CN105019313A - 一种生物基环保型阻燃壁纸及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物基环保型阻燃壁纸及其制备方法，其首先选用海藻纤维与木浆进行混合打浆得混合浆液，向该混合浆液中加入分散剂进行抄纸、干燥得到原纸；然后依次将海藻酸盐胶体、PVC、碳酸钙和DOP糊料均匀涂覆在步骤a所得原纸的表面；最后经过干燥、冷却、印花等步骤将其裁剪成所需规格即得壁纸。本发明在不添加任何阻燃剂的前提下，以短切海藻纤维作为纸浆纤维，通过海藻纤维内部的金属离子起到催化裂解作用，减少了可燃性气体的生成、形成碱性环境、生成CO₂并稀释可燃性气体、在纤维表面形成金属氧化物和金属碳酸盐固态屏障，最终达到发烟少(基本不发烟)、无融滴等阻燃的效果。本发明制备得到的阻燃壁纸阻燃氧指数大于30％。

Description

一种生物基环保型阻燃壁纸及其制备方法

技术领域

本发明属于功能性建筑装饰材料制造技术领域，具体涉及一种生物基环保型阻燃壁纸及其制备方法。

背景技术

壁纸是一种用于装饰墙壁的特殊加工纸张，广泛用于住宅、办公室、宾馆、酒店的室内装修等，目前世界范围内已得到相当程度的普及，随着生产技术水平的不断提高，壁纸的制造技术在不断进步。当前常规壁纸以木浆纸为基材，以聚氯乙烯(PVC)为图层，经过印刷、压花、发泡等工序制成，具有色彩丰富、团多样、质感细腻、易于施工等特点。

然而由于壁纸材料大量使用PVC等石油化工原材料，防雾发生火灾时极易发生燃烧，且释放出二噁英、氯化氢等大量有毒烟雾，对居民生命财产安全带来巨大威胁和隐患。目前常见的阻燃壁纸，多采用在原纸或涂层、保护层中添加阻燃剂的方法达到阻燃的目的。但是其通常存在不足：阻燃剂使用量大，部分产品使用阻燃剂难回收、不环保(如含卤含磷阻燃剂)；阻燃剂耐用性差，部分无机阻燃剂易脱除，部分有机阻燃剂长时间使用后易挥发、失效；易吸潮，吸潮后纸张阻燃性能和物理性能下降明显；阻燃剂添加对壁纸的耐用性能以及印刷适性均存在不同程度的不良影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物基环保型阻燃壁纸及其制备方法，该方法选用海藻纤维和木浆进行混合打浆制备原纸，利用海藻纤维的金属离子本质阻燃机理，可以在不添加阻燃剂即达到壁纸阻燃的目的，且与火源接触过程中无有毒烟雾产生。

本发明的任务之一是提供一种环保型阻燃壁纸的制备方法。

一种环保型阻燃壁纸的制备方法，依次包括以下步骤：

a、制备原纸，选用海藻纤维与全木浆进行混合打浆，得混合浆液，向该混合浆液中加入分散剂进行抄纸、干燥得到原纸；

b、涂布，依次将海藻酸盐胶体、PVC、碳酸钙和DOP糊料均匀涂覆在步骤a所得原纸的表面；

c、干燥、冷却，对步骤b涂覆在原纸表面的涂层进行干燥、冷却；

d、印花，在冷却后的原纸涂层表面印上所需的图案，再将该图案软化，用压花轮挤压原纸涂层表面，即得相应的纹路，裁剪成所需规格即得壁纸。

作为本发明的一个优选方案，步骤a中，海藻纤维占混合浆液中绝干浆质量的20-80％；分散剂为阴离子分散剂或水溶性高分子分散剂。

上述阴离子分散剂为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、纤维素硫酸钠、烷基二苯醚磺酸钠或烷基酚聚氧乙烯醚磷酸脂盐；水溶性高分子分散剂为海藻酸钠。

作为本发明的另一个优选方案，步骤b中，海藻酸盐胶体为海藻酸钠，涂覆后的涂层厚度为0.2-0.5mm。

优选的，步骤c中，选用热风循环系统对原纸表面的涂层进行干燥，干燥温度为110-250℃，干燥时间为10-18s,冷却时间为10-30s。

优选的，海藻纤维为平均长度为3-6mm的海藻短切纤维，木浆液是选用全木浆打浆制备的。

优选的，压花轮的压花深度为0.2-1.0mm。

优选的，海藻短切纤维的制备方法包括：将质量分数为2-12％的海藻酸钠溶液在温度为15-100℃条件下经过滤、脱泡纺丝制得海藻纤维，将所得海藻纤维进行短切得到。

本发明的任务之二是提供一种根据上述制备方法得到的环保型阻燃壁纸。

本发明所带来的有益技术效果：

本发明提出了一种环保型阻燃壁纸及其制备方法，在原料的选择方面，现有技术中在原纸是通过木浆打浆制备得到的，并且为了获得阻燃壁纸其是在原纸层上方即涂布时单独添加各种阻燃剂，而本发明在原纸制备过程中，选用的是海藻纤维与木浆进行混合打浆，得混合浆液，向该混合浆液中加入分散剂进行抄纸、干燥得到原纸，本发明在不添加任何阻燃剂的前提下，经简单生产工序制得具有阻燃性能和耐用性能的原纸，以海藻纤维作为纸浆纤维，海藻短切纤维内部金属离子起到催化裂解作用，减少了可燃性气体的生成、形成碱性环境、生成不燃性CO2并稀释可燃性气体、生成金属氧化物和金属碳酸盐沉淀覆盖纸张内纤维表面，形成固态屏障；同时由于海藻酸盐纤维内部致密的螯合结构提高了纤维的裂解温度，最终达到无阻燃剂添加、不发烟、无融滴的阻燃效果。

本发明以海藻酸盐胶体、PVC、碳酸钙和DOP糊料作为涂覆层，该工艺提高了海藻纤维纸的形稳定形、阻燃性能和加工性能，提高了生产速度，节约了单支壁纸的生产能耗。涂布面具有较高的平滑度，非涂布面凸现纤维自然纹路，立体感强，二次施工方便。

本发明通过选用天然本质阻燃性能的海藻纤维和木浆进行共混阻燃改性，然后经过打浆、抄纸、压榨、烘干、卷曲等工序制作成环保型阻燃壁纸原纸，与普通壁纸相比，其优点在于生产工序简单，壁纸叠层结构简单，壁纸具有优良的阻燃性能阻燃、无毒无烟、环保、可生物降解等功能；本发明制备得到的阻燃壁纸阻燃氧指数大于30％。

具体实施方式

本发明提出了一种生物基环保型阻燃壁纸及其制备方法，为了使本发明的优点、技术方案更加清楚、明确，下面结合具体实施例对本发明做进一步清楚、完整的说明。

本发明所选原料均可通过商业渠道购买获得。

实施例1：

本发明，一种生物基环保型阻燃壁纸的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)原纸制备：通过湿法纺丝制得长度为3mm、6mm(质量比1:1)的海藻短切纤维，与叩解度为30°SR的6wt％的木浆进行混合打浆，海藻短切纤维的质量为绝干纸浆质量的20％，通过加入稀释后的浓度为0.04wt％的分散剂纤维素硫酸钠和0.3wt％的海藻酸钠高分子溶液分散剂后进行抄纸和干燥，制得壁纸原纸；

(2)涂布：用涂布机先将2wt％的海藻酸钠溶液进行涂覆，再通过5wt％的氯化钙溶液进行凝胶化处理，然后将PVA、碳酸钙、DOP糊料均匀地涂覆在原纸的表面，涂覆厚度为0.25mm；

(3)干燥：通过热风循环系统，对原纸表面的涂层进行干燥，干燥的环境温度为150℃，干燥时间为15s；

(4)冷却：通过两个冷却环以循环冷却水对面料进行冷却硬化，冷却过程在常温下进行，冷却时间为10s；

(5)印花：将不同的印花图案用对应的印花轮在壁纸表面印上所需图案；

(6)软化：利用加热罩对壁纸进行加热，使其软化，便于压花；

(7)压花：用压花轮挤压壁纸表面，使其产生相应的纹路效果，压花的深度为0.6mm；

(8)裁剪包装：将壁纸裁剪成所需规格，用卷曲机按需要的尺寸将产品卷成成品并封装。

经检测，本实施例制备得到的阻燃壁纸阻燃氧指数为31％。

实施例2：

本发明，一种生物基环保型阻燃壁纸，其具体包含以下步骤：

(1)原纸制备：通过湿法纺丝制得长度为3mm、4mm、5mm、6mm(质量比2:2:3:3)的海藻短切纤维，与叩解度为40°SR的5wt％的木浆进行混合打浆，海藻短切纤维的质量为绝干纸浆质量的50％，通过加入稀释后的浓度为0.02wt％的分散剂烷基二苯醚磺酸钠和0.4wt％的海藻酸钠高分子溶液分散剂后进行抄纸和干燥，制得壁纸原纸。

(2)涂布：用涂布机先将1wt％的海藻酸钠溶液进行涂覆，再通过4wt％的氯化钙溶液进行凝胶化处理，然后将PVA、碳酸钙、DOP糊料均匀地涂覆在原纸的表面，涂覆厚度为0.3mm；

(3)干燥：通过热风循环系统，对原纸表面的涂层进行干燥，干燥的环境温度为190℃，干燥时间为18s；

(4)冷却：通过两个冷却环以循环冷却水对面料进行冷却硬化，冷却过程在常温下进行，冷却时间为20s；

(5)印花：将不同的印花图案用对应的印花轮在壁纸表面印上所需图案；

(6)软化：利用加热罩对壁纸进行加热，使其软化，便于压花；

(7)压花：用压花轮挤压壁纸表面，使其产生相应的纹路效果，压花的深度为0.5mm；

(8)裁剪包装：将壁纸裁剪成所需规格，用卷曲机按需要的尺寸将产品卷成成品并封装。

经检测，本实施例制备得到的阻燃壁纸其极限氧指数为36％。

实施例3：

本发明，一种生物基环保型阻燃壁纸，其具体包含以下步骤：

(1)原纸制备：通过湿法纺丝制得长度为3mm、6mm(质量比1:1)的海藻短切纤维，与叩解度为50°SR的6wt％的木浆进行混合打浆，海藻短切纤维的质量为绝干纸浆质量的60％，通过加入稀释后的浓度为0.04wt％的分散剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠和0.3wt％的海藻酸钠高分子溶液分散剂后进行抄纸和干燥，制得壁纸原纸；

(2)涂布：用涂布机先将2wt％的海藻酸钠溶液进行涂覆，再通过5wt％的氯化钙溶液进行凝胶化处理，然后将PVA、碳酸钙、DOP糊料均匀地涂覆在原纸的表面，涂覆厚度为0.4mm；

(3)干燥：通过热风循环系统，对原纸表面的涂层进行干燥，干燥的环境温度为150℃，干燥时间为18s；

(4)冷却：通过两个冷却环以循环冷却水对面料进行冷却硬化，冷却过程在常温下进行，冷却时间为15s；

(5)印花：将不同的印花图案用对应的印花轮在壁纸表面印上所需图案；

(6)软化：利用加热罩对壁纸进行加热，使其软化，便于压花；

(7)压花：用压花轮挤压壁纸表面，使其产生相应的纹路效果，压花的深度为0.6mm；

(8)裁剪包装：将壁纸裁剪成所需规格，用卷曲机按需要的尺寸将产品卷成成品并封装。

经检测，本实施例制备得到的阻燃壁纸其极限氧指数为38％。

实施例4：

本发明，一种生物基环保型阻燃壁纸，其具体包含以下步骤：

(1)原纸制备：通过湿法纺丝制得长度为3mm、6mm(质量比1:1)的海藻短切纤维，与叩解度为60°SR的6wt％的木浆进行混合打浆，海藻短切纤维的质量为绝干纸浆质量的80％，通过加入稀释后的浓度为0.04wt％的分散剂烷基酚聚氧乙烯醚磷酸脂盐和0.3wt％的海藻酸钠高分子溶液分散剂后进行抄纸和干燥，制得壁纸原纸；

(2)涂布：用涂布机先将2wt％的海藻酸钠溶液进行涂覆，再通过5wt％的氯化钙溶液进行凝胶化处理，然后将PVA、碳酸钙、DOP糊料均匀地涂覆在原纸的表面，涂覆厚度为0.5mm；

(3)干燥：通过热风循环系统，对原纸表面的涂层进行干燥，干燥的环境温度为250℃，干燥时间为18s；

(4)冷却：通过两个冷却环以循环冷却水对面料进行冷却硬化，冷却过程在常温下进行，冷却时间为30s；

(5)印花：将不同的印花图案用对应的印花轮在壁纸表面印上所需图案；

(6)软化：利用加热罩对壁纸进行加热，使其软化，便于压花；

(7)压花：用压花轮挤压壁纸表面，使其产生相应的纹路效果，压花的深度为0.5mm；

(8)裁剪包装：将壁纸裁剪成所需规格，用卷曲机按需要的尺寸将产品卷成成品并封装。

经检测，本实施例制备得到的阻燃壁纸其极限氧指数为41％。

应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换、简单组合等多种变形，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种环保型阻燃壁纸的制备方法，其特征在于：依次包括以下步骤：

a、制备原纸，选用海藻纤维与全木浆进行混合打浆，得混合浆液，向该混合浆液中加入分散剂进行抄纸、干燥得到原纸；

b、涂布，依次将海藻酸盐胶体、PVC、碳酸钙和DOP糊料均匀涂覆在步骤a所得原纸的表面；

c、干燥、冷却，对步骤b涂覆在原纸表面的涂层进行干燥、冷却；

d、印花，在冷却后的原纸涂层表面印上所需的图案，再将该图案软化，用压花轮挤压原纸涂层表面，即得相应的纹路，裁剪成所需规格即得壁纸。

2.根据权利要求1所述的环保型阻燃壁纸的制备方法，其特征在于：步骤a中，所述海藻纤维占混合浆液中绝干浆质量的20-80％；所述分散剂为阴离子分散剂或水溶性高分子分散剂。

3.根据权利要求1所述的环保型阻燃壁纸的制备方法，其特征在于：步骤b中，海藻酸盐胶体为海藻酸钠，涂覆厚度为0.2-0.5mm。

4.根据权利要求1所述的环保型阻燃壁纸的制备方法，其特征在于：步骤c中，选用热风循环系统对原纸表面的涂层进行干燥，干燥温度为110-250℃，干燥时间为10-18s,冷却时间为10-30s。

5.根据权利要求1所述的环保型阻燃壁纸的制备方法，其特征在于：步骤d中，压花轮的压花深度为0.2-1.2mm。

6.根据权利要求2所述的环保型阻燃壁纸的制备方法，其特征在于：所述海藻纤维为平均长度为3-6mm的海藻短切纤维。

7.根据权利要求6所述的环保型阻燃壁纸的制备方法，其特征在于：海藻短切纤维的制备方法包括：将质量分数为2-12％的海藻酸钠溶液在温度为15-100℃条件下经过滤、脱泡纺丝制得海藻纤维，将所得海藻纤维进行短切得到。

8.一种根据权利要求1-7任一项所述的制备方法得到的环保型阻燃壁纸。