CN102535255A - 一种储能调温壁纸及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储能调温壁纸及其制备方法。本发明的储能调温壁纸含有以蒙脱石粉、乙烯基三乙氧基硅烷、低熔点石蜡组成的复合相变材料，壁纸的生产方法包括复合相变材料的封闭、壁纸涂覆料的制备以及壁纸成型等步骤。采用本发明的复合相变材料生产的壁纸，相变芯材料石蜡不易泄露，壁纸生产工艺简单、成本低廉，具有储能调温和装饰之双重功能。

Description

一种储能调温壁纸及其制备方法

技术领域：

本发明涉及一种壁纸，具体涉及一种储能调温壁纸，本发明还涉及储能调温壁纸的制备方法。

背景技术：

随着人民生活水平的提高，室内家庭装修中，采用壁纸装饰的家庭越来越多，伴随着科技进步，具备各种功能的壁纸，如光触媒自清洁壁纸、烟雾报警壁纸、香味壁纸以及防紫外线壁纸等等，也纷纷应运而生。目前市场上生产的壁纸，都是在基纸上涂覆糊状PVC树脂材料，各种填料以及助剂，然后经烘干(胶化)，冷却，印刷，软化，压花，裁剪等工艺而制成。中国专利200910070242.7，200810041446.3，200810174702.6，200810141524.7公开了几种光催化、空气净化、释放负离子以及调湿除味防腐等功能壁纸，但至今尚未见具有储能调温功能的壁纸问世。

1988年美国航天航空署发明了一种调温纤维，用于制作宇航服。它采用微胶囊技术，将特制的石蜡相变材料(Hydrocarbon)包裹在微胶囊中，然后将此微胶囊织于纤维之中，制成专用宇航服，吸收或释放热量，从而达到调节人体体温之功能。受此启发，人们开式利用各种相变材料控制环境温度。

在已经公开的现有专利技术中，人们采取各种手段，将相变材料用于建筑材料中，利用相变材料的潜热，在相变温度区间，吸收或释放热量，以达到调节室内温度之目的。

相变材料在相变过程中，有固固相变，固液相变，液气相变，固气相变等形式。其中，固液相变材料因其相变时体积变化小，相变潜热大，尤为建筑节能工程优先选用。由于固液相变过程中，固液转换时，液体的存放是人们首要需要解决的问题，现有技术中，有些是将相变芯材直接和砂浆混合，制成建筑结构材料，有些则是将相变芯材直接注入空心砖内做成墙体，但这些直接加入相变材料的方式都容易造成相变芯材的流失，出现所谓“表面结霜”现象。为克服上述缺陷，人们又将相变材料包裹做成相变微胶囊，再掺入建筑砂浆或结构材料中，但该技术工艺复杂，且成本高昂，难以为市场所接受；还有的将相变芯材装入塑料空腔内，虽然可以避免芯材流失，但塑料作为聚合物，不能很好的与建筑砂浆等结构材料相容，限制它的正常使用。另外，上述含有相变材料的墙体等建筑结构多为毛坯，作为家庭居住和商业办公时，外面还要用壁纸或涂料进行装饰，使得含有相变材料的墙体，不能与室内空气直接接触，影响彼此热量交换，大大降低相变材料的使用效果。

中国专利CN200810222372.3公开了一种调温涂料，但受涂料配方及工艺限制，其相变材料用量大约只占整个涂料用量的5％左右，使得整体相变潜热不大，难以起到室内节能及调温实质性效果。

中国专利ZL200410101553.2公开了一种有机蒙脱土/石蜡复合储能材料的制备方法，通过将粉末状态的层状有机蒙脱土用硅烷偶联剂进行改性处理，来提高有机蒙脱土与石蜡的相容性，但该专利未将蒙脱石进行包封，使用时仍会出现上述相变芯材流失现象。同时，由于该复合储能材料作为最终产品，为保证相变芯材的大量吸收，制作过程中需要长时间高温搅拌，能耗较大。

中国专利200810222787.0公开了一种天然微管包封技术，利用天然微管吸收并存放相变芯材料，然后专门用三聚氰胺脲醛树脂，三聚氰胺甲醛树脂等聚合物对其包封，不但工艺繁琐，成本增高，且很多包封物本身会造成环境污染。

发明内容：

针对现有技术之不足，本发明的目的在于提供一种储能调温壁纸。

本发明的另一目的在于提供一种储能调温壁纸的制备方法。

本发明是通过如下技术方案来实现的：

一种储能调温壁纸，包括基纸和涂覆料，所述涂覆料是由下述质量百分比的原料制成：

糊状PVC树脂30％-40％  邻苯二甲酸二辛酯20％-30％  发泡剂0.8-1％

降粘剂4％-6％    增白剂0.005％-0.02％    稳定剂0.5％-1％

钛白粉5％-6％  蒙脱石粉5％-10％  乙烯基三乙氧基硅烷0.5％-1％

低熔点石蜡15％-25％，

所述涂覆料与基纸的质量比为300-400∶80-100。

优选方案为：一种储能调温壁纸，包括基纸和涂覆料，所述涂覆料是由下述质量百分比的原料制成：

糊状PVC树脂33.6％  邻苯二甲酸二辛酯20.7％  发泡剂0.96％

降粘剂5.6％  增白剂0.01％  稳定剂0.69％

钛白粉5.6％  蒙脱石粉9％   乙烯基三乙氧基硅烷0.84％

低熔点石蜡23％，

所述涂覆料与基纸的质量比为300∶100。

所述低熔点石蜡的相变温度为18-35℃。

优选的低熔点石蜡的相变温度为20-33℃。

优选的蒙脱石粉为纳米层状蒙脱石粉，这种纳米层状蒙脱石粉为“三明治”层状结构，其片直径为8-12um，层间距在1.2-1.6nm之间。采用硅烷偶联剂，如乙烯基三乙氧基硅烷对层状蒙脱石粉进行改性处理后，其层间距可扩充为2-4nm左右，同时又使其层间及边缘的极性大大降低，有利于吸收更多的非极性的低熔点石蜡。

上述储能调温壁纸的制备方法，包括以下步骤：

(1)制备含有相变材料的涂覆料：将蒙脱石粉装入容器中，再将乙烯基三乙氧基硅烷加入25％乙醇溶液后，喷入蒙脱石粉中，边喷边搅拌，混匀后加入低熔点石蜡，加热到45℃，搅拌3小时；加入糊状PVC树脂、邻苯二甲酸二辛酯，45℃水浴下搅拌1-2小时，混合均匀；继续加入发泡剂，降粘剂，增白剂，稳定剂，钛白粉，搅拌1-2小时，混合均匀；

(2)壁纸成型：将含有相变材料的涂覆料均匀涂覆在基纸上，经165℃2分钟烘干，然后冷却，印刷，软化，压花成型。

本发明的有益效果：

1、本发明首次将纳米层状蒙脱石粉、乙烯基三乙氧基硅烷、低熔点石蜡作为复合相变材料加入壁纸涂覆料中，取代原有壁纸中的填料碳酸钙，制成壁纸后，既加强了壁纸强度，又利用相变材料在相变过程中的吸收或释放热量，调节环境温度，从而减少了能源消耗，有利于环保。

2、糊状PVC树脂作为成膜剂，是壁纸生产过程中的关键材料，本发明同时将其作为相变材料的包封剂。在制作壁纸涂覆料工艺过程中，糊状PVC树脂与具有“三明治”结构的，包含有低熔点石蜡芯材的层状蒙脱石粉末混合，使得糊状PVC树脂在层状复合相变材料微粒的夹层沿边处，以及整个微粒表面形成一层薄膜，致使被封闭的复合相变材料微粒形成具有储能调温功能的“微容器”，避免了复合相变材料中石蜡的泄露，即所谓“表面结霜”现象的产生。上述具有储能调温功能的“微容器”，连同邻苯二甲酸二辛酯、发泡剂，降粘剂，增白剂，稳定剂，钛白粉等原料，组成具有相变功能的壁纸涂覆料，涂覆在基纸上，烘干固化在壁纸表面，制成储能调温壁纸，在不另外增加材料和工序的基础上产生了意料不到的技术效果。

3、本发明将纳米层状蒙脱石粉末吸收低熔点石蜡的工艺，放在壁纸涂覆原料的制备过程中一并进行，既避免了现有复合相变材料制备过程中的长时间高温加热搅拌，节省大量能源，同时减少了石蜡的挥发或流失，使其在壁纸中应用时，储能效果更为显著。

4、该壁纸生产工艺简单、成本低廉，具有储能调温和装饰之双重功能。

附图说明

图1是本发明实施例1的DSC测试结果曲线图。起始吸热温度为26.68℃，吸热峰29.63℃，相变潜热为50.8593J/g。

图2是本发明实施例2的DSC测试结果曲线图。起始吸热温度为27.73℃，吸热峰31.95℃，相变潜热为21.0984J/g。

具体实施方式

实施例1

一种储能调温壁纸，由基纸和涂覆料组成，所述涂覆料是由336g糊状PVC树脂，207g邻苯二甲酸二辛酯，56g钛白粉，0.1g增白剂，6.9g稳定剂，56g降粘剂，9.6g发泡剂和90g纳米蒙脱石粉、8.4g乙烯基三乙氧基硅烷、230g30#石蜡为原料制成，所述涂覆料与基层纸的质量比为300∶100。

所述30#石蜡的相变温度为30℃。

所述增白剂为二苯乙烯-2，2′-二磺酸钠，也可以使用其它二苯乙烯衍生物。

所述稳定剂为硫醇锌基锡，还可以使用硫醇甲基锡、钙锌复合热稳定剂等。

所述降粘剂为TXIB。

所述发泡剂为偶氮二甲酰胺，还可以使用十二烷基硫酸钠、松香皂类发泡剂等。

制备方法是：

(1)制备含有相变材料的涂覆料：将蒙脱石粉装入容器中，再将乙烯基三乙氧基硅烷加入25％乙醇溶液后，喷入蒙脱石粉中，边喷边搅拌，混匀后加入低熔点石蜡，加热到45℃，搅拌3小时；加入糊状PVC树脂、邻苯二甲酸二辛酯，45℃水浴下搅拌1-2小时，混合均匀；继续加入发泡剂，降粘剂，增白剂，稳定剂，钛白粉，搅拌1-2小时，混合均匀；

(2)壁纸成型：将含有相变材料的涂覆料均匀涂覆在基纸上，经165℃2分钟烘干，然后冷却，印刷，软化，压花成型。

实施例2

一种储能调温壁纸，由基纸和涂覆料组成，所述涂覆料是由364g糊状PVC树脂，260g邻苯二甲酸二辛酯，58g钛白粉，0.1g增白剂，6.9g稳定剂，55g降粘剂，9.5g发泡剂和60g纳米蒙脱石粉、6.5g乙烯基三乙氧基硅烷、180g32#石蜡为原料制成，所述涂覆料与基层纸的质量比为160∶100。

所述低熔点石蜡的相变温度为32℃。

制备方法与实施例1相同。

将实施例1和2的储能调温壁纸进行DSC测试，测试结果如图1、图2所示。由此可知，本发明储能调温壁纸具有很好的储能调温作用。

Claims (6)

1.一种储能调温壁纸，包括基纸和涂覆料，其特征在于所述涂覆料是由下述质量百分比的原料制成：

糊状PVC树脂30％-40％ 邻苯二甲酸二辛酯20％-30％ 发泡剂0.8-1％

降粘剂4％-6％  增白剂0.005％-0.02％ 稳定剂0.5％-1％

钛白粉5％-6％  蒙脱石粉5％-10％     乙烯基三乙氧基硅烷0.5％-1％

低熔点石蜡15％-25％，

所述涂覆料与基纸的质量比为300-400∶80-100。

2.根据权利要求1所述的储能调温壁纸，包括基纸和涂覆料，其特征在于所述涂覆料是由下述质量百分比的原料制成：

糊状PVC树脂33.6％    邻苯二甲酸二辛酯20.7％    发泡剂0.96％

降粘剂5.6％    增白剂0.01％    稳定剂0.69％

钛白粉5.6％    蒙脱石粉9％     乙烯基三乙氧基硅烷0.84％

低熔点石蜡23％，

所述涂覆料与基纸的质量比为300∶100。

3.根据权利要求1或2所述的储能调温壁纸，其特征在于所述低熔点石蜡的相变温度为18-35℃。

4.根据权利要求3所述的储能调温壁纸，其特征在于所述低熔点石蜡的相变温度为20-33℃。

5.根据权利要求1或2所述的储能调温壁纸，其特征在于所述蒙脱石粉为纳米层状蒙脱石粉。

6.根据权利要求1或2所述的储能调温壁纸的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)制备含有相变材料的涂覆料：将蒙脱石粉装入容器中，将乙烯基三乙氧基硅烷加入25％乙醇溶液后，喷入蒙脱石粉中，边喷边搅拌，混匀后加入低熔点石蜡，加热到45℃，搅拌3小时；加入糊状PVC树脂、邻苯二甲酸二辛酯，45℃水浴下搅拌1-2小时，混合均匀；继续加入发泡剂，降粘剂，增白剂，稳定剂，钛白粉，搅拌1-2小时，混合均匀；

(2)壁纸成型：将含有相变材料的涂覆料均匀涂覆在基纸上，经165℃2分钟烘干，然后冷却，印刷，软化，压花成型。

Images