CN104496267A - 一种柔性陶瓷墙纸及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可卷曲的柔性陶瓷墙纸，由以下重量份的原料组分通过水系流延法制备而得：无机物粉料70-80重量份，分散剂0.5-1.5重量份，粘结剂5-10重量份；塑化剂3-7重量份，除泡剂0.1-1.0重量份，水10-15重量份；采用环境友好的水系流延工艺，制备方法简单、高效、成本低；制备出的0.5-1.5mm陶瓷墙纸强度高、卷曲柔韧性好，完全可代替普通有机墙纸，并具有耐高温耐氧化的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性陶瓷墙纸，属于陶瓷材料制备领域。
背景技术
墙纸是人们生活中大量使用的一种材料，一般都是采用天然有机物来制备，其主要的缺点是不能耐高温和抗氧化。
陶瓷墙纸由于采用无机物为填料且含有少量的有机高分子，使得其可以耐高温和抗氧化，而柔性陶瓷墙纸又完全克服了一般陶瓷薄板的脆性和没有柔韧性(低强度)的致命弱点。
流延成型是一种目前比较成熟的能获得高质量陶瓷基片及多层结构材料的成型方法，流延浆料由陶瓷粉体、溶剂、流延助剂(分散剂、结合剂、增塑剂)组成。由于溶剂的不同，流延工艺分为以有机物为溶剂的非水系流延和以水为溶剂的水系流延，非水系流延工艺目前比较成熟，已广泛用于电子陶瓷的片式元件的制备如氧化铝基板、片式电阻和片式电容等。但非水系流延的溶剂一般为有毒有机物(甲苯、二甲苯或丙酮等)，不仅对人体有害，而且严重污染环境。因此，开发环境友好型、低成本的水系流延技术成为新的趋势。本发明采用新型环保的水系流延制备柔性陶瓷墙纸。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可卷曲的柔性陶瓷墙纸，该陶瓷墙纸具有柔韧性且其强度高，厚度为0.5-1.5mm，面积大小范围为几百平方厘米到几平方米，取决于其成型设备(流延机的宽度和长度)的尺寸；完全可以替代普通墙纸粘贴在墙面上，并且可以起到耐高温的作用。该陶瓷墙纸的制备方法简单、高效、低成本。是一种极具市场价值的新型无机建材产品。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种可卷曲的柔性陶瓷墙纸，由以下重量份的原料组分通过水系流延法制备而得：
优选的，所述陶瓷墙纸的厚度为0.5-1.5mm，拉伸断裂强度为1-5MPa。所述陶瓷墙纸即由以上组分制成的流延坯片，未进行底面托布和表面漆画处理的陶瓷流延坯片；流延坯片的柔韧性一般使用弯曲半径来表示，一定厚情况下，坯片的弯曲半径越小其柔韧性越大。弯曲半径是指坯片弯曲成圆形后其上下表面没有出现裂纹的最小弯曲圆半径。当坯片弯曲时坯片的上表面受拉应力而下表面受压应力。
优选的，所述无机物粉体选自碳酸钙粉体、废陶瓷粉(废物利用)、氧化铝、氧化硅等惰性、五毒无害、常用廉价的无机粉体。其粒度为过250目筛(万孔筛)即可，即小于250目。
优选的，所述分散剂选自聚丙烯酸(PAA，分子量为8000-10000g/mol)、聚甲基丙烯酸(分子量为8000-10000g/mol)和柠檬酸等水溶性有机分散剂。
优选的，所述粘结剂选自聚乙烯醇(PVA，聚合度2000-5000)、水溶性乳胶和纤维素等水溶性有机粘结剂。
优选的，所述塑化剂选自聚乙二醇(PEG，聚合度400-600)和丙三醇等水溶性塑化剂。
优选的，所述除泡剂选自正丁醇。
本发明进一步提供所述的一种可卷曲的柔性陶瓷墙纸的制备方法，包括以下步骤：
(1)将无机物粉体加入球磨罐中，然后加水和分散剂，并通过加入一定的氨水使得悬浮液的pH为8.5-10.0；球磨一段时间后加入粘结剂和塑化剂再继续球磨；
(2)转移至在真空除泡机中，并同时加入除泡剂，进行真空除泡，制成水系流延浆料；
(3)在流延机上进行流延，流延机刀口高1～3mm，然后干燥后获得厚度为0.5-1.5mm的柔性陶瓷墙纸，其长度和宽度取决于流延机的尺寸；
其中，
优选的，步骤(1)中，所述球磨的转速为150-300转/分；无机物粉体、水、分散剂以及氨水在球磨罐中球磨12-24小时，然后加入粘结剂和塑化剂后再继续球磨12-24小时。
优选的，步骤(2)所述真空除泡的真空度为-0.1MPa。
优选的，步骤(3)中，所述干燥为自然干或低温(50℃～70℃)烘干。
优选的，在上述制得的陶瓷墙纸的一面上采用油漆绘制图案，另一面上进行托纱布处理，即采用粘结剂紧密粘附上厚0.1-0.2mm的纱布。所述粘结剂可以是聚乙烯醇(PVA，聚合度2000-5000)或聚乙烯醇缩丁醛(PVB，聚合度2000-5000)等。
本发明所述的可卷曲的柔性陶瓷墙纸在使用时，由于陶瓷纸的底面被托了一层薄薄的纱布，既增强了陶瓷纸的抗拉强度又使得陶瓷纸底面变得不光滑，有利于将其牢固地粘贴在墙壁上，使用普通的万能胶、AB胶或502胶都可能将其牢固地粘贴在墙壁上。
本发明的技术效果及优点在于：
通过优化原料配方，并选用与无机粉体材料相适的有机添加剂，采用环境友好的水系流延工艺，制备出可卷曲的柔性陶瓷墙纸。制备方法简单、高效、成本低。制备出的0.5-1.5mm陶瓷墙纸强度高、卷曲柔韧性好，完全可代替普通有机墙纸，并具有耐高温耐氧化的特点。
附图说明
图1实施例3制备的陶瓷墙纸(厚度为0.5mm，即未彩绘、未托布的陶瓷流延坯片)
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的技术方案。应理解，本发明提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤；还应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1：制备陶瓷墙纸
将碳酸钙粉体进行球磨，获得过250目筛的细度即可使用。称取75g碳酸钙粉体，置于球磨罐中，向球磨罐中加入12g水，同时加入1.0gPAA(分质量为8000g/mol)分散剂和采用氨水调节pH值为9.0。进行球磨15小时，球磨速度为150转/分。接着向球磨罐中加入7gPVA(聚合度2500)粘结剂和5gPEG(聚合度400)塑化剂，继续球磨15小时然后转移至真空除泡机(真空度-0.1MPa)，同时加入0.3g正丁醇除泡剂到浆料中后进行真空除泡10分钟，获得水系流延浆料；
将上述制备的浆料在流延机上流延成型。流延机刀口高度调节为1.5mm，通过在60度的温度下进行干燥后获得表面无缺陷、厚度为0.75mm的陶瓷流延坯片。
在陶瓷流延坯片的一面上采用油漆绘制图案，另一面上(进行托纱布处理)采用PVA(聚合度2000-5000)粘结剂紧密粘附上具有0.15mm厚度的纱布；即得可卷曲的柔性陶瓷墙纸成品，其抗拉伸强度、柔韧性数据见表1。
使用时，将502胶均匀薄薄地涂在墙面上，然后将陶瓷墙纸的底面(有纱布的面)紧贴于墙面，均匀地施加一定的力后并保持一定时间在壁纸上。陶瓷墙纸黏贴完毕。
实施例2
将碳酸钙粉体进行球磨，获得过250目筛的细度即可使用。称取70g碳酸钙粉体，置于球磨罐中，向球磨罐中加入10g水，同时加入1.5g柠檬酸分散剂和采用氨水调节pH值为8.5。进行球磨24小时，球磨速度为300转/分。接着向球磨罐中加入5g水溶性乳胶粘结剂和7gPEG(聚合度500)塑化剂，继续球磨24小时，然后转移至真空除泡机(真空度-0.1MPa)，同时加入1g正丁醇除泡剂到浆料中后进行真空除泡10分钟，获得水系流延浆料；
将上述制备的浆料在流延机上流延成型。流延机刀口高度调节为3mm，通过自然干燥后获得表面无缺陷、厚度为1.5mm的陶瓷流延坯片；
在陶瓷流延坯片的一面上采用油漆绘制图案，另一面上(进行托纱布处理)采用PVA(聚合度2000-5000)粘结剂紧密粘附上具有0.1mm厚度的纱布；即得可卷曲的柔性陶瓷墙纸，其抗拉伸强度和柔韧性数据见表1。
实施例3
将废陶瓷粉体进行球磨，获得过250目筛的细度即可使用。称取80g废陶瓷粉体，置于球磨罐中，向球磨罐中加入15g水，同时加入0.5g聚甲基丙烯酸(分子量为9000g/mol)分散剂和采用氨水调节pH值为10。进行球磨24小时，球磨速度为200转/分。接着向球磨罐中加入10g纤维素粘结剂和3g丙三醇塑化剂，继续球磨24小时，然后转移至真空除泡机(真空度-0.1MPa)，同时加入1g正丁醇除泡剂到浆料中后进行真空除泡10分钟，获得水系流延浆料；
将上述制备的浆料在流延机上流延成型。流延机刀口高度调节为1mm，通过在60度的温度下进行干燥后获得表面无缺陷、厚度为0.5mm的陶瓷流延坯片，如图1所示；
在陶瓷流延坯片的一面上采用油漆绘制图案，另一面上(进行托纱布处理)采用PVB(聚合度2000-5000)粘结剂紧密粘附上具有0.18mm厚度的纱布；即得可卷曲的柔性陶瓷墙纸，其强度、柔韧性以及脆性数据见表1。
表1实施例1-3制得的可卷曲柔性陶瓷墙纸(未彩绘、未托布)性能参数表
Claims (11)
1.一种可卷曲的柔性陶瓷墙纸，由以下重量份的原料组分通过水系流延法制备而得：
2.如权利要求1所述的一种可卷曲的柔性陶瓷墙纸，其特征在于，所述无机物粉体选自碳酸钙粉体、废陶瓷粉、氧化铝和氧化硅；粉体粒度小于250目。
3.如权利要求1所述的一种可卷曲的柔性陶瓷墙纸，其特征在于，所述分散剂选自聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸和柠檬酸。
4.如权利要求1所述的一种可卷曲的柔性陶瓷墙纸，其特征在于，所述粘结剂选自聚乙烯醇、水溶性乳胶和纤维素。
5.如权利要求1所述的一种可卷曲的柔性陶瓷墙纸，其特征在于，所述塑化剂选自聚乙二醇和丙三醇。
6.如权利要求1所述的一种可卷曲的柔性陶瓷墙纸，其特征在于，所述除泡剂选自正丁醇。
7.如权利1-6任一所述的一种可卷曲的柔性陶瓷墙纸的制备方法，包括以下步骤：
(1)将无机物粉体加入球磨罐中，然后加水和分散剂，并通过加入一定的氨水使得悬浮液的pH为8.5-10.0；球磨一段时间后加入粘结剂和塑化剂再继续球磨；
(2)转移至在真空除泡机中，并同时加入除泡剂，进行真空除泡，制成水系流延浆料；
(3)在流延机上进行流延，流延机刀口高1～3mm，然后干燥后获得厚度为0.5-1.5mm陶瓷墙纸，其长度和宽度取决于流延机的尺寸。
8.如权利要求7所述的一种可卷曲的柔性陶瓷墙纸的制备方法，其特征在于，在上述制得的陶瓷墙纸的一面上采用油漆绘制图案，另一面上进行托纱布处理：采用粘结剂紧密粘附上厚0.1-0.2mm的纱布。
9.如权利要求8所述的一种可卷曲的柔性陶瓷墙纸的制备方法，其特征在于，所述粘结剂选自聚乙烯醇和聚乙烯醇缩丁醛。
10.如权利7所述的一种可卷曲的柔性陶瓷墙纸的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述球磨的转速为150-300转/分；无机物粉体、水、分散剂以及氨水在球磨罐中球磨12-24小时，然后加入粘结剂和塑化剂后再继续球磨12-24小时。
11.如权利7所述的一种可卷曲的柔性陶瓷墙纸的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述干燥为自然干或50℃～70℃烘干。
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