CN103012945A - 一种环保壁纸及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种环保壁纸，包括竹炭颗粒、硅藻土颗粒、电气石颗粒、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、润滑剂和增塑剂。其制备方法为，竹炭颗粒和硅藻土颗粒混合，浸泡AgNO₃溶液，搅拌离心分离，浸泡KHCO₃溶液，离心分离，浸泡于Na₂HPO₄中，搅拌离心分离并水洗干燥。所得物质和电气石颗粒混合并将其与水分散成悬浮液状态，加硅烷偶联剂，搅拌静置分出水相后干燥。所得物质与苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、增塑剂和润滑剂进行共混造粒，压延，冷却，即得。本壁纸利用竹炭与硅藻土协同吸附效应，充分发挥了壁纸吸附与远红外辐射功能。优异的吸附、远红外辐射、负离子释放性能。

Description

一种环保壁纸及其制备方法

技术领域

本发明属于一种环保壁纸材料及其制备方法领域，特别涉及一种环保壁纸其制备方法。

背景技术

伴随着社会的进步，生活水平的逐渐提高，人们展开了大规模的室内装修。但各种各样粘结剂、有机涂料等的使用使得室内VOCs严重超标，引发了各种新居综合症。因此，室内环境对自身及家人健康的影响受到了越来越多人的关注。同时，人们也从起初对室内装修美观的要求发展到了对功能化的需求。

室内装修装潢所用壁纸因其具备有施工容易、方便改造原有房屋的特点，而越来越被广大居民接受。壁纸按材质可分为：纯纸壁纸、纸基PVC壁纸、无纺布壁纸、布面壁纸等，这些壁纸产品丰富、技术相对成熟，但在生产时原料或多或少要应用到木材、稻草、芦苇等植物纤维，这势必要砍伐树木，破坏绿地。此外，在众多的壁纸中皆以保护墙面、美化室内为主，具备吸附功能的壁纸鲜有。因此，有必要开发非植物纤维基功能化壁纸，一方面可保护树木节约资源。另一方面具备净化功能的壁纸可在一定程度上减轻室内污染，改善人们生活环境。

自国家禁止砍伐树木起，竹材的有效利用得到了重视，竹材生长周期短属可再生资源，三到五年的成竹即可炭化得到竹炭。竹炭有着丰富的孔道结构具备有吸附性、辐射远红外、释放负离子和电磁屏蔽效应等，见《竹炭竹醋液的生产与应用》。硅藻土在我国吉林长白地区分布较多，它是一种类似白垩的软质粉状物质，具有多孔、密度低、比表面积大、化学性质稳定等特点，具有一定的吸附性。电气石作为一种功能性矿物因其具有远红外辐射效应在人体保健中已有广泛应用。

本发明所得壁纸，以高分子聚合物为基材，以可再生资源竹炭和无机功能性粉体电气石和硅藻土为主要填料，通过负载、改性、共混、压延，得到了一种新型环保壁纸。一方面避免了传统造纸技术中植物纤维的应用，节约了资源。另一方面，通过对竹炭与硅藻土的改性，使得壁纸不仅具备着吸附、远红外辐射、负氧离子释放等性能，而且具备可见光催化的特点，一定程度上解决了饱和吸附的缺点，从而进一步分解有机物，达到室内净化的目的。

在与本发明相关的研究中，CN 1483892A公开了一种竹炭纸的方法，该纸具有吸附性、透气性及发散远红外线和负离子特性，但其主要配料由竹炭和针叶木浆组成，仍属植物纤维基纸张，并且该项发明不具备催化作用，存在吸附饱和的缺点。CN 102277794A公开了一种硅藻土环保壁纸的制备方法，该方法先制得含有硅藻土的涂料，然后将涂料涂覆于纸张上得硅藻土环保壁纸，本质上仍为植物纤维纸，同样也存在吸附饱和的缺点。

本发明所得环保壁纸可应用于高档会所、私人别墅、图书馆、博物馆等的装饰装修，或其它对室内空气质量要求较高的场所。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种环保壁纸，本发明的另一个目的是提供其制备方法。本壁纸及其制备方法得到是非植物纤维基功能化壁纸，是一种拥有吸附、可见光催化、远红外辐射和负氧离子释放的环保壁纸。

采用的技术方案是：

一种环保壁纸，包括10～20％的竹炭颗粒、25～30％的硅藻土颗粒、15～20％的电气石颗粒、10~15%的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、9~20%的线性低密度聚乙烯、2~6%的高密度聚乙烯、润滑剂0.5~1%和增塑剂0.5~1.5%。所述的百分数为重量百分比。

竹炭颗粒、硅藻土颗粒和电气石颗粒过1000目筛。

润滑剂为石腊、甘油或硅油。

增塑剂为：五氯硬脂酸甲脂或氯甲氧基油酸甲酯。

一种环保壁纸的制备方法：包括下列步骤：

第一步、取上述的原料备用。

第二步、1)取竹炭颗粒和硅藻土颗粒混合，并浸泡于足量0.01mol/L的AgNO₃溶液中，搅拌10~30min，离心分离取出固体相后，再浸泡于足量的KHCO₃溶液中，使银离子与KHCO₃反应完全，继续搅拌10~30min，离心分离取出固体相后，再浸泡于足量的0.01mol/L的Na₂HPO₄中，搅拌1~4h，离心分离并利用蒸馏水洗涤后于温度60℃干燥3~5d，得到负载有Ag₃PO₄的竹炭颗粒和硅藻土颗粒混合物，记作混合物A。

2)将混合物A和电气石颗粒混合，充分搅拌，记作混合物B。取占混合物B质量分数为30~50%的水将其分散成悬浮液状态，再加入占混合物B质量分数为0.7~1%的硅烷偶联剂，室温搅拌后静置，分出水相后干燥，从而得到经过改性的负载有Ag₃PO₄的竹炭颗粒、硅藻土颗粒，以及改性电气石颗粒，记作混合物C。

第三步、将第二步得到的混合物C、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、增塑剂和润滑剂进行共混造粒，然后于温度110~130℃压延成设定厚度，冷却，得到环保壁纸。

上述的AgNO₃溶液浓度为0.01mol/L，Na₂HPO₄溶液浓度为0.01mol/L。硅烷偶联剂为：KH550，KH560或KH570。

其优点在于：

本发明是在长期研究非植物纤维壁纸、无机粉体改性的基础上，经过反复探索工艺过程而获得的。其利用有机无机复合原理，借助高分子成膜特性和填充物自身特点，制备出环保功能性壁纸。利用竹炭与硅藻土协同吸附效应，竹炭与电气石协同辐射远红外机制，充分发挥了壁纸吸附与远红外辐射功能。而通过利用带隙能为1.9eV的Ag₃PO₄的负载，赋予了竹炭、硅藻土可见光催化性能，解决了吸附饱和的缺点。所生产的环保壁纸未使用非可生资源植物纤维，通过功能性矿物电气石，竹炭与硅藻土的有效填充使壁纸具备了优异的吸附、远红外辐射、负离子释放性能。克服现有壁纸没有吸附性或吸附饱和的缺点。

在本发明中所要提到的是，利用硅烷偶联剂对竹炭的改性较为困难，导致竹炭的添加量不能太高，过高的填充会导致压延困难且最终制品掉粉，从而影响制品外观与力学性能，在本配方中，竹炭不可超过总重的20%。

采用本发明所生产的环保壁纸，其比表面积达到190~430m²/g，按照GB/T18204.26-2000测试，测试其初始浓度和48h后的浓度，得甲醛的去除率达12~21%，并且于14~22d，甲醛浓度为0，去除率达到100%。按照GB11737-89测试，测试其初始浓度和48h后的浓度，得苯的去除率达11%~19%，并且于15~24d，苯浓度为0，去除率达到100%。

采用IR-1型发射率测试仪测得远红外辐射0.9~0.96，按照SFJJ-QWX25-2006《负离子浓度检验细则》测得负离子释放量为1700~4100个/cm³。

8~14μm的远红外线被称为生命光波，可引起人体细胞的原子和分子产生共振，促使皮下深层温度上升，并使微血管扩张，加速血液循环，加快新陈代谢，具有一定的理疗作用。空气负离子不仅可使人精力旺盛，消除倦怠，降低疾病发病率，预防感冒和呼吸道疾病，改善心、脑血管疾病的症状。而且又可起到净化空气的作用，负离子能使空气中微米级的尘埃相结合，通过正负离子吸引、碰撞形成团聚体而落地。

所以，本发明的集吸附、可见光催化、远红外辐射、释放负离子于一体的环保壁纸在室内装饰装修有着一定的应用前景，特别是对室内空气质量有较高要求的场所。

具体实施方式

实施例1

一种环保壁纸，包括重量百分比为10％的竹炭颗粒、30％的硅藻土颗粒、20％的电气石颗粒、15%的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、19%的线性低密度聚乙烯、5%的高密度聚乙烯、润滑剂0.5%和增塑剂0.5%。

竹炭颗粒、硅藻土颗粒和电气石颗粒过1000目筛。

润滑剂为石腊。

增塑剂为五氯硬脂酸甲脂。

所述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物为市售巴陵石化YH-815，线性低密度聚乙烯为市售茂名石化7042，高密度聚乙烯为市售燕山石化5200B。

一种环保壁纸的制备方法：包括下列步骤：

第一步、取本实施例中所述的原料备用。

第二步、1）取竹炭颗粒和硅藻土颗粒混合，并浸泡于足量0.01mol/L的AgNO₃溶液中，搅拌30min，离心分离取出固体相后，再浸泡于足量的KHCO₃溶液中，使银离子与KHCO₃反应完全，继续搅拌30min，离心分离取出固体相后，再浸泡于足量的0.01mol/L的Na₂HPO₄中，搅拌4h，离心分离并利用蒸馏水洗涤后温度温度60℃干燥3d，得到负载有Ag₃PO₄的竹炭颗粒和硅藻土颗粒混合物，记作混合物A。 

2）将混合物A和电气石粉混合，充分搅拌，记作混合物B。取占混合物B质量分数为30%的水将其分散成悬浮液状态，再加入占混合物B质量分数为1%的硅烷偶联剂，室温搅拌后静置，分出水相后干燥，从而得到经过改性的负载有Ag₃PO₄的竹炭粉、硅藻土粉，以及改性电气石粉，记作混合物C。硅烷偶联剂为：KH550。

第三步、将第二步得到的混合物C、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、增塑剂和润滑剂进行共混造粒，然后于温度130℃压延，冷却，得到环保壁纸。

所生产的环保壁纸，其比表面积达到190m²/g，按标准测试甲醛初始浓度和48h后的浓度，去除率达13%，并且于20d，甲醛浓度为0，去除率达到100%。按标准测试苯初始浓度和48h后的浓度，去除率达11%，并且于24d，苯浓度为0，去除率达到100%。测得远红外辐射0.96，负离子释放量为1740个/cm³。

实施例2

一种环保壁纸，包括重量百分比为15％的竹炭颗粒、25％的硅藻土颗粒、20％的电气石颗粒、15%的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、20%的线性低密度聚乙烯、3%的高密度聚乙烯、润滑剂0.5%和增塑剂1.5%。

其中竹炭颗粒、硅藻土颗粒和电气石颗粒过1000目筛。

润滑剂为甘油。

增塑剂为氯甲氧基油酸甲酯。

所述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物为市售巴陵石化YH-815，线性低密度聚乙烯为市售茂名石化7042，高密度聚乙烯为市售燕山石化5200B。

一种环保壁纸的制备方法：包括下列步骤：

第一步、取本实施例中所述的原料备用。

第二步1）取竹炭颗粒和硅藻土颗粒混合，并浸泡于足量0.01mol/L的AgNO₃溶液中，搅拌20min，离心分离取出固体相后，再浸泡于足量的KHCO₃溶液中，使银离子与KHCO₃反应完全，继续搅拌20min，离心分离取出固体相后，再浸泡于足量的0.01mol/L的Na₂HPO₄中，搅拌3h，离心分离并利用蒸馏水洗涤后于温度60℃干燥5d，得到负载有Ag₃PO₄的竹炭颗粒和硅藻土颗粒混合物，记作混合物A。 

2）将混合物A和电气石颗粒混合，充分搅拌，记作混合物B。取占混合物B质量分数为30%的水将其分散成悬浮液状态，再加入占混合物B质量分数为0.7%的硅烷偶联剂，室温搅拌后静置，分出水相后干燥，从而得到经过改性的负载有Ag₃PO₄的竹炭颗粒、硅藻土颗粒，以及改性电气石颗粒，记作混合物C。硅烷偶联剂为： KH560。

第三步、将第二步得到的混合物C、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、增塑剂和润滑剂进行共混造粒，然后于温度110℃压延，冷却，得到环保壁纸。

所生产的环保壁纸，其比表面积达到270m²/g，按标准测试甲醛初始浓度和48h后的浓度，去除率达17%，并且于17d，甲醛浓度为0，去除率达到100%。按标准测试苯初始浓度和48h后的浓度，去除率达14%，并且于20d，苯浓度为0，去除率达到100%。测得远红外辐射0.95，负离子释放量为2370个/cm³。

实施例3

一种环保壁纸，包括原料重量百分比为20％的竹炭颗粒、30％的硅藻土颗粒、15％的电气石颗粒、10%的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、17%的线性低密度聚乙烯、6%的高密度聚乙烯、润滑剂1%和增塑剂1%。

竹炭颗粒、硅藻土颗粒和电气石颗粒过1000目筛。

润滑剂为硅油。

增塑剂为五氯硬脂酸甲脂。

所述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物为市售巴陵石化YH-815，线性低密度聚乙烯为市售茂名石化7042，高密度聚乙烯为市售燕山石化5200B。

一种环保壁纸的制备方法：包括下列步骤：

第一步、取本实施例中所述的原料备用。

第二步、1）取竹炭颗粒和硅藻土颗粒混合，并浸泡于足量0.01mol/L的AgNO₃溶液中，搅拌10min，离心分离取出固体相后，再浸泡于足量的KHCO₃溶液中，使银离子与KHCO₃反应完全，继续搅拌10min，离心分离取出固体相后，再浸泡于足量的0.01mol/L的Na₂HPO₄中，搅拌1h，离心分离并利用蒸馏水洗涤后温度温度60℃干燥5d，得到负载有Ag₃PO₄的竹炭颗粒和硅藻土颗粒混合物，记作混合物A。 

2）将混合物A和电气石颗粒混合，充分搅拌，记作混合物B。取占混合物B质量分数为40%的水将其分散成悬浮液状态，再加入占混合物B质量分数为0.8%的硅烷偶联剂，室温搅拌后静置，分出水相后干燥，从而得到经过改性的负载有Ag₃PO₄的竹炭颗粒、硅藻土颗粒，以及改性电气石颗粒，记作混合物C。硅烷偶联剂为KH570。

第三步、将第二步得到的混合物C、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、增塑剂和润滑剂进行共混造粒，然后于温度110℃压延，冷却，得到环保壁纸。

所生产的环保壁纸，其比表面积达到410m²/g，按标准测试甲醛初始浓度和48h后的浓度，去除率达21%，并且于16d，甲醛浓度为0，去除率达到100%。按标准测试苯初始浓度和48h后的浓度，去除率达14%，并且于17d，苯浓度为0，去除率达到100%。测得远红外辐射0.95，负离子释放量为3090个/cm³。

实施例4

一种环保壁纸，包括原料重量百分比为20％的竹炭颗粒、30％的硅藻土颗粒、20％的电气石颗粒、15%的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、9%的线性低密度聚乙烯、3.5%的高密度聚乙烯、润滑剂1%和增塑剂1.5%。

其中竹炭颗粒、硅藻土颗粒和电气石颗粒过1000目筛。

润滑剂为石腊。

增塑剂为五氯硬脂酸甲脂。

所述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物为市售巴陵石化YH-815，线性低密度聚乙烯为市售茂名石化7042，高密度聚乙烯为市售燕山石化5200B。

一种环保壁纸的制备方法：包括下列步骤：

第一步、取本实施例中所述的原料备用。

第二步、1）取竹炭颗粒和硅藻土颗粒混合，并浸泡于足量0.01mol/L的AgNO₃溶液中，搅拌15min，离心分离取出固体相后，再浸泡于足量的KHCO₃溶液中，使银离子与KHCO₃反应完全，继续搅拌15min，离心分离取出固体相后，再浸泡于足量的0.01mol/L的Na₂HPO₄中，搅拌1h，离心分离并利用蒸馏水洗涤后温度60℃干燥4d，得到负载有Ag₃PO₄的竹炭颗粒和硅藻土颗粒混合物，记作混合物A。 

2）将混合物A和电气石颗粒混合，充分搅拌，记作混合物B。取占混合物B质量分数为45%的水将其分散成悬浮液状态，再加入占混合物B质量分数为0.7%的硅烷偶联剂，室温搅拌后静置，分出水相后干燥，从而得到经过改性的负载有Ag₃PO₄的竹炭颗粒、硅藻土颗粒，以及改性电气石颗粒，记作混合物C。硅烷偶联剂为：KH550。

第三步、将第二步得到的混合物C、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、增塑剂和润滑剂进行共混造粒，然后于温度130℃压延，冷却，得到环保壁纸。

所生产的环保壁纸，其比表面积达到430m²/g，按标准测试甲醛初始浓度和48h后的浓度，去除率达20%，并且于14d，甲醛浓度为0，去除率达到100%。按标准测试苯初始浓度和48h后的浓度，去除率达18%，并且于15d，苯浓度为0，去除率达到100%。测得远红外辐射0.94，负离子释放量为4030个/cm³。

实施例5

一种环保壁纸，包括原料重量百分比为20％的竹炭颗粒、30％的硅藻土颗粒、20％的电气石颗粒、15%的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、10.5%的线性低密度聚乙烯、2%的高密度聚乙烯、润滑剂1%和增塑剂1.5%。

其中竹炭颗粒、硅藻土颗粒和电气石颗粒过1000目筛。

润滑剂为甘油。

增塑剂为氯甲氧基油酸甲酯。

所述苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物为市售巴陵石化YH-815，线性低密度聚乙烯为市售茂名石化7042，高密度聚乙烯为市售燕山石化5200B。

一种环保壁纸的制备方法：包括下列步骤：

第一步、取本实施例中所述的原料备用。

第二步、1）取竹炭颗粒和硅藻土颗粒混合，并浸泡于足量0.01mol/L的AgNO₃溶液中，搅拌25min，离心分离取出固体相后，再浸泡于足量的KHCO₃溶液中，使银离子与KHCO₃反应完全，继续搅拌25min，离心分离取出固体相后，再浸泡于足量的0.01mol/L的Na₂HPO₄中，搅拌4h，离心分离并利用蒸馏水洗涤后温度温度60℃干燥5d，得到负载有Ag₃PO₄的竹炭颗粒和硅藻土颗粒混合物，记作混合物A。 

2）将混合物A和电气石颗粒混合，充分搅拌，记作混合物B。取占混合物B质量分数为50%的水将其分散成悬浮液状态，再加入占混合物B质量分数为0.7%的硅烷偶联剂，室温搅拌后静置，分出水相后干燥，从而得到经过改性的负载有Ag₃PO₄的竹炭颗粒、硅藻土颗粒，以及改性电气石颗粒，记作混合物C。硅烷偶联剂为KH560。

第三步、将第二步得到的混合物C、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、增塑剂和润滑剂进行共混造粒，然后于温度110℃压延，冷却，得到环保壁纸。

所生产的环保壁纸，其比表面积达到430m²/g，按标准测试甲醛初始浓度和48h后的浓度，去除率达21%，并且于15d，甲醛浓度为0，去除率达到100%。按标准测试苯初始浓度和48h后的浓度，去除率达19%，并且于15d，苯浓度为0，去除率达到100%。测得远红外辐射0.96，负离子释放量为3950个/cm³。

Claims (6)

1.一种环保壁纸，包括10～20％的竹炭颗粒、25～30％的硅藻土颗粒、15～20％的电气石颗粒、10~15%的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、9~20%的线性低密度聚乙烯、2~6%的高密度聚乙烯、润滑剂0.5~1%和增塑剂0.5~1.5%；所述的百分数为重量百分比。

2.根据权利要求1所述的一种环保壁纸，其特征在于：所述的竹炭颗粒、硅藻土颗粒和电气石颗粒过1000目筛。

3.根据权利要求1所述的一种环保壁纸，其特征在于：润滑剂为石腊、甘油或硅油。

4.根据权利要求1所述的一种环保壁纸，其特征在于：增塑剂为：五氯硬脂酸甲脂或氯甲氧基油酸甲酯。

5.根据权利要求1所述的一种环保壁纸的制备方法：其特征在于包括下列步骤：

第一步、取上述的原料备用；

第二步、1)取竹炭颗粒和硅藻土颗粒混合，并浸泡于足量0.01mol/L的AgNO₃溶液中，搅拌10~30min，离心分离取出固体相后，再浸泡于足量的KHCO₃溶液中，使银离子与KHCO₃反应完全，继续搅拌10~30min，离心分离取出固体相后，再浸泡于足量的0.01mol/L的Na₂HPO₄中，搅拌1~4h，离心分离并利用蒸馏水洗涤后于温度60℃干燥3~5d，得到负载有Ag₃PO₄的竹炭颗粒和硅藻土颗粒混合物，记作混合物A；

2)将混合物A和电气石颗粒混合，充分搅拌，记作混合物B；取占混合物B质量分数为30~50%的水将其分散成悬浮液状态，再加入占混合物B质量分数为0.7~1%的硅烷偶联剂，室温搅拌后静置，分出水相后干燥，从而得到经过改性的负载有Ag₃PO₄的竹炭颗粒、硅藻土颗粒，以及改性电气石颗粒，记作混合物C；

第三步、将第二步得到的混合物C、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、线性低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、增塑剂和润滑剂进行共混造粒，然后于温度110~130℃压延，冷却，得到环保壁纸。

6.根据权利要求5所述的一种环保壁纸的制备方法，其特征在于：第二步中上述的AgNO₃溶液浓度为0.01mol/L，Na₂HPO₄溶液浓度为0.01mol/L；硅烷偶联剂为：KH550，KH560或KH570。