CN102943415B - 具有分解甲醛功能的墙面装饰材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有分解甲醛功能的墙面装饰材料及其制备方法，该墙面装饰材料为墙纸或墙布，包括基材和装饰图案层；所述装饰图案层为油墨层或发泡塑料层；墙面装饰材料还包括微粉颗粒；微粉颗粒粘结固定在装饰图案层上；微粉颗粒在每平方米的墙面装饰材料上的质量为0.1g～8g。所述微粉颗粒包括1wt%~50wt%的二氧化硅气凝胶微粉颗粒和50wt%~99wt%的纳米二氧化钛微粉颗粒。由于大部分的纳米二氧化钛微粉颗粒分散在二氧化硅气凝胶微粉颗粒中，因此本发明的墙面装饰材料表面上的纳米二氧化钛微粉颗粒与被甲醛污染的空气接触面积变大，可以充分的与甲醛接触而催化反应，起到净化室内空气的作用。
Description
技术领域
本发明涉及墙面装饰材料，具体涉及一种具有分解甲醛功能的墙面装饰材料及其制备方法。本发明的墙面装饰材料是指墙纸或墙布。
背景技术
人们每天平均大约有80%以上的时间在室内度过。随着生产和生活方式的更加现代化，更多的工作和文娱体育活动都可在室内进行，这样人们的室内活动时间就更多，甚至高达93%以上。因此，室内空气质量对人体健康的关系就显得更加密切更加重要。
随着室内越来越多地使用复合板材制造的家具、地板，室内装修使用的材料越来越复杂，这些装修材料、地板、家具等中的甲醛会慢慢挥发至空气中，对人体健康产生影响。
为了去除室内空气中的甲醛，人们在室内放置能够吸收甲醛的植物、吸附剂例如活性炭吸附剂，或者使用具有分解甲醛功能的内墙涂料、壁纸等。
例如中国专利文献CN1887977A（申请号200510027294.8）公开了一种除甲醛、抗菌、净化空气的内墙涂料，由二氧化钛纳米级微粉、氧化锌纳米级微粉、奇冰石微粉、氧化镁微粉、铁纳米微粉、氧化铜微粉以及成膜组分、颜料、助剂和水组成，粉刷在墙壁后，在光照下，甲醛会在二氧化钛微粉的催化下降解为二氧化碳和水，对室内空气起到净化作用。但是由于涂料中的二氧化钛纳米级微粉、氧化锌纳米级微粉、奇冰石微粉、氧化镁微粉等功能性微粉的表面会被涂料中的其他组分如成膜组分、颜料、助剂覆盖，因此减弱了微粉的作用。
中国专利文献CN2825281Y（申请号200520010093.2）公开了一种具有空气净化功能的墙纸，由基纸层、装饰层和空气净化层组成，基质层和装饰层通过胶粘合在一起，含有光触媒的空气净化层通过无机黏合剂粘结在装饰层的表面，所述光触媒主要为纳米级二氧化钛；空气净化层可通过含有无机黏合剂的光触媒喷雾剂喷涂在装饰层的表面形成，也可以薄膜涂层方式涂布在装饰层上。上述墙纸的纳米二氧化钛粉末是通过黏合剂粘结在墙纸的装饰层上，不可避免的，有部分纳米二氧化钛粉末被包裹在黏合剂中，不能发挥光催化氧化还原的作用。
中国专利文献CN202139789U（申请号201120192367.X）公开了一种空气净化墙布结构，包括墙体，在墙体上涂覆有粘结层，在粘结层上覆盖有底漆层，底漆层上覆盖有印花浆料层，印花浆料层上覆盖有面漆层；所述的粘结层由除醛节能腻子制成，所述的底漆层由水溶性底漆制成，所述的面漆层由空气净化抗菌胶制成。但是该文献并未具体公开空气净化抗菌胶，而且该种空气净化墙布结构施工复杂，需要4道工序才能完成，装修效率不高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有分解甲醛功能的墙面装饰材料及其制备方法。
实现本发明目的的技术方案是一种具有分解甲醛功能的墙面装饰材料，该墙面装饰材料为墙纸或墙布，包括基材和装饰图案层；所述基材为纸、无纺纸、针织布或无纺布，且基材具有第一表面和第二表面；所述装饰图案层为油墨层或发泡塑料层，且装饰图案层粘结固定在基材的第一表面上；墙面装饰材料还包括微粉颗粒；微粉颗粒粘结固定在装饰图案层上；微粉颗粒在每平方米的墙面装饰材料上的质量为0.1g～8g。
所述微粉颗粒包括1wt%~50wt%的二氧化硅气凝胶微粉颗粒和50wt%~99wt%的纳米二氧化钛微粉颗粒；二氧化硅气凝胶微粉颗粒的各个颗粒的1/6～4/5位于装饰图案层的表面树脂中，各个颗粒的其余部分直接暴露在空气中；一部分纳米二氧化钛微粉颗粒位于二氧化硅气凝胶微粉颗粒的纳米多孔结构中，剩余的纳米二氧化钛微粉颗粒的各个颗粒的1/6～4/5位于装饰图案层的表面树脂中，该剩余的纳米二氧化钛微粉颗粒的各个颗粒的其余部分直接暴露在空气中。
所述纳米二氧化钛微粉颗粒由数量为60%～80%的锐钛型纳米二氧化钛和数量为20%～40%的金红石型纳米二氧化钛组成。
所述微粉颗粒包括20wt%~50wt%的二氧化硅气凝胶微粉颗粒和50wt%~80wt%的纳米二氧化钛微粉颗粒。
所述二氧化硅气凝胶微粉颗粒的粒度为200~1000目；纳米二氧化钛微粉颗粒的粒径为1nm～100nm。
上述具有分解甲醛功能的墙面装饰材料的制备方法包括以下步骤：
①配置微粉颗粒油墨：将1g~50g二氧化硅气凝胶微粉颗粒和50g~99g的纳米二氧化钛微粉颗粒的加入0.1~100L水中，搅拌60分钟~300分钟后得到微粉颗粒油墨待用。
②通过印刷、喷涂、浸渍或涂刷的方式将步骤①配置的微粉颗粒油墨覆在普通墙纸或普通墙布的装饰图案层上；所述普通墙纸的两个表面或普通墙布的两个表面均为未设置功能性微粉颗粒的表面。
③将步骤②覆有微粉颗粒油墨的墙纸或墙布送入烘箱中，在100℃～210℃下烘干后取出，冷却得到具有分解甲醛功能的墙纸或具有分解甲醛功能的墙布。
当装饰图案层为油墨层时，步骤③中，在高温下，微粉颗粒油墨中的水被烘烤挥发后，作为装饰图案层的油墨层发软变成粘稠状态，此时微粉颗粒油墨中的微粉颗粒在重力作用下嵌入并粘结在油墨层中，待油墨层冷却变硬后，微粉颗粒则固定在作为装饰图案层的油墨层的树脂中。
当装饰图案层为发泡塑料层时，步骤③中，在高温下，微粉颗粒油墨中的水被烘烤挥发后，作为装饰图案层的发泡塑料层受热发软变成粘稠状态，此时微粉颗粒油墨中的微粉颗粒在重力作用下嵌入并粘结在发泡塑料层中，待发泡塑料层冷却变硬后，微粉颗粒则固定在作为装饰图案层的发泡塑料层中。
本发明具有积极的效果：
（1）本发明的墙面装饰材料表面上的微粉颗粒只有一部分长度嵌入粘结在装饰图案层中，其余部分均直接暴露在空气中，因此墙面装饰材料表面上的微粉颗粒能够无障碍的接受室内光照，从而光照下纳米二氧化钛微粉可以尽可能地与空气中的甲醛接触而催化反应，起到净化室内空气的作用。
（2）二氧化硅气凝胶微粉颗粒是一种由纳米粒子组成的固体材料，具有高通透性的三维纳米网络结构；二氧化硅气凝胶微粉颗粒具有纳米多孔结构，且比表面积较大（600~1200m2/g），其孔隙率高达90%以上，且孔洞又与外界相通，这些特点使二氧化硅气凝胶微粉颗粒具有非常良好的吸附性，有利于纳米二氧化钛微粉颗粒非常均匀地分散于作为载体的二氧化硅气凝胶微粉颗粒中。因此纳米二氧化钛微粉颗粒和二氧化硅气凝胶微粉颗粒混合均匀后，大部分的纳米二氧化钛微粉颗粒分散在二氧化硅气凝胶微粉颗粒中，即纳米二氧化钛微粉颗粒进入二氧化硅气凝胶微粉颗粒的纳米多孔结构中；因此本发明的墙面装饰材料表面上的纳米二氧化钛微粉颗粒与被甲醛污染的空气接触面积变大，可以充分的与甲醛接触而催化反应，起到净化室内空气的作用。
（3）纯净的二氧化硅气凝胶微粉颗粒是透明无色的，它的折射率为1.006~1.06，非常接近于空气的折射率，因此二氧化硅气凝胶微粉颗粒对入射的室内光几乎没有反射损失，能有效地透过室内光。因此分散在二氧化硅气凝胶微粉颗粒中的纳米二氧化钛微粉颗粒在紫外线的作用下能够有效催化、光解甲醛。
附图说明
图1为本发明的墙面装饰材料的示意图，图中未画出纳米二氧化钛微粉颗粒位于二氧化硅气凝胶微粉颗粒的纳米多孔结构中的示意；
附图中的标记如下：基材1，第一表面11，第二表面12，装饰图案层2，微粉颗粒3。
具体实施方式
（实施例1、具有分解甲醛功能的墙纸）
本实施例的具有分解甲醛功能的墙面装饰材料为具有分解甲醛功能的墙纸。
见图1，本实施例的具有分解甲醛功能的墙纸包括基材1、装饰图案层2和微粉颗粒3，基材1具有第一表面11和第二表面12，装饰图案层2粘结固定在基材1的第一表面11上。微粉颗粒3粘结固定在装饰图案层2的表面树脂中或吸附在没有被装饰图案层2覆盖的基材1的表层上；每平米的墙纸上固定有0.1g～8g微粉颗粒3（本实施例中为2g）。本实施例中装饰图案层2完全覆盖基材1，因此微粉颗粒3粘结固定在装饰图案层2的表面树脂中中。
所述基材1为纸或无纺纸，可以是市场上已有墙纸所使用的各种纸质基材。
所述装饰图案层2为油墨层或发泡塑料层。
所述微粉颗粒3包括1wt%~50wt%的二氧化硅气凝胶微粉颗粒和50wt%~99wt%的纳米二氧化钛微粉颗粒，上述两种微粉颗粒在装饰图案层2表面均匀分布或以有序图形或者图画的形式分散在装饰图案层2表面。其中二氧化硅气凝胶微粉颗粒的粒度为200~1000目（本实施例中为400目），纳米二氧化钛微粉颗粒的粒径为1nm～100nm。
所述纳米二氧化钛微粉颗粒由数量为60%～80%的锐钛型纳米二氧化钛和数量为20%～40%的金红石型纳米二氧化钛组成。
由于二氧化硅气凝胶具有纳米多孔结构，孔隙率高达90%以上，因此在分散过程中，大部分的纳米二氧化钛微粉颗粒会进入二氧化硅气凝胶微粉颗粒的纳米多孔结构中。
在具有分解甲醛功能的墙纸的装饰图案层2上，二氧化硅气凝胶微粉颗粒的各个颗粒的1/6～4/5位于装饰图案层2的表面树脂中，其余部分直接暴露在空气中；而有一部分纳米二氧化钛微粉颗粒位于二氧化硅气凝胶微粉颗粒的纳米多孔结构中，剩余的纳米二氧化钛微粉颗粒的各个颗粒的1/6～4/5位于装饰图案层2的表面树脂中，其余部分直接暴露在空气中。
对于本实施例的墙纸的装饰图案层2上的纳米二氧化钛微粉颗粒，二氧化钛微粉颗粒的一部分位于二氧化硅气凝胶微粉颗粒的纳米多孔结构中；由于二氧化硅气凝胶微粉颗粒具有高透光率，对入射的室内光几乎没有反射损失，因此该部分微粉颗粒可以在室内光照射下光催化降解空气中的甲醛；同时由于二氧化硅气凝胶微粉颗粒的纳米多孔结构是三维立体结构，因此在纳米多孔结构中的纳米二氧化钛微粉颗粒与室内光及空气的接触面积更大，可以更加有效地光催化降解空气中的甲醛。剩余的直接嵌入并粘结在装饰图案层2的表面树脂中的纳米二氧化钛微粉颗粒的暴露在空气中的部分直接无障碍的接受室内光照，在光照下与空气中的甲醛接触而催化反应。因此本实施例的具有分解甲醛功能的墙纸对甲醛的光催化降解作用较强。上述室内光包括进入室内的太阳光和日光灯发出的光。
（实施例2、具有分解甲醛功能的墙布）
本实施例的具有分解甲醛功能的墙面装饰材料为具有分解甲醛功能的墙布。
本实施例的具有分解甲醛功能的墙布其余与实施例1相同，不同之处在于墙布的基材1为针织布或无纺布。
（实施例3、具有分解甲醛功能的墙纸的制备方法）
本实施例的制备方法制备的是实施例1所述的具有分解甲醛功能的墙纸。
具有分解甲醛功能的墙纸的制备方法包括以下步骤：
①配置微粉颗粒油墨：将1g~50g（本实施例中为20g）二氧化硅气凝胶微粉颗粒、50g~99g（本实施例中为80g）的纳米二氧化钛微粉颗粒的加入0.1~100L（本实施例中为20L）水中，搅拌60分钟~300分钟（本实施例中为180分钟）后得到微粉颗粒油墨待用。所述的纳米二氧化钛微粉颗粒由数量为60%～80%（本实施例中为65%）的锐钛型纳米二氧化钛和数量为20%～40%（本实施例中为35%）的金红石型纳米二氧化钛组成。
本实施例所用的二氧化硅气凝胶微粉颗粒为陕西盟创纳米新型材料股份有限公司生产的400目的二氧化硅气凝胶粉颗粒；所用的锐钛型纳米二氧化钛微粉颗粒为杭州万景新材料有限公司生产的型号为VK-TA18H的锐钛型纳米二氧化钛微粉颗粒，平均粒径为18nm；所用的金红石型纳米二氧化钛微粉颗粒为杭州万景新材料有限公司生产的型号为VK-T15的金红石型纳米二氧化钛微粉，其粒径为10～20nm。
②通过印刷、喷涂、浸渍或涂刷等方式（本实施例中为印刷）将步骤①配置的微粉颗粒油墨覆在普通墙纸的装饰图案层2的表面。本实施例的装饰图案层2为油墨层。所述普通墙纸是指市场上销售的上、下两个表面均未设置功能性微粉颗粒的墙纸。本实施例中是在泰州龙冉装饰材料有限公司的W-5系列中的墙纸上印刷步骤①配置的微粉颗粒油墨。
③将步骤②覆有微粉颗粒油墨的墙纸送入烘箱中，在100℃～210℃下（本实施例中为190℃）烘干后取出冷却得到具有分解甲醛功能的墙纸。由于在高温下，微粉颗粒油墨中的水被烘烤挥发后，作为装饰图案层2的油墨层受热发软变成粘稠液态，此时微粉颗粒油墨中的微粉颗粒在重力作用下嵌入并粘结在油墨层中，待油墨层冷却变硬后，微粉颗粒已经固定在作为装饰图案层2的油墨层中。
同样的，当装饰图案层2为发泡塑料时，在高温下，微粉颗粒油墨中的水被烘烤挥发后，作为装饰图案层2的发泡塑料层发软变成粘稠液态，此时微粉颗粒油墨中的微粉颗粒在重力作用下嵌入并粘结在发泡塑料层中，待发泡塑料层冷却变硬后，微粉颗粒已经固定在作为装饰图案层2的发泡塑料层中。
对本实施例得到的具有分解甲醛功能的墙纸进行甲醛去除率的检测。按照QB/T2761-2006室内空气净化产品净化效果测定方法进行检测。
检测方法如下：准备两个相同的1m3的甲醛检测试验舱，分别为1号试验舱和2号试验舱。试验舱的玻璃为石英玻璃。
在1号试验舱中悬挂3张1m2的本实施例制备的墙纸，3张墙纸不叠放；然后向1号试验舱中滴入0.60μL的甲醛后立即关闭舱门。开启1号试验舱的风扇，搅拌1min，使舱内空气与甲醛混匀后，关闭风扇。对1号试验舱内空气采样，测得1号试验舱中甲醛的浓度为0.63mg/m3。
在1号试验舱上方设置4盏30w的日光灯并接通电源，48小时光照后再次采样检测，测得1号试验舱中甲醛的浓度为0.10mg/m3。甲醛的分解率为84.1%。
在2号试验舱中悬挂3张1m2的不带功能性微粉的普通墙纸，3张墙纸不叠放；然后向2号试验舱中滴入0.60μL的甲醛后立即关闭舱门。打开2号试验舱的风扇，搅拌1min，使舱内空气与甲醛混匀后，关闭风扇。对2号试验舱内空气采样，测得2号试验舱中甲醛的浓度为0.62mg/m3。
在2号试验舱上方设置4盏30w的日光灯并接通电源，48小时光照后再次采样检测，测得2号试验舱中甲醛的浓度为0.62mg/m3。甲醛没有被分解。
上述甲醛的采样和分析按照GB/T18204.26-2000《公共场所空气中甲醛的测定方法方法》所规定的方法进行检测。
（实施例4、具有分解甲醛功能的墙布的制备方法）
本实施例的制备方法制备的是实施例2所述的具有分解甲醛功能的墙布。具有分解甲醛功能的墙布的制备方法其余与实施例3相同，不同之处在于：步骤②通过印刷、喷涂、浸渍或涂刷等方式（本实施例中为浸渍）将步骤①配置的微粉颗粒油墨覆在普通墙布的装饰图案层2的表面。所述普通墙布是指上、下两个表面均未设置功能性微粉颗粒的墙布。本实施例中是将泰州龙冉装饰材料有限公司的CL-100系列中的墙布浸渍在步骤①配置的微粉颗粒油墨中。
步骤③中覆有微粉颗粒油墨的墙布在210℃下烘干。
对本实施例得到的具有分解甲醛功能的墙布进行甲醛去除率的检测。
检测方法与实施例3的墙纸的检测方法相同。经检测，48小时光照后，测得1号试验舱中甲醛的浓度由初始的0.62mg/m3降至0.10mg/m3。甲醛的分解率为83.87%。
Claims (3)
1.一种具有分解甲醛功能的墙面装饰材料的制备方法，所述墙面装饰材料为墙纸或墙布，包括基材（1）和装饰图案层（2）；所述基材（1）为纸、针织布或无纺布，且基材（1）具有第一表面（11）和第二表面（12）；所述装饰图案层（2）为油墨层或发泡塑料层，且装饰图案层（2）粘结固定在基材（1）的第一表面（11）上；墙面装饰材料还包括微粉颗粒（3），微粉颗粒（3）粘结固定在装饰图案层（2）上；其特征在于包括以下步骤：
①配置微粉颗粒油墨：将1g~50g二氧化硅气凝胶微粉颗粒和50g~99g的纳米二氧化钛微粉颗粒加入0.1~100L水中，搅拌60分钟~300分钟后得到微粉颗粒油墨待用；
②通过印刷、喷涂、浸渍或涂刷的方式将步骤①配置的微粉颗粒油墨覆在普通墙纸或普通墙布的装饰图案层（2）上；所述普通墙纸的两个表面或普通墙布的两个表面均为未设置功能性微粉颗粒的表面；
③将步骤②覆有微粉颗粒油墨的墙纸或墙布送入烘箱中，在100℃～210℃下烘干后取出，冷却得到具有分解甲醛功能的墙纸或具有分解甲醛功能的墙布。
2.根据权利要求1所述的具有分解甲醛功能的墙面装饰材料的制备方法，其特征在于：当装饰图案层（2）为油墨层时，步骤③中，在高温下，微粉颗粒油墨中的水被烘烤挥发后，作为装饰图案层（2）的油墨层发软变成粘稠状态，此时微粉颗粒油墨中的微粉颗粒在重力作用下嵌入并粘结在油墨层中，待油墨层冷却变硬后，微粉颗粒则固定在作为装饰图案层（2）的油墨层的树脂中。
3.根据权利要求1所述的具有分解甲醛功能的墙面装饰材料的制备方法，其特征在于：当装饰图案层（2）为发泡塑料层时，步骤③中，在高温下，微粉颗粒油墨中的水被烘烤挥发后，作为装饰图案层（2）的发泡塑料层受热发软变成粘稠状态，此时微粉颗粒油墨中的微粉颗粒在重力作用下嵌入并粘结在发泡塑料层中，待发泡塑料层冷却变硬后，微粉颗粒则固定在作为装饰图案层（2）的发泡塑料层中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |