CN107237465A - 一种可降解环保墙纸 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可降解环保墙纸，包括：可降解基材层；复合于所述可降解基材层表面的可降解树脂层；复合于所述可降解树脂层表面的抗菌油墨层；所述可降解树脂层由可降解树脂组合物形成，所述可降解树脂组合物包括：可降解型树脂100重量份；环保增塑剂20～80重量份；稳定剂5～20重量份；填料20～50重量份；所述可降解型树脂选自聚羟基脂肪酸酯、聚酸酐、聚原酸酯、聚磷腈和聚磷酸酯中的一种或几种。本发明提供的墙纸在废弃后具有优异的降解性，废弃后能够崩解成粉末，降解率达到90％以上；并且所提供墙纸在使用过程中不会产生降解，保证良好的使用性。

Description

一种可降解环保墙纸
技术领域
本发明涉及室内装饰材料技术领域，特别涉及一种可降解环保墙纸。
背景技术
墙纸，又称壁纸，是指以纸或布为基材，以聚氯乙烯树脂(PVC)或其它纤维材料等为面层，经压延或涂布、印刷等工艺制成的一种应用广泛的室内墙体装饰材料，其具有色彩丰富、图案变化多样、质感各异、装饰效果高贵典雅、以及使用方便、施工效率高等特点，广泛应用于家庭及工程装修。
现有技术中最常用的墙纸为PVC墙纸或PVC墙布，约占墙纸的80％以上。且墙纸已成为一种普遍使用的室内装修材料，故其废弃量也十分巨大，全世界每年废塑料量达5000万吨。然而，PVC墙纸自然降解非常困难，约需100～200年，大量废弃的PVC墙纸垃圾形成“白色污染”，带来了严重的环境污染问题。
目前，通常采用填埋或焚烧的方式处理PVC墙纸垃圾，但是，填埋的方法会使土壤受到污染，而焚烧会产生有毒有害气体污染空气，因此，上述两种处理方式并不被提倡和广泛使用。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可降解环保墙纸，本发明提供的墙纸在废弃后具有优异的降解性，能够减少墙纸垃圾对环境的污染。
本发明提供了一种可降解环保墙纸，包括：
可降解基材层；
复合于所述可降解基材层表面的可降解树脂层；
复合于所述可降解树脂层表面的抗菌油墨层；
所述可降解树脂层由可降解树脂组合物形成，所述可降解树脂组合物包括：
所述可降解型树脂选自聚羟基脂肪酸酯、聚酸酐、聚原酸酯、聚磷腈和聚磷酸酯中的一种或几种。
优选的，所述环保增塑剂选自环己烷二羧酸酯、植物油基型增塑剂、D810增塑剂、己二酸和多元醇缩合的聚酯型增塑剂、脂肪酸季戊四醇酯、三醋酸甘油酯、二甘醇酯、环氧植物油酸多元醇酯、乙酰聚甘油醇脂肪酸酯和烷基吡咯烷酮中的一种或几种。
优选的，所述植物油基型增塑剂选自蓖麻油基型增塑剂、腰果壳油和环氧植物油中的一种或几种；
所述己二酸和多元醇缩合的聚酯型增塑剂选自聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸二乙二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯和聚己二酸一缩二乙二醇酯中的一种或几种。
优选的，所述稳定剂选自钙锌复合稳定剂、稀土稳定剂、硫醇辛基锡、硫醇丁基锡、硬脂酸镁、硬脂酸铝和硬脂酸钾中的一种或几种。
优选的，所述填料选自碳酸钙、滑石粉、高岭土、云母、硅灰石、重晶石和白炭黑中的一种或几种。
优选的，所述可降解树脂层的厚度为0.6～2mm。
优选的，所述抗菌油墨层由抗菌剂与油墨形成；
所述抗菌剂选自银离子类抗菌剂、氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂、香草醛、乙基香草醛类抗菌剂、酰基苯胺类抗菌剂、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、壳聚糖、山梨酸、黄姜根醇、孟宗竹提取物和日柏醇中的一种或几种；
所述抗菌剂占油墨的质量比为10％～30％。
优选的，可降解基材层为可降解纸层或可降解布层；
所述可降解纸层选自墙纸原纸、纯纸、无纺纸或牛皮纸；
所述可降解布层为可降解纤维纺织布或可降解纤维非织造布；
所述可降解纤维选自合成纤维、天然植物纤维、天然动物纤维和再生纤维中的一种或几种。
优选的，所述可降解纤维选自聚羟基脂肪酸酯纤维、聚乳酸纤维、脂肪族二元醇酸聚酯纤维、聚己内酯纤维、聚乙烯醇纤维、聚磷腈纤维、纤维素纤维、醋酸纤维素纤维、甲壳胺纤维、海藻酸纤维和短梗霉多糖纤维中的一种或几种。
优选的，所述可降解树脂层中，与抗菌油墨层相接触的一侧表面设置有压纹或浮雕。
本发明提供了一种可降解环保墙纸，包括：可降解基材层；复合于所述可降解基材层表面的可降解树脂层；复合于所述可降解树脂层表面的抗菌油墨层；所述可降解树脂层由可降解树脂组合物形成，所述可降解树脂组合物包括：可降解型树脂100重量份；环保增塑剂20～80重量份；稳定剂5～20重量份；填料20～50重量份；所述可降解型树脂选自聚羟基脂肪酸酯、聚酸酐、聚原酸酯、聚磷腈和聚磷酸酯中的一种或几种。本发明提供的墙纸在废弃后具有优异的降解性，能够大大减少墙纸垃圾对环境的污染；并且所提供墙纸在使用过程中不会产生降解，保证良好的使用性。实验结果表明：本发明提供的墙纸在废弃后能够崩解成粉末，降解率达到90％以上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的一个实施例提供的可降解环保墙纸的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了一种可降解环保墙纸，包括：
可降解基材层；
复合于所述可降解基材层表面的可降解树脂层；
复合于所述可降解树脂层表面的抗菌油墨层；
所述可降解树脂层由可降解树脂组合物形成，所述可降解树脂组合物包括：
所述可降解型树脂选自聚羟基脂肪酸酯、聚酸酐、聚原酸酯、聚磷腈和聚磷酸酯中的一种或几种。
本发明提供的墙纸在废弃后具有良好的降解性，能够大大减少墙纸垃圾和缓解墙纸污染；并且所提供墙纸在使用过程中不会产生降解，保证良好的使用性。
参见图1，图1为本发明的一个实施例提供的可降解环保墙纸的结构示意图，其中，1为可降解基材层，2为可降解树脂层，3为抗菌油墨层。
可降解基材层1为墙纸基体，其作为整个墙纸的支撑体以及各种复合层的基材。
在本发明的一些实施例中，可降解基材层1为可降解纸层。在部分实施例中，所述可降解纸层可以为墙纸原纸、纯纸、无纺纸或牛皮纸；所述可降解纸层的来源没有特殊限制，为一般市售品即可；所述墙纸原纸又称壁纸原纸，是指采用100％漂白化学木浆为原料在造纸机上抄制而成的一类纸；所述纯纸是指全部用纸浆制成的一类纸；所述无纺纸是指将纺织短纤维或长丝进行定向或随机排列，形成纤网结构，采用机械/热粘/化学等方法加固而成的一类纸；所述牛皮纸是指采用硫酸盐针叶木浆为原料抄造而成的一类纸。
在本发明的另一些实施例中，可降解基材层1还可以为可降解布层。在部分实施例中，所述可降解布层为可降解纤维纺织布；在部分实施例中，所述可降解布层为可降解纤维非织造布。本发明中，所述可降解纤维优选选自合成纤维、天然植物纤维、天然动物纤维和再生纤维中的一种或几种；更优选为聚羟基脂肪酸酯纤维、聚乳酸纤维、脂肪族二元醇酸聚酯纤维、聚己内酯纤维、聚乙烯醇纤维、聚磷腈纤维、纤维素纤维、醋酸纤维素纤维、甲壳胺纤维、海藻酸纤维和短梗霉多糖纤维中的一种或几种。所述纤维是指物质经纺丝所得的纤维。
本发明中，所述可降解基材层1的厚度优选为0.10～0.40mm。
可降解树脂层2复合于所述可降解基材层1表面，本发明中，可降解树脂层2由可降解树脂组合物形成，所述可降解树脂组合物包括可降解型树脂、环保增塑剂、稳定剂和填料。
本发明中，所述可降解型树脂优选为聚羟基脂肪酸酯、聚酸酐、聚原酸酯、聚磷腈和聚磷酸酯中的一种或几种。其中，所述聚羟基脂肪酸酯优选为聚β-羟基丁酸、β-羟基丁酸与β-羟基戊酸的共聚物、聚3-羟基丁酸-3-羟基己酸酯、羟基丁酸羟基辛酸共聚物和羟基丁酸羟基癸酸共聚物中的一种或几种；所述聚酸酐优选为聚癸二酸酐、聚己二酸酐、聚十二酸酐、聚富马酸酐、聚[1,3-双(对羧基苯氧基)丙烷-癸二酸]和聚(富马酸-癸二酸)中的一种或几种；所述聚原酸酯优选为三乙基原乙酸酯与1,2,62-己三醇的聚合物、1,42-环己二甲醇与2,22-二乙氧基四氢呋喃的聚合物、3,9-双(2-叉-2,4,8,10-四噁螺(5,5))十一烷中的一种或几种。本发明中，所述树脂用量优选为100重量份。
本发明中，所述环保增塑剂优选为环己烷二羧酸酯、植物油基型增塑剂、D810增塑剂、己二酸和多元醇缩合的聚酯型增塑剂、脂肪酸季戊四醇酯、三醋酸甘油酯、二甘醇酯、环氧植物油酸多元醇酯、乙酰聚甘油醇脂肪酸酯和烷基吡咯烷酮中的一种或几种。
本发明中，所述植物油基型增塑剂优选选自蓖麻油基型增塑剂、腰果壳油和环氧植物油中的一种或几种；其中，所述蓖麻油基型增塑剂优选选自乙酰蓖麻醇酸甲酯、乙酰蓖麻醇酸乙二醇单甲醚酯、环氧蓖麻油、乙酰蓖麻油、蓖麻醇酸丁酯、乙酰蓖麻醇酸丁酯、蓖麻醇酸单甘油酯、蓖麻醇酸丙二醇单酯、蓖麻醇酸二甘醇单酯、癸二酸酯和仲辛醇酯中的一种或几种；所述环氧植物油优选为环氧大豆油、环氧菜籽油、环氧棉籽油、环氧米糠油、环氧葵花油、环氧玉米油、环氧亚麻油和环氧橡胶籽油中的一种或几种。
本发明中，所述己二酸和多元醇缩合的聚酯型增塑剂优选选自聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸二乙二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯和聚己二酸一缩二乙二醇酯中的一种或几种。
现有技术中，长期以来所用增塑剂主要是邻苯二甲酸二辛酯类产品，在墙纸产品加工、加热、包装及盛装等过程中容易造成此类增塑剂的溶出，且在废弃墙纸填埋过程中也易渗出危害环境。本发明采用上述增塑剂环保无毒，能够与其它组分结合搭配，在使用中使墙纸具有良好的强度、韧性等物理性机械性能，且在废弃后使墙纸具有良好的生物降解性。
本发明中，以100重量份树脂为基准，所述环保增塑剂的用量优选为20～80重量份。
本发明中，所述稳定剂优选选自钙锌复合稳定剂、稀土稳定剂、硫醇辛基锡、硫醇丁基锡、硬脂酸镁、硬脂酸铝和硬脂酸钾中的一种或几种。本发明对所述稳定剂的来源没有特殊限制，为一般市售品即可。本发明中，以100重量份树脂为基准，所述稳定剂的用量优选为5～20重量份。
本发明中，所述填料优选选自碳酸钙、滑石粉、高岭土、云母、硅灰石、重晶石和白炭黑中的一种或几种。本发明中，以100重量份树脂为基准，所述填料的用量优选为20～50重量份。
本发明中，所述可降解树脂层2中的可降解树脂组合物优选通过以下方式获得：将增塑剂和稳定剂搅拌均匀形成混合液，再将填料加入混合液中搅拌均匀，然后再加入树脂搅拌均匀，调试粘度，即得可降解树脂组合物。
本发明的一些实施例中，可降解树脂层2的表面可以设置压纹或浮雕。其中，设置压纹或浮雕的表面优选为与抗菌油墨层3相接触的一侧表面。
本发明中，所述可降解树脂层2的厚度优选为0.6～2mm。
抗菌油墨层3复合于所述可降解树脂层2表面，其优选由抗菌剂与油墨形成。本发明中，所述抗菌剂优选选自银离子类抗菌剂、氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂、香草醛、乙基香草醛类抗菌剂、酰基苯胺类抗菌剂、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、壳聚糖、山梨酸、黄姜根醇、孟宗竹提取物和日柏醇中的一种或几种。本发明中，所述抗菌剂占油墨的质量比优选为10％～30％。由可降解基材层1和可降解树脂层2所形成的前体墙纸在环境下暴露后，其表面通常滋生大量微生物群落，如遇特殊情况如淋水等，会生物降解墙纸材料，也即是说，在遇到恶劣环境时，前体墙纸材料会自发进行生物降解；本发明在前体墙纸材料表面设置抗菌油墨层3，能够防止前体墙纸材料在遇到特殊情况而发生降解，以免影响墙纸的外观和使用，能够保证墙纸在储存和正常使用过程中不会发生降解，在废弃后，基材层暴露或抗菌油墨层遭到破坏，墙纸可自行生物降解。
本发明中，所述抗菌油墨层3的厚度优选为5～60μm。
本发明提供的可降解环保墙纸包括依次接触的可降解基材层1、可降解树脂层2和抗菌油墨层3，其废弃后，在有氧或无氧条件下由微生物产生酶、进而由酶催化生物化学反应而产生降解，使高分子裂解为低分子量聚合物(相对分子质量＜500)，这些低分子量聚合物能够被微生物所吸收或消耗，最终形成CO2、H2O等简单化合物，所提供墙纸降解率较高、降解时间短，能够减少环境污染、保护环境。实验结果表明：本发明提供的墙纸在废弃后能够崩解成粉末，降解率达到90％以上。
本发明所提供墙纸的降解条件优选为湿度≥90％RH，温度为20～40℃，以及有细菌、真菌或酵母存在；其中，在湿度和温度达到相关要求后，会自然滋生细菌、真菌或酵母。
本发明提供的可降解环保墙纸可以按照如下过程制备：在可降解基材层表面涂布可降解树脂组合物并干燥，形成可降解树脂层；在可降解树脂层表面印刷抗菌油墨，形成抗菌油墨层，得到可降解环保墙纸。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
实施例1
将100份聚3-羟基丁酸-3-羟基己酸酯与聚癸二酸酐的混合物(二者质量比为3:5)、30份乙酰蓖麻醇酸甲酯、5份稀土稳定剂(由广东炜林纳新材料科技股份有限公司提供，型号为WWL-5)，30份碳酸钙混合形成可降解树脂组合物，将所得可降解树脂组合物涂布在纯纸基材层表面并干燥，形成0.65mm厚的可降解树脂层；在可降解树脂层表面设置压纹，之后将添加了18wt％的山梨酸的油墨印刷在可降解树脂层表面，形成20μm厚的抗菌油墨层，得到可降解环保墙纸。
实施例2
将100份3,9-双(2-叉-2,4,8,10-四噁螺(5,5))十一烷与聚富马酸酐的混合物(二者质量比为2:7)、40份环氧大豆油、6份钙锌复合稳定剂(由德国熊牌提供，型号为MC9700KA/1)，40份滑石粉混合形成可降解树脂组合物，将所得可降解树脂组合物涂布在聚乳酸纺丝纤维纺织布基材层表面并干燥，形成0.7mm厚的可降解树脂层；在可降解树脂层表面设置浮雕，将添加了15wt％的银离子类抗菌剂(由ZEOMIC SINANEN CO,LTD提供，型号为EAW502)的油墨印刷在可降解树脂层表面，形成30μm厚的抗菌油墨层，得到可降解环保墙纸。
实施例3
将100份三乙基原乙酸酯与1,2,62-己三醇的聚合物、40份腰果壳油、6份硬脂酸镁，40份白炭黑混合形成可降解树脂组合物，将所得可降解树脂组合物涂布在亚麻纤维纺织布基材层表面并干燥，形成0.9mm厚的可降解树脂层；在可降解树脂层表面设置压纹，将添加了12wt％的香草醛抗菌剂的油墨印刷在可降解树脂层表面，形成40μm厚的抗菌油墨层，得到可降解环保墙纸。
实施例4
以市售常规PVC纯纸墙纸为对比例。
对实施例1～3及对比例的墙纸进行生物降解性测试，按照GB/T19277-2003《可控堆肥条件下塑料最终需氧生物降解能力和崩裂的测定———分析释放的二氧化碳的方法》提供的测试方法进行。具体的，其是利用稳定、腐熟的堆肥作为培养土，将试样与培养土混合置于静态堆肥容器中,模拟加速需氧堆肥条件，在规定的温度、氧浓度和湿度下进行需氧堆肥试验，最终生物降解的产物有二氧化碳、水、无机盐及新的生物质，通过测定释放的二氧化碳量，并与该材料的二氧化碳理论释放量对比，即得最终生物降解率。此外，对进行降解试验后的墙纸的外观进行观测。测试结果参见表1。
表1实施例1～3及对比例的墙纸的降解性测试结果
试样 降解率/％ 外观
实施例1 95.96 墙纸崩解成粉末
实施例2 97.32 墙纸崩解成粉末
实施例3 96.75 墙纸崩解成粉末
对比例1 4.65 PVC墙纸仍为块状，仅发生裂纹和脱落
由以上实施例可知，本发明提供的墙纸的降解率均高于90％，而市售常规PVC墙纸的降解率仅为4.65％；本发明提供的墙纸不仅降解，而且最终都崩解成粉末；而市售常规PVC墙纸仅发生轻度降解。可见，本发明提供的墙纸在废弃后具有较好的降解性。日本生物降解协会对“绿色塑料”认证体系中规定，采用上述测试方法测定材料的生物降解率超过60％的单一组成材料可定义为生物降解材料，可见，本发明提供的墙纸是具有高降解率的绿色环保墙纸。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种可降解环保墙纸，其特征在于，包括：
可降解基材层；
复合于所述可降解基材层表面的可降解树脂层；
复合于所述可降解树脂层表面的抗菌油墨层；
所述可降解树脂层由可降解树脂组合物形成，所述可降解树脂组合物包括：
所述可降解型树脂选自聚羟基脂肪酸酯、聚酸酐、聚原酸酯、聚磷腈和聚磷酸酯中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的墙纸，其特征在于，所述环保增塑剂选自环己烷二羧酸酯、植物油基型增塑剂、D810增塑剂、己二酸和多元醇缩合的聚酯型增塑剂、脂肪酸季戊四醇酯、三醋酸甘油酯、二甘醇酯、环氧植物油酸多元醇酯、乙酰聚甘油醇脂肪酸酯和烷基吡咯烷酮中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的墙纸，其特征在于，所述植物油基型增塑剂选自蓖麻油基型增塑剂、腰果壳油和环氧植物油中的一种或几种；
所述己二酸和多元醇缩合的聚酯型增塑剂选自聚己二酸丙二醇酯、聚己二酸丁二醇酯、聚己二酸乙二醇酯、聚己二酸二乙二醇酯、聚己二酸新戊二醇酯和聚己二酸一缩二乙二醇酯中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的墙纸，其特征在于，所述稳定剂选自钙锌复合稳定剂、稀土稳定剂、硫醇辛基锡、硫醇丁基锡、硬脂酸镁、硬脂酸铝和硬脂酸钾中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的墙纸，其特征在于，所述填料选自碳酸钙、滑石粉、高岭土、云母、硅灰石、重晶石和白炭黑中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的墙纸，其特征在于，所述可降解树脂层的厚度为0.6～2mm。
7.根据权利要求1所述的墙纸，其特征在于，所述抗菌油墨层由抗菌剂与油墨形成；
所述抗菌剂选自银离子类抗菌剂、氧化锌、氧化铜、磷酸二氢铵、碳酸锂、香草醛、乙基香草醛类抗菌剂、酰基苯胺类抗菌剂、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、壳聚糖、山梨酸、黄姜根醇、孟宗竹提取物和日柏醇中的一种或几种；
所述抗菌剂占油墨的质量比为10％～30％。
8.根据权利要求1所述的墙纸，其特征在于，可降解基材层为可降解纸层或可降解布层；
所述可降解纸层选自墙纸原纸、纯纸、无纺纸或牛皮纸；
所述可降解布层为可降解纤维纺织布或可降解纤维非织造布；
所述可降解纤维选自合成纤维、天然植物纤维、天然动物纤维和再生纤维中的一种或几种。
9.根据权利要求8所述的墙纸，其特征在于，所述可降解纤维选自聚羟基脂肪酸酯纤维、聚乳酸纤维、脂肪族二元醇酸聚酯纤维、聚己内酯纤维、聚乙烯醇纤维、聚磷腈纤维、纤维素纤维、醋酸纤维素纤维、甲壳胺纤维、海藻酸纤维和短梗霉多糖纤维中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的墙纸，其特征在于，所述可降解树脂层中，与抗菌油墨层相接触的一侧表面设置有压纹或浮雕。
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