CN102777004B - 一种复合功能墙纸及其制备方法 - Google Patents

一种复合功能墙纸及其制备方法 Download PDF

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党一哲
彭文
刘逸俊
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Lv Shijing
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Beijing Chemical Co Ltd In Textile
BEIJING HUAFANG HIGH-TECH Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种复合功能墙纸及其制备方法。所述墙纸由下至上依次由基质层、胶黏层和装饰层组成；所述基质层为经阻燃整理液处理的无纺纸、无纺布或平织布；所述胶黏层由粘合剂、阻燃粉、除甲醛超微粉体和添加剂组成；所述除甲醛超微粉体由二氧化钛超微粉体、氧化锌超微粉体、氧化锡超微粉体、硫化锌超微粉体、氧化铁超微粉体和硅藻土超微粉体组成；所述修饰层为经阻燃整理液处理的印刷层或静电植绒层。本发明实现了在复合墙纸各制作工艺阶段的阻燃处理，做到全方位的防火阻燃，且回潮率低；选用具有催化分解去除室内环境中的甲醛的复合粉体代替一般的吸附性材料，从而使环境中甲醛彻底去除，不存在反复性。选用的抗菌防霉和负离子远红外产品均为市场上成熟产品，实现了墙纸的多功能复合化。

Description

一种复合功能墙纸及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种复合功能墙纸及其制备方法，涉及室内装饰材料技术领域。
背景技术
墙纸让家居及室内环境脱离单调白色开始变得富有个性和情趣，丰富多彩的墙纸在家居中已然不可或缺。随着人们对家居及室内生活环境要求的不断提高，墙纸局限于装饰的特性已不能满足人们需求的增加，装修不可能只考虑美观，安全、环保、健康显得更为重要。因此一些具有特殊功能的墙纸应运而生。例如：公开号为CN102251441A的专利申请公开的除臭墙纸、公开号为CN 201648865U的专利申请公开的远红外负离子墙纸、公开号为CN 202151930U的专利申请公开的负离子墙纸、空气公开号为CN 101806131A/CN 2825281Y的专利申请公开的净化功能墙纸、公开号为号CN 101831837A公开的吸音墙纸、公开号为CN 202170610U公开的屏蔽电磁辐射墙纸等。
然而，现有的功能墙纸往往仅有单一的功能，不能满足人们需求的多样化，例如在室内环境中，人们要求墙纸除了美观外，既要有防火阻燃的安全性，又要净化空气的健康环保性，这种复合功能墙纸很少见。
已知的赋予墙纸去除室内环境中甲醛功能，多是利用比表面积大、多孔材料的吸附性，例如硅藻土、活性炭等物质，将其暴露在墙纸表面以发挥其预期效果。然而，利用这种方法，经常会出现以下两种情况，一是多孔材料的孔隙大多会被粘合剂堵塞，失去吸附效应；二是吸附剂都有一定的饱和值，一旦吸附饱和就无法再吸附，另外随着环境（如室内湿度、温度）的变化存在着吸附与解吸的可逆过程。因此不能从根本上去除室内环境中的甲醛。
已知的赋予墙纸防火阻燃的功能，多是单基质层阻燃，其它附加在基质层上的物质，比如说粘合剂是可燃的，植入上的绒毛是可燃的，这样整体上墙纸阻燃很难达到国家规定的防火要求。已知的阻燃墙纸都存在较为严重的回潮现象，影响了其使用性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种复合功能墙纸及其制备方法；本发明提供的墙纸具有防火阻燃性、去除甲醛抗菌等功能。
本发明所提供的一种复合功能墙纸，由下至上依次由基质层、胶黏层和装饰层组成；
所述基质层为经阻燃整理液处理的无纺纸、无纺布或平织布；
所述胶黏层由粘合剂、阻燃粉和添加剂组成；
所述修饰层为经阻燃整理液处理的印刷层或静电植绒层。
上述的复合功能墙纸中，所述胶黏层还包括除甲醛超微粉体；所述除甲醛超微粉体由二氧化钛超微粉体、氧化锌超微粉体、氧化锡超微粉体、硫化锌超微粉体、氧化铁超微粉体和硅藻土超微粉体组成；所述除甲醛超微粉体的粒径可为1~100μm。
上述的复合功能墙纸中，所述胶黏层还可包括抗菌防霉剂。
上述的复合功能墙纸中，所述胶黏层还可包括负离子远红外整理剂。
上述的复合功能墙纸中，所述胶黏层的克重可为15g~30g/m2。
上述的复合功能墙纸中，所述阻燃整理液由有氮磷系阻燃剂、渗透剂和水组成，其组成如下，均为重量份：
氮磷系阻燃剂20~30份；渗透剂1~3份；和水67~79份，如由20份氮磷系阻燃剂、3份渗透剂和77份水组成、由25份氮磷系阻燃剂、2份渗透剂和73份水组成、由30份氮磷系阻燃剂、1份渗透剂和69份水组成和由20份氮磷系阻燃剂、1份渗透剂和79份水组成。
上述的复合功能墙纸中，所述氮磷系阻燃剂可为有机磷盐阻燃剂，所述有机磷盐类阻燃剂具体可为磷酸氢二胍、磷酸脒基脲或聚磷酸铵；所述渗透剂可为脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基磺酸钠或聚醚，所述脂肪醇聚氧乙烯醚具体可为渗透剂XP-50或渗透剂JFC。
上述的复合功能墙纸中，所述粘合剂具体可为聚氨酯或聚丙烯酸酯；
所述阻燃粉由磷氮系阻燃剂或溴锑系阻燃剂制成，所述磷氮系阻燃剂可为磷酸氢二胍，所述溴锑系阻燃剂可为由三氧化二锑与十溴二苯醚按重量比1：4组成的混合物；
所述抗菌防霉剂可为季铵盐类高分子聚合物，如抗菌防螨剂FK-822；
所述负离子远红外整理剂可天然矿物粉体，如负离子远红外整理剂FK-830；
所述添加剂可为分散剂、增稠剂和色浆中至少一种；所述分散剂具体可为聚乙二醇；所述增稠剂具体可为纤维素醚，具体可为羟乙基纤维素醚；
所述静电植绒层所用到的绒毛可为尼龙短纤维或粘胶短纤维，其长度可为0.3~5mm如0.3mm、4mm或5mm。
上述的复合功能墙纸中，所述功能墙纸为下述1）~3）种墙纸中任一种：
1）由粘合剂、阻燃粉、除甲醛超微粉体、分散剂、增稠剂和色浆组成，其组成如下，均为重量份：
粘合剂46~65.5份；阻燃粉20~30份；除甲醛超微粉体10~15份；分散剂3~5份；增稠剂0.5~1份；色浆1~3份，具体可为粘合剂61份；阻燃粉20份；除甲醛超微粉体15份；分散剂3份；增稠剂1份；色浆1份、粘合剂57份；阻燃粉25份；除甲醛超微粉体12份；分散剂4份；增稠剂1份；色浆1份或粘合剂52.5份；阻燃粉30份；除甲醛超微粉体10份；分散剂5份；增稠剂0.5份；色浆2份；
2）由粘合剂、阻燃粉、抗菌防霉剂、分散剂、增稠剂和色浆组成，其组成如下，均为重量份：
粘合剂55~71.5份；阻燃粉20~30份；抗菌防霉剂4~6份；分散剂3~5份；增稠剂0.5~1份；色浆1~3份，具体可为粘合剂61份；阻燃粉30份；抗菌防霉剂5份；分散剂3份；增稠剂0.5份；色浆2份；
3）由粘合剂、阻燃粉、负离子远红外整理剂、分散剂、增稠剂和色浆组成，其组成如下，均为重量份：
粘合剂53~69.5份；阻燃粉20~30份；负离子远红外整理剂6~8份；分散剂3~5份；增稠剂0.5~1份；色浆1~3份，具体可为粘合剂61份；阻燃粉30份；负离子远红外整理剂7份；分散剂4份；增稠剂0.5份；色浆2份。
本发明进一步提供了上述复合功能墙纸的制备方法，包括如下步骤：
（1）将无纺纸、无纺布或平织布浸渍于所述阻燃整理液中，取出后烘干即得所述基质层；
（2）将阻燃粉和添加剂与除甲醛超微粉体、抗菌剂和负离子远红外整理剂中至少一种分散于所述粘合剂中，搅拌均匀后涂于所述基质层上即得所述胶黏层；
（3）将所述印刷层或静电植绒层浸渍于所述阻燃整理液中，取出后烘干即得所述修饰层；
（4）将所述修饰层贴附于所述胶黏层上经烘干即得产品。
上述的制备方法中，步骤（1）中，所述浸渍的时间可为3~10分钟，具体可为3分钟、5分钟或10分钟；所述烘干的温度可为100℃~105℃，具体可为100℃或105℃，所述烘干的时间可为3~5分钟；步骤（2）中，所述搅拌的转速可为1800r/min~2000r/min，具体可为1800r/min或2000r/min。
上述的制备方法中，步骤（3）中，所述浸渍的时间可为3~10分钟，具体可为3分钟、5分钟或10分钟；所述烘干的温度可为100℃~105℃，具体可为100℃或105℃，所述烘干的时间可为5~10分钟；步骤（4）中，所述烘干的温度可为100℃~105℃，具体可为100℃或105℃，所述烘干的时间可为3~5分钟。
本发明不仅改善了已有功能型墙纸产品的功能单一化缺点，实现了墙纸功能的复合化，不仅满足人们都墙纸装饰需求，更满足人们对安全，健康的需要；本发明实现了在复合墙纸各制作工艺阶段的阻燃处理，做到全方位的防火阻燃，且回潮率低；选用具有催化分解去除室内环境中的甲醛的复合粉体代替一般的吸附性材料，从而使环境中甲醛彻底去除，不存在反复性。选用的抗菌防霉和负离子远红外产品均为市场上成熟产品，实现了墙纸的多功能复合化。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例所用的聚乙二醇的聚合度为800~1000。
下述实施例中所用的除甲醛超粉体购自（临江市宝健木业有限责任公司），粒径为1~100μm。
实施例1、制备复合功能墙纸
（1）将无纺布浸渍于阻燃剂整理液中5分钟，取出后于100℃条件下烘干3分钟得到基质层；其中，该阻燃整理液的组成为：磷酸氢二胍20份、渗透剂Lutensol XP-503份和水77份，均为重量份。
（2）将20重量份的50%聚磷酸铵水溶液、15重量份的除甲醛超微粉体和3重量份的聚乙二醇加入至61重量份的无醛聚氨酯中，于1800r/min的条件下搅拌均匀，然后加入1重量份的水性色浆调色，用1重量份的羟乙基纤维素调节至适宜粘度，用平板刮涂在基质层上，形成胶黏层，其克重为30g/m2；
（3）将尼龙短纤维（其长度为0.3mm）浸渍于阻燃整理液中5分钟，取出后于100℃条件下烘干5分钟得到修饰层；该阻燃整理液与步骤（1）中所用的阻燃整理液的组成相同。
（4）将上述得到的修饰层经静电植绒植入至胶黏层上，并形成图案，然后于100℃条件下烘干3分钟即得复合功能墙纸。
实施例2、制备复合功能墙纸
（1）将无纺布浸渍于阻燃剂整理液中7分钟，取出后于100℃条件下烘干5分钟得到基质层；其中，该阻燃整理液的组成为：有机磷系阻燃剂（磷酸氢二胍）25份、渗透剂JFC2份和水73份，均为重量份。
（2）将25重量份的（35%浓度磷酸脒基脲水溶液）、12重量份的除甲醛超微粉体和4重量份的聚乙二醇加入至57重量份的无醛聚丙烯酸酯中，于2000r/min的条件下搅拌均匀，然后加入1重量份的水性色浆调色，用1重量份的羟乙基纤维素调节至适宜粘度，用平板刮涂在基质层上，形成胶黏层，其克重为20g/m2；
（3）将尼龙短纤维（其长度为5mm）浸渍于阻燃整理液中7分钟，取出后于105℃条件下烘干5分钟得到修饰层；该阻燃整理液与步骤（1）中所用的阻燃整理液的组成相同。
（4）将上述得到的修饰层经静电植绒植入至胶黏层上，并形成图案，然后于105℃条件下烘干5分钟即得复合功能墙纸。
实施例3、制备复合功能墙纸
（1）将无纺布浸渍于阻燃剂整理液中10分钟，取出后于105℃条件下烘干5分钟得到基质层；其中，该阻燃整理液的组成为：有机磷系阻燃剂（磷酸氢二胍）30份、渗透剂XP-501份和水69份，均为重量份。
（2）将30重量份的溴锑系阻燃粉（三氧化二锑与十溴二苯醚按重量比1：4组成的混合物）、10重量份的除甲醛超微粉体和4重量份的聚乙二醇加入至52.5重量份的无醛聚氨酯中，于2000r/min的条件下搅拌均匀，然后加入2重量份的水性色浆调色，用0.5重量份的羟乙基纤维素调节至适宜粘度，用平板刮涂在基质层上，形成胶黏层其克重为30g/m2；
（3）将粘胶纤维（其长度为3mm）浸渍于阻燃整理液中10分钟，取出后于105℃条件下烘干10分钟得到修饰层；该阻燃整理液与步骤（1）中所用的阻燃整理液的组成相同。
（4）将上述得到的修饰层经静电植绒植入至胶黏层上，并形成图案，然后于105℃条件下烘干5分钟即得复合功能墙纸
实施例4、制备复合功能墙纸
（1）将无纺布浸渍于阻燃剂整理液中10分钟，取出后于105℃条件下烘干5分钟得到基质层；其中，该阻燃整理液的组成为：有机磷系阻燃剂（磷酸氢二胍）20份、渗透剂XP-501份和水79份，均为重量份。
（2）将30重量份35%磷酸脒基脲水溶液、3重量份的聚乙二醇与61重量份无醛聚丙烯酸酯混合均匀，加入5重量份抗菌防螨剂FK-822（中国纺织科学研究院），然后加入2重量份的水性色浆调色，用1重量份的羟乙基纤维素调节至适宜粘度，用平板刮涂在基质层上，形成胶黏层其克重为15g/m2；
（3）将粘胶纤维（其长度为3mm）浸渍于阻燃整理液中10分钟，取出后于105℃条件下烘干10分钟得到修饰层；该阻燃整理液与步骤（1）中所用的阻燃整理液的组成相同。
（4）将上述得到的修饰层经静电植绒植入至胶黏层上，并形成图案，然后于105℃条件下烘干5分钟即得复合功能墙纸
实施例5、制备复合功能墙纸
（1）将无纺布浸渍于阻燃剂整理液中10分钟，取出后于105℃条件下烘干5分钟得到基质层；其中，该阻燃整理液的组成为：有机磷系阻燃剂（磷酸氢二胍）20份、渗透剂XP-501份和水79份，均为重量份。
（2）将30重量份50%磷酸脒基脲水溶液、4重量份的聚乙二醇与61重量份无醛聚丙烯酸酯混合均匀，加入7重量份负离子远红外整理剂FK-830（中国纺织科学研究院），然后加入2重量份的水性色浆调色，用0.5重量份的羟乙基纤维素调节至适宜粘度，用平板刮涂在基质层上，形成胶黏层其克重为20g/m2；
（3）将粘胶纤维（其长度为3mm）浸渍于阻燃整理液中10分钟，取出后于105℃条件下烘干10分钟得到修饰层；该阻燃整理液与步骤（1）中所用的阻燃整理液的组成相同。
（4）将上述得到的修饰层经静电植绒植入至胶黏层上，并形成图案，然后于105℃条件下烘干5分钟即得复合功能墙纸
为了评价结果更为直观，实施例1~5制备的复合功能墙纸的阻燃性能参考GB/T5455—1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》进行检测，检测结果如表1所示。
表1实施例1~5制备的复合功能墙纸的阻燃性能
损毁长度（cm）  续燃时间（s）  阴燃时间（s）
  实施例1   12   0   0
  实施例2   10   0   0
  实施例3   9   0   0
  实施例4   10   0   0
  实施例5   11   0   0
实施例1~3制备的复合功能墙纸的除甲醛效果按照GB-T16127-1995《居室空气中甲醛的卫生标准》和标准编号：JC/T1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》进行检测和评价，检测结果如表2所示。
表2实施例1~3制备的复合功能墙纸的除甲醛性能
表3实施例1~3制备的复合功能墙纸的回潮性能
  实施例1   实施例2   实施例3
  回潮率%   0.8   0.9   0.8
由表1、表2和表3中数据可知，本发明提供的复合功能墙纸防火阻燃效果良好，达到不燃烧、不续燃、不阴燃；同时具有优异的除甲醛功能，随着测试时间的延迟，甲醛去除率变大，最后趋于稳定；回潮率低，基本与原纸相同。
表4实施例4制备的复合功能墙纸的抗菌防霉性能
表5实施例5制备的复合功能墙纸负离子远红外性能
  远红外法相发射率   负离子平均值（个/cm3）
  0.86   3120

Claims (13)

1.一种复合功能墙纸，其特征在于：所述墙纸由下至上依次由基质层、胶黏层和修饰层组成；
所述基质层为经阻燃整理液处理的无纺纸、无纺布或平织布；
所述胶黏层包括粘合剂、阻燃粉和添加剂；
所述修饰层为经阻燃整理液处理的印刷层或静电植绒层；
所述胶黏层还包括除甲醛超微粉体；
所述阻燃整理液由氮磷系阻燃剂、渗透剂和水组成，其组成如下，均为重量份：氮磷系阻燃剂 20~30份；渗透剂 1~3份；和水 67~79份。
2.根据权利要求1所述的功能墙纸，其特征在：所述除甲醛超微粉体由二氧化钛超微粉体、氧化锌超微粉体、氧化锡超微粉体、硫化锌超微粉体、氧化铁超微粉体和硅藻土超微粉体组成。
3.根据权利要求1或2所述的功能墙纸，其特征在：所述胶黏层还包括抗菌防霉剂。
4.根据权利要求1或2所述的功能墙纸，其特征在：所述胶黏层还包括负离子远红外整理剂。
5.根据权利要求1或2所述的功能墙纸，其特征在于：所述胶黏层的克重为15g/m2~30g/m2。
6.根据权利要求1所述的功能墙纸，其特征在于：
所述粘合剂为聚氨酯或聚丙烯酸酯；
所述阻燃粉为磷氮系阻燃剂或溴锑系阻燃剂制成；
所述添加剂为分散剂、增稠剂和色浆中至少一种； 所述分散剂为聚乙二醇；
所述增稠剂为纤维素醚；
所述静电植绒层所用到的绒毛为尼龙短纤维或粘胶短纤维。
7.根据权利要求3所述的功能墙纸，其特征在于：
所述粘合剂为聚氨酯或聚丙烯酸酯；
所述阻燃粉为磷氮系阻燃剂或溴锑系阻燃剂制成；
所述抗菌防霉剂为季铵盐类高分子聚合物；
所述添加剂为分散剂、增稠剂和色浆中至少一种； 所述分散剂为聚乙二醇；
所述增稠剂为纤维素醚；
所述静电植绒层所用到的绒毛为尼龙短纤维或粘胶短纤维。
8.根据权利要求4所述的功能墙纸，其特征在于：
所述粘合剂为聚氨酯或聚丙烯酸酯；
所述阻燃粉为磷氮系阻燃剂或溴锑系阻燃剂制成；
所述负离子远红外整理剂为天然矿物粉体；
所述添加剂为分散剂、增稠剂和色浆中至少一种； 所述分散剂为聚乙二醇；
所述增稠剂为纤维素醚；
所述静电植绒层所用到的绒毛为尼龙短纤维或粘胶短纤维。
9.根据权利要求6所述的功能墙纸，其特征在于：所述功能墙纸由粘合剂、阻燃粉、除甲醛超微粉体、分散剂、增稠剂和色浆组成，其组成如下，均为重量份：
粘合剂 46~65.5份；阻燃粉 20~30份；除甲醛超微粉体 10~15份；分散剂 3~5份；增稠剂 0.5~1份；和色浆 1~3份。
10.根据权利要求7所述的功能墙纸，其特征在于：所述功能墙纸由粘合剂、阻燃粉、抗菌剂、分散剂、增稠剂和色浆组成，其组成如下，均为重量份：
粘合剂 55~71.5份；阻燃粉 20~30份；抗菌防霉剂 4~6份；分散剂 3~5份；增稠剂 0.5~1份；和色浆 1~3份。
11.根据权利要求8所述的功能墙纸，其特征在于：所述功能墙纸由粘合剂、阻燃粉、负离子远红外整理剂、分散剂、增稠剂和色浆组成，其组成如下，均为重量份：
粘合剂 53~69.5份；阻燃粉 20~30份；负离子远红外整理剂 6~8份；分散剂 3~5份；增稠剂 0.5~1份；和色浆 1~3份。
12.权利要求1-11中任一所述复合功能墙纸的制备方法，包括如下步骤：
（1）将无纺纸、无纺布或平织布浸渍于所述阻燃整理液中，取出后烘干即得所述基质层；
（2）将阻燃粉和添加剂与除甲醛超微粉体、抗菌防霉剂和负离子远红外整理剂中至少一种分散于所述粘合剂中，搅拌均匀后涂于所述基质层上即得所述胶黏层；
（3）将所述印刷层或静电植绒层浸渍于所述阻燃整理液中，取出后烘干即得所述修饰层；
（4）将所述修饰层贴附于所述胶黏层上经烘干即得产品。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述浸渍的时间为3~10分钟；所述烘干的温度为100℃~105℃，所述烘干的时间为3~5分钟；步骤（2）中，所述搅拌的转速为1800r/min~2000r/min；步骤（3）中，所述浸渍的时间为3~10分钟；所述烘干的温度为100℃~105℃，所述烘干的时间为5~10分钟；步骤（4）中，所述烘干的温度为100℃~105℃，所述烘干的时间为3~5分钟。
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