CN108724825A - 具有空气净化功能的复合墙纸及其制备方法 - Google Patents

具有空气净化功能的复合墙纸及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于墙面装饰材料技术领域，具体涉及一种具有空气净化功能的复合墙纸及其制备方法，所述的制备方法包括：(1)将硅灰石纤维加入氢氧化钠溶液中搅拌，然后过滤，在滤渣中加入聚二甲基硅氧烷和光催化剂，搅拌并施以微波辐照，得到负载有光催化剂的硅灰石纤维；(2)将硅灰石纤维加入阳离子表面活性剂中，搅拌混合后，与纸浆混合得到复合浆料；(3)将复合浆料喷涂到SMS无纺布的一侧，再覆盖一层SMS无纺布后进入到辊压机中热压贴合，得到所述的复合墙纸；本发明中光催化剂能够对空气中存在的有害气体进行降解；复合浆料浸渍在多孔纤维布中，与两层多孔纤维布紧密结合，形成一整体结构，从而确保了制备得到的墙纸为一复合的整体结构。

Description

具有空气净化功能的复合墙纸及其制备方法
技术领域
本发明属于墙面装饰材料技术领域，具体涉及一种具有空气净化功能的复合墙纸及其制备方法。
背景技术
墙纸也称为壁纸，是一种用于裱糊墙面的室内装饰材料，广泛应用于住宅、办公室、宾馆、酒店的室内装饰等。现有技术中，已有很多方法被用于赋予墙纸净化室内空气的能力。例如，将多孔吸附剂应用于墙纸，多孔吸附剂暴露在墙纸表面以发挥其预期的效果，然而为了实现多孔吸附剂在墙纸面上的负载，通常需要用到粘结剂，在这种情况下，粘结剂会堵塞多孔吸附剂的大部分的孔隙，从而严重影响多孔吸附剂的净化能力；此外，鉴于吸附剂的大小一般只有几十微米，颜色一般为黑色，因此吸附剂在墙纸表面的涂覆也在一定程度上影响了墙纸的可印刷性能。
如申请号为“201010110495.5”的中国专利公开了一种具有空气净化功能的墙纸及其制备方法，该空气净化墙纸具有通过喷涂法形成于墙纸上的空气净化表面涂层，将光催化剂应用于该涂层中，使得该墙纸即使在由室内白炽灯、荧光灯、发光二极管灯等发出的可见光波长区域的低能量光下以及在强度不足的光下持续保持净化效果。而这种空气净化墙纸由墙纸本体与涂层是两部分组成，难免会存在层间的分离现象，尤其是在墙纸制作完成后卷曲储存的时间过长，由于墙纸的耐卷曲能力不足，导致墙纸出现分层而影响使用。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种具有空气净化功能的复合墙纸的制备方法，该复合墙纸具有较好的耐卷曲能力，能适应长时间的卷曲储存。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种具有空气净化功能的复合墙纸的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硅灰石纤维加入2～3倍重量质量分数为3～5％的氢氧化钠溶液中搅拌30～40min，然后过滤，在滤渣中加入1～2倍重量的聚二甲基硅氧烷和0.3～0.5倍重量的光催化剂，搅拌并施以微波辐照5～10min，得到负载有光催化剂的硅灰石纤维；
(2)将步骤(1)中得到的负载有光催化剂的硅灰石纤维加入5～10倍重量的阳离子表面活性剂中，搅拌混合后，与纸浆按(0.2～0.5)：1的质量比混合得到复合浆料；
(3)将复合浆料喷涂到SMS无纺布的一侧，接着再覆盖一层SMS无纺布后进入到辊压机中热压贴合，得到所述的复合墙纸。
优选的，步骤(1)中，所述的光催化剂包含溶剂、钛化合物、螯合剂、金属化合物和酸性催化剂。
优选的，所述光催化剂包括以下重量份数的原料组成：溶剂50～70份、钛化合物5～10份、螯合剂1～3份、金属化合物0.5～3份、酸性催化剂5～10份。
优选的，步骤(1)中，所述微波辐照时采用的微波功率为500～1000W。
优选的，步骤(3)中，所述复合浆料的喷涂量为300～500g/cm2。
本发明还提供了一种采用上述制备方法制备得到的具有空气净化功能的复合墙纸。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明中，负载有光催化剂的硅灰石纤维具有优异的光降解能力，能够对空气中存在的有害气体进行降解，从而达到净化空气的技术效果；
所述的硅灰石纤维先后经氢氧化钠和阳离子表面活性剂改性处理后，不仅提高了对光催化剂的负载能力，具有较好的柔软性，且与纸浆中的植物纤维具有更好的相容性能，得到紧密结合的复合浆料；
所述的复合浆料浸渍在多孔纤维布中，与两层多孔纤维布紧密结合，形成一整体结构，从而确保了制备得到的墙纸为一复合的整体结构，避免了现有的多层墙纸在储存过程中卷曲后容易出现分层的现象。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细的说明。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
本发明提供了一种具有空气净化功能的复合墙纸的制备方法，包括以下步骤：
(1)将硅灰石纤维加入2～3倍重量质量分数为3～5％的氢氧化钠溶液中搅拌30～40min，然后过滤，在滤渣中加入1～2倍重量的聚二甲基硅氧烷和0.3～0.5倍重量的光催化剂，搅拌并施以微波辐照5～10min，得到负载有光催化剂的硅灰石纤维；
(2)将步骤(1)中得到的负载有光催化剂的硅灰石纤维加入5～10倍重量的阳离子表面活性剂中，搅拌混合后，与纸浆按(0.2～0.5)：1的质量比混合得到复合浆料；
(3)将复合浆料喷涂到SMS无纺布的一侧，接着再覆盖一层SMS无纺布后进入到辊压机中热压贴合，得到所述的复合墙纸。
本发明中，所述的硅灰石纤维经氢氧化钠改性处理后，在硅灰石纤维的表面形成蜂窝状的微孔结构，在加入聚二甲基硅氧烷和光催化剂后，所述的光催化剂负载在硅灰石纤维的表面，得到具有光催化效果的硅灰石纤维；
所述的硅灰石纤维与阳离子表面活性剂混合后，使得硅灰石纤维表面带有一定量的正电荷，易于带有负电荷的纸浆发生电中和反应，从而促使硅灰石纤维和纸浆的紧密结合。
本发明中所述的硅灰石纤维是一种矿物纤维，将其添加到纸浆中，可以有效的提高墙纸的白度、平整度和适印性能；并且，该矿物纤维的添加可以极大的降低植物纤维的使用，从而有效的降低墙纸的生产成本。
本发明中，所述的光催化剂包含溶剂、钛化合物、螯合剂、金属化合物和酸性催化剂。
所述的溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇中的一种或一种以上的混合物；
所述的钛化合物为四异丙氧基钛；
所述的螯合剂为乙二胺四乙酸或乙酰丙酮中的一种；
所述的金属化合物可以选择锌、铜、铁、锰、锂和银的硝酸盐、硫酸盐和氯化物；
所述的酸性催化剂可以是盐酸、硝酸、硫酸和醋酸。
根据本发明，所述光催化剂中各组分的含量可以在较宽的范围内选择，为了确保制备得到的墙纸具有优异的净化效果，所述的光催化剂包括以下重量份数的原料组成：溶剂50～70份、钛化合物5～10份、螯合剂1～3份、金属化合物0.5～3份、酸性催化剂5～10份。
本发明中所述光催化剂的制备方法为，将上述原料搅拌混合即可。
本发明中，所述的微波辐照可以提高所述的光催化剂负载到硅灰石纤维表面的效率，优选条件下，所述的微波辐照时采用的微波功率为500～1000W。
本发明中，所述复合浆料的喷涂量影响着后续墙纸所具有的空气净化能力，但是局限于墙纸所具有的空气接触面积，复合浆料的喷涂量也不宜过大，以免造成复合浆料的浪费；而喷涂量过小，则会严重的影响到墙纸的空气净化能力。优选条件下，本发明中，所述复合浆料的喷涂量为300～500g/cm2。
本发明中，所述的阳离子表面活性剂为二甲基十八烷基丙基氯化铵、癸基三甲基溴化铵、三甲基正十四烷溴化铵、十二烷基苯并咪唑中的一种。
本发明中，所述的SMS无纺布是一种复合无纺布，是纺粘合熔喷的复合产品，具有强力高，不含粘合剂，无毒的优点；具体的，本发明中所述的SMS无纺布购自山东星地新材料有限公司生产的SMS无纺布。
以下通过具体的实施例对本发明提供的复合墙纸的优点做出进一步的说明。
实施例1
一种复合墙纸的制备方法：
(1)将硅灰石纤维加入2倍重量质量分数为4％的氢氧化钠溶液中搅拌30min，然后过滤，在滤渣中加入2倍重量的聚二甲基硅氧烷和0.4倍重量的光催化剂，搅拌并采用微波功率为800W的微波辐照8min，得到负载有光催化剂的硅灰石纤维；
所述光催化剂包括：甲醇60份、四异丙氧基钛8份、乙二胺四乙酸2份、硝酸铜2份、盐酸8份；
(2)将步骤(1)中负载有光催化剂的硅灰石纤维加入8倍重量的二甲基十八烷基丙基氯化铵中，搅拌混合后，与纸浆按0.4：1的质量比混合得到复合浆料；
(3)采用全自动喷涂机将复合浆料喷涂到多孔无纺布的一侧，接着再覆盖一层多孔无纺布后进入到辊压机中热压贴合，得到所述的复合墙纸；
所述复合浆料的喷涂量为400g/cm2；
所述辊压机的压辊载荷为12N，盘间压力为70N，滚压次数为4次，热压温度为65℃。
实施例2
一种复合墙纸的制备方法：
(1)将硅灰石纤维加入2倍重量质量分数为3％的氢氧化钠溶液中搅拌30min，然后过滤，在滤渣中加入1倍重量的聚二甲基硅氧烷和0.3倍重量的光催化剂，搅拌并采用微波功率为500W的微波辐照10min，得到负载有光催化剂的硅灰石纤维；
所述光催化剂包括：甲醇50份、四异丙氧基钛5份、乙二胺四乙酸1份、硝酸铜0.5份、盐酸5份；
(2)将步骤(1)中负载有光催化剂的硅灰石纤维加入5倍重量的二甲基十八烷基丙基氯化铵中，搅拌混合后，与纸浆按0.2：1的质量比混合得到复合浆料；
(3)采用全自动喷涂机将复合浆料喷涂到多孔无纺布的一侧，接着再覆盖一层多孔无纺布后进入到辊压机中热压贴合，得到所述的复合墙纸；
所述复合浆料的喷涂量为300g/cm2；
所述辊压机的压辊载荷为10N，盘间压力为50N，滚压次数为5次，热压温度为60℃。
实施例3
一种复合墙纸的制备方法：
(1)将硅灰石纤维加入3倍重量质量分数为5％的氢氧化钠溶液中搅拌40min，然后过滤，在滤渣中加入2倍重量的聚二甲基硅氧烷和0.5倍重量的光催化剂，搅拌并采用微波功率为1000W的微波辐照10min，得到负载有光催化剂的硅灰石纤维；
所述光催化剂包括：甲醇70份、四异丙氧基钛10份、乙二胺四乙酸3份、硝酸铜3份、盐酸10份；
(2)将步骤(1)中负载有光催化剂的硅灰石纤维加入10倍重量的二甲基十八烷基丙基氯化铵中，搅拌混合后，与纸浆按0.5：1的质量比混合得到复合浆料；
(3)采用全自动喷涂机将复合浆料喷涂到多孔无纺布的一侧，接着再覆盖一层多孔无纺布后进入到辊压机中热压贴合，得到所述的复合墙纸；
所述复合浆料的喷涂量为500g/cm2；
所述辊压机的压辊载荷为15N，盘间压力为80N，滚压次数为3次，热压温度为70℃。
对比例1
本实施例与实施例1中复合墙纸的制备方法基本一致，不同的是，所述的复合浆料的喷涂量为100g/cm2，制备得到所述的复合墙纸。
对比例2
本实施例与实施例1中复合墙纸的制备方法基本一致，不同的是，所述的复合浆料的喷涂量为600g/cm2，制备得到所述的复合墙纸。
对比例3
本实施例与实施例1中复合墙纸的制备方法基本一致，不同的是，在步骤(1)中，并不加入光催化剂，具体的：
一种复合墙纸的制备方法：
(1)将硅灰石纤维加入2倍重量质量分数为4％的氢氧化钠溶液中搅拌30min，然后过滤，在滤渣中加入2倍重量的聚二甲基硅氧烷，搅拌并采用微波功率为800W的微波辐照8min，得到改性处理的硅灰石纤维；
(2)将步骤(1)中负载有光催化剂的硅灰石纤维加入8倍重量的二甲基十八烷基丙基氯化铵中，搅拌混合后，与纸浆按0.4：1的质量比混合得到复合浆料；
(3)采用全自动喷涂机将复合浆料喷涂到多孔无纺布的一侧，接着再覆盖一层多孔无纺布后进入到辊压机中热压贴合，得到所述的复合墙纸；
所述复合浆料的喷涂量为400g/cm2；
所述辊压机的压辊载荷为12N，盘间压力为70N，滚压次数为4次，热压温度为65℃。
对比例4
本实施例与实施例1中复合墙纸的制备方法基本一致，不同的是，在步骤(1)中，光催化剂的加入量为滤渣重量的0.1倍，其余不变，制备得到所述的复合墙纸。
性能测试：
1、将上述实施例制备得到的墙纸放入泰德乐(Tedlar)袋，将100ppm的甲醛引入泰德乐袋中，然后密封，在日光灯下每隔60min测量泰德乐袋中的甲醛量，记录120min后的甲醛剩余量并计算得到120min后甲醛的吸收率，将测试结果记录到表1中；
2、将上述实施例制备得到的墙纸进行卷曲，卷曲后的直径为5cm，接着将其放入高温高湿交变箱中，控制实验条件为85℃、85％RH，实验时间为480h，然后将卷曲后的墙纸展开，观察墙纸的外观情况，将结果记录到表1中。
表1：
结合上述实验数据可以看出，本发明提供的复合墙纸对于有害气体具有较好的催化降解能力，能够有效的降解空气中的有害气体；所述的复合墙纸具有优异的耐卷曲能力，具有较好的耐候性能。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种具有空气净化功能的复合墙纸的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)将硅灰石纤维加入2～3倍重量质量分数为3～5％的氢氧化钠溶液中搅拌30～40min，然后过滤，在滤渣中加入1～2倍重量的聚二甲基硅氧烷和0.3～0.5倍重量的光催化剂，搅拌并施以微波辐照5～10min，得到负载有光催化剂的硅灰石纤维；
(2)将步骤(1)中得到的负载有光催化剂的硅灰石纤维加入5～10倍重量的阳离子表面活性剂中，搅拌混合后，与纸浆按(0.2～0.5)：1的质量比混合得到复合浆料；
(3)将复合浆料喷涂到SMS无纺布的一侧，接着再覆盖一层SMS无纺布后进入到辊压机中热压贴合，得到所述的复合墙纸。
2.根据权利要求1所述的具有空气净化功能的复合墙纸的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的光催化剂包含溶剂、钛化合物、螯合剂、金属化合物和酸性催化剂。
3.根据权利要求2所述的具有空气净化功能的复合墙纸的制备方法，其特征在于：所述光催化剂包括以下重量份数的原料组成：溶剂50～70份、钛化合物5～10份、螯合剂1～3份、金属化合物0.5～3份、酸性催化剂5～10份。
4.根据权利要求1所述的具有空气净化功能的复合墙纸的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述微波辐照时采用的微波功率为500～1000W。
5.根据权利要求1所述的具有空气净化功能的复合墙纸的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述复合浆料的喷涂量为300～500g/cm2。
6.一种如权利要求1～5任意一项所述的制备方法制备得到的具有空气净化功能的复合墙纸。
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