好的壁纸干燥至水分为8～12％，即得硅藻土环保壁纸。
通过上述方法制得的硅藻土环保壁纸，其定量为270～360g/m2，在变化的湿度环境中吸湿率可达11～16％左右，在过饱和湿度环境下，吸湿率为150％。湿度调节效果好。
为达到最优的实施效果，本发明对上述技术方案中的各参数进行了优化：
上述步骤a中的硅藻土原土为60～100目时为优选。
上述步骤a中的搅拌条件为常温下1500～2500r/min搅拌5～25min。其中，以常温下1500～1800r/min搅拌8～10min为优选。
上述步骤b中的搅拌条件为常温下600～1200r/min搅拌10～30min。其中，以常温750～1000r/min下搅拌15～25min为优选。
上述步骤c所述的涂布方式为辊涂或刮涂，其涂布设备可通过辊式涂布机、帘式涂布机和刮刀式涂布机实现涂布过程。
步骤c所述的干燥采用先低温再高温的干燥方式进行，干燥条件为40～90℃干燥20min后升温至80～110℃。其中，以干燥条件为40～50℃干燥20min后升温至95～105℃为优选。
本发明中涉及到的搅拌、溶解等操作，属于本领域技术人员通过简单、有限次的实验即可确定的，因此在实现搅拌均匀或充分溶解的前提下，本发明可通过调节加入水的时机、调整搅拌速度、搅拌时间和搅拌温度来完成。
利用硅藻土制备具有调湿功能的壁纸，通过利用硅藻土多孔结构实现环境中水分的吸收与释放，克服了当前普通壁纸功能单一、硅藻泥施工复杂的缺点，大大促进了装饰材料的扩大应用和人们生活质量要求的提高。
有益效果：
(1)与现有技术相比，本发明所制得的硅藻土壁纸湿度调节功能强大，另外此类壁纸色彩易于调节、后加工方便，使用耐久性强、不褪色、粉化、剥落等，耐擦洗、易于打理，装饰应用效果好。硅藻土壁纸施工方便、快捷，硅藻土壁纸中硅藻土的用量仅为同等面积硅藻泥中硅藻土用量的1/10，且湿度调节功能水平相当。
(2)所制备的硅藻土壁纸湿度调节效果好，色泽、样式均与普通壁纸相当，装饰效果好，生产成本低。
下面结合几个实施例，对本发明做进一步描述。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中所述试验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得，或可以常规方法制备。
实施例1
(1)将90mL 8g/L聚丙烯酸钠、15mL 60g/L三聚磷酸钠和15mL 60g/L六偏磷酸钠，10g水，加入涂料分散机中，调节分散机搅拌速度在1500r/min条件下，搅拌10min，在1800r/min搅拌条件下缓慢加入100g 60目硅藻土原土于分散机中，然后加入0.25g聚硅氧烷消泡剂，搅拌20min使其充分溶解，得到硅藻土分散液；
(2)将50mL 500g/L醋酸乙烯-乙烯共聚乳液胶料在600r/min条件下加入步骤(1)所得的硅藻土分散液中，随后先后加入85mL 12g/L阿拉伯胶增稠剂、1mL 20g/L聚丙烯酸酯保水剂和0.2mL 500g/L二甲酸酯增塑剂，搅拌速度控制在1000r/min条件下，搅拌15min，得到硅藻土涂料；
(3)检测步骤(2)所得硅藻土涂料的固含量为36％，称取5g硅藻土涂料涂于定量为90g/m2、面积为100cm2的壁纸原纸上，涂布方式采用手工辊式涂布方法。50℃条件下干燥20min后再在100℃条件下干燥20min，干燥后将壁纸置于干燥仪中平衡水分后，成纸水分10％。
硅藻土涂料和硅藻土壁纸吸湿性能检测方法及结果：
A、硅藻土涂料固含量36％，保水值23s，稳定性好，一周不沉淀。
B、吸湿率的检测：将硅藻土壁纸置于相对湿度分别为30％，50％，70％，90％的环境中，每个湿度条件下经过48h的测定，通过吸湿前后壁纸的质量变化，计算得到硅藻土壁纸的吸湿率。硅藻土壁纸的吸湿率为12％。
实施例2
(1)将100mL 8g/L聚丙烯酸钠、15mL 60g/L三聚磷酸钠、10mL60g/L六偏磷酸钠和30g水加入涂料分散机中，调节分散机搅拌速度在1800r/min条件下，搅拌8min，缓慢加入100g 100目硅藻土原土于分散机中，然后加入0.4g聚硅氧烷消泡剂，搅拌速度控制在1800r/min条件下，搅拌20min使其充分溶解，得到硅藻土分散液；
(2)将75mL 500g/L羧基丁苯胶乳胶料在750r/min条件下加入步骤(1)所得的硅藻土分散液中，随后先后加入100mL 12g/L瓜尔胶增稠剂、1.5mL20g/L聚丙烯酸酯保水剂和0.4mL 500g/L二甲酸酯增塑剂，搅拌速度控制在800r/min条件下，搅拌20min，得到硅藻土涂料；
(3)检测步骤(2)所得硅藻土涂料的固含量为34％，称取5.3g硅藻土涂料涂于定量为90g/m2、面积为100cm2的壁纸原纸上，涂布方式采用手工辊式涂布方法。40℃条件下干燥20min后再在105℃条件下干燥20min，干燥后将壁纸置于干燥仪中平衡水分后，成纸水分10％。
硅藻土涂料和硅藻土壁纸吸湿性能检测方法及结果：
A、硅藻土涂料固含量34％，保水值28s，稳定性好，一周不沉淀。
B、吸湿率的检测：将硅藻土壁纸置于相对湿度分别为30％，50％，70％，90％的环境中，每个湿度条件下经过48h的测定，通过吸湿前后壁纸的质量，计算得到硅藻土壁纸的吸湿率。硅藻土壁纸的吸湿率为15％。
实施例3
(1)将110mL 8g/L聚丙烯酸钠、5mL 60g/L三聚磷酸钠、15mL 60g/L六偏磷酸钠和60g水加入涂料分散机中，调节分散机搅拌速度在1600r/min条件下，搅拌10min，缓慢加入100g 80目硅藻土原土于分散机中，然后加入0.4g聚硅氧烷消泡剂，搅拌速度控制在1800r/min条件下，搅拌20min使其充分溶解，得到硅藻土分散液；
(2)将100mL500g/L醋酸乙烯-乙烯共聚乳液胶料在800r/min条件下加入步骤(1)所得的硅藻土分散液中，随后先后加入100mL 12g/L海藻胶增稠剂、0.8mL20g/L羧甲基纤维素保水剂和0.3mL500g/L二甲酸酯增塑剂，搅拌速度控制在750r/min条件下，搅拌25min，得到硅藻土涂料；
(3)检测步骤(2)所得硅藻土涂料的固含量为33％，将4g硅藻土涂料涂于定量为90g/m2、面积为100cm2的壁纸原纸上，涂布方式采用手工辊式涂布方法。45℃条件下干燥20min后再在95℃条件下干燥25min，干燥后将壁纸置于干燥仪中平衡水分后，成纸水分10％。
硅藻土涂料和硅藻土壁纸吸湿性能检测方法及结果：
A、硅藻土涂料固含量33％，保水值24s，稳定性好，一周不沉淀。
B、吸湿率的检测：将硅藻土壁纸置于相对湿度分别为30％，50％，70％，90％的环境中，每个湿度条件下经过48h的测定，通过吸湿前后壁纸的质量，计算得到硅藻土壁纸的吸湿率。硅藻土壁纸的吸湿率为11％。
实施例4
(1)将100mL8g/L聚丙烯酸钠、10mL60g/L三聚磷酸钠、10mL60g/L六偏磷酸钠和40g水加入涂料分散机中，调节分散机搅拌速度在1800r/min条件下，搅拌10min，缓慢加入100g100目硅藻土原土于分散机中，然后加入0.3g聚硅氧烷消泡剂，搅拌速度控制在1800r/min条件下，搅拌20min使其充分溶解，得到硅藻土分散液；
(2)将100mL 500g/L丁苯胶乳胶料在1000r/min条件下加入步骤(1)所得的硅藻土分散液中，随后先后加入110mL 12g/L海藻胶增稠剂、1mL20g/L羧甲基纤维素保水剂和0.2mL 500g/二甲酸酯增塑剂，搅拌速度控制在1000r/min条件下，搅拌25min，得到硅藻土涂料；
(3)检测步骤(2)所得硅藻土涂料的固含量为35％，将5.2g步骤(2)所得的硅藻土涂料涂于定量为90g/m2、面积为100cm2的壁纸原纸上，涂布方式采用手工辊式涂布方法。50℃条件下干燥20min后再在105℃条件下干燥15min，干燥后将壁纸置于干燥仪中平衡水分后，成纸水分10％。
硅藻土涂料和硅藻土壁纸吸湿性能检测方法及结果：
A、硅藻土涂料固含量35％，保水值25s，稳定性好，一周不沉淀。
B、吸湿率的检测：将硅藻土壁纸置于相对湿度分别为30％，50％，70％，90％的环境中，每个湿度条件下经过48h的测定，通过吸湿前后壁纸的质量，计算得到硅藻土壁纸的吸湿率。硅藻土壁纸的吸湿率为16％。
本发明的硅藻土壁纸湿度调节效果好，吸湿率15％左右；硅藻土壁纸施工方便、应用性强、性价比高，具有很好的应用前景。
Claims (10)
1.一种硅藻土环保壁纸的制备方法，其特征在于，具体操作步骤为:
a. 制备硅藻土分散液
按重量份数称取下述原料并搅拌使其充分溶解、混合均匀：
称取下述原料，并依次加至上述混合液中，每加一种原料均需充分搅拌使其混合均匀：
所述的消泡剂为下述的一种：聚硅氧烷，脂肪酸，脂肪酸酯；
b. 制备硅藻土涂料
按重量份数称取下述原料，用水将下述原料分别溶解后，按下述顺序依次加至步骤a所得的硅藻土分散液中，每加一种原料均需充分搅拌使其混合均匀，得到硅藻土涂料：
所述水的总重量份为100~400份；
所述的胶料为下述的一种：丁苯胶乳类，醋酸乙烯－乙烯共聚乳液，羧基丁苯胶乳；
所述的增稠剂为下述的一种：海藻胶，阿拉伯胶，瓜尔胶；
所述的保水剂为下述的一种：羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素，聚丙烯酸酯；
所述的增塑剂为：二甲酸酯；
c. 制备硅藻土环保壁纸
检测步骤b所得硅藻土涂料的固含量，按固形物重量份1~5份称取硅藻土涂料，并涂布于1~2份壁纸原纸上，涂好的壁纸干燥至水分为8~12％，即得硅藻土环保壁纸。
2.根据权利要求1所述的硅藻土环保壁纸的制备方法，其特征在于，步骤a所述的硅藻土原土为60~100目。
3.根据权利要求1或2所述的硅藻土环保壁纸的制备方法，其特征在于，步骤a所述的搅拌条件为常温下1500~2500r/min搅拌5~25min。
4.根据权利要求3所述的硅藻土环保壁纸的制备方法，其特征在于，步骤a所述的搅拌条件为常温下1500~1800r/min搅拌8~10min。
5.根据权利要求1或4所述的硅藻土环保壁纸的制备方法，其特征在于，步骤b所述的搅拌条件为常温下600~1200r/min搅拌10~30min。
6.根据权利要求5所述的硅藻土环保壁纸的制备方法，其特征在于，步骤b所述的搅拌条件为常温下750~1000r/min搅拌15~25min。
7.根据权利要求1或6所述的硅藻土环保壁纸的制备方法，其特征在于，步骤c所述的涂布方式为辊涂或刮涂。
8.根据权利要求1或6所述的硅藻土环保壁纸的制备方法，其特征在于，步骤c所述的干燥条件为40~90℃干燥20min后升温至80~110℃。
9.根据权利要求8所述的硅藻土环保壁纸的制备方法，其特征在于，所述的干燥条件为40~50℃干燥20min后升温至95~105℃。
10.如权利要求1所述的方法制备的一种硅藻土环保壁纸，其特征在于，环保壁纸的定量为270~360g/m2，吸湿率为11~16％，在过饱和湿度环境下，吸湿率为150％。
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