CN108797218A - 环保阻燃壁纸及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种环保阻燃壁纸及其制备方法，包括：1)将木屑、竹叶、树皮、稻草、艾叶、薄荷、铃兰草、阻燃填料和石灰水按照100：15‑55：20‑30：10‑15：3‑10：2‑6：5‑10：21‑30：150‑300的重量比进行捣碎、混合、蒸煮以制得料浆；将所述料浆进行洗料、晒白、打料、捞纸、榨干和焙纸以制得壁纸基层材料；2)将所述壁纸基层材料送入第一涂布机，将碳纤维材料通过粘合剂涂布在所述壁纸基层材料表面、热风干燥后冷却制得壁纸半成品；3)将所述壁纸半成品依次进行图案印刷、热风干燥及防水层印刷、热风干燥即制得所述环保阻燃壁纸；该环保阻燃壁纸具有优异的阻燃、耐高温性能，且健康环保。

Description

环保阻燃壁纸及其制备方法
技术领域
本发明涉及壁纸制品制造领域，具体地，涉及一种环保阻燃壁纸及其制备方法。
背景技术
装饰材料是建筑装饰工程的物质基础，是装饰工程的实际效果与装饰材料的色彩、质感和纹理的具体展现，而内墙装饰材料作为现代家居装饰装修中重要的组成部分，在整体家装中所占比重最大。目前市场上的墙体装饰材料包括涂料、壁纸、陶瓷、玻璃、镜面、硅藻泥等，种类丰富，优点各异，可依据各居室功能和环境灵活选用，其中壁纸以上众多材料中运用最广、品种最多的贴面材料，被广泛应用于居室内墙以及公共场所中饭店、商场、酒店的墙壁上。
壁纸自20世纪80年代开始逐渐成为居家装饰材料，是目前应用相当广泛的室内装饰材料。最初起源于唐朝纸上绘图，后又经英国生产印刷才演变成现代意义的壁纸，其发展过程先后经历了纸、纸上涂画、发泡纸、印花纸、对版压花纸、特殊工艺纸的过程。但是现有的壁纸一般仅具有单一的装饰性，大多采用人造化工材料，缺乏其它的综合性能，难以满足人们对于壁纸更高的要求。
随着壁纸使用普及率的提高，壁纸在公共场所及家庭使用量日益增多，使得火灾潜在的危险性大幅增加，壁纸的阻燃性能也成为人们关注的热点问题。壁纸属于易燃产品，而且壁纸中含有的聚氯乙烯以及特殊纤维在燃烧时会产生大量的烟雾和二英类致癌等有毒气体，这是在火灾中造成人群中毒窒息的主要因素。同时目前的壁纸阻燃剂，需添加量较大时才具备一定的阻燃性，但是阻燃剂添加量较多时，会对壁纸的整体质量有一定影响，如会造成壁纸出现外观差，发硬，易碎，柔韧性、撕裂强度大大降低等问题，并且一旦壁纸中的阻燃剂过多，燃烧时产生的黑烟及有毒气体的产生量也会剧增。因此，如何能在保证壁纸阻燃性能的前提下，如何减少壁纸阻燃剂的用量，不影响壁纸整体加工性能，并可有效抑制黑烟及有毒气体的产生，这已经成为目前研究的热点。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保阻燃壁纸及其制备反方法，该环保阻燃壁纸具有优异的阻燃、耐高温性能，且健康环保。
为了实现上述目的，本发明提供了一种环保阻燃壁纸的制备方法，包括：
1)将木屑、竹叶、树皮、稻草、艾叶、薄荷、铃兰草、阻燃填料和石灰水按照100：15-55：20-30：10-15：3-10：2-6：5-10：21-30：150-300的重量比进行捣碎、混合、蒸煮以制得料浆；将所述料浆进行洗料、晒白、打料、捞纸、榨干和焙纸以制得壁纸基层材料；
2)将所述壁纸基层材料送入第一涂布机，将碳纤维材料通过粘合剂涂布在所述壁纸基层材料表面、热风干燥后冷却制得壁纸半成品；
3)将所述壁纸半成品依次进行图案印刷、热风干燥及防水层印刷、热风干燥即制得所述环保阻燃壁纸；
其中，所述增强填料由改性硅藻土、氧化石墨烯、三氧化二锑、纳米碳晶粉、蒙脱土、玄武岩纤维、石棉纤维和陶瓷纤维进行混合、热处理制得。
上述技术方案中，为了得到更好的防水效果，所述防水层为二氧化硅凝胶涂布层且厚度为0.1-0.15mm。
为了提高干燥效果，优选地，所述步骤1)或2)中的热风干燥的温度各自独立为100-150℃。
上述技术方案中，所述蒸煮的条件可以在宽的范围内选择，但是为了提高蒸煮效率，优选地，所述蒸煮至少满足以下条件：蒸煮温度为110-120℃，蒸煮时间为5-7d。
上述技术方案中，所述晒白的条件可以在宽的范围内选择，但是为了提晒白效果，优选地，所述晒白满足以下条件：晒白温度为20-35℃，晒白时间为30-60d。
本发明中，所述所述阻燃填料由以下方法制得：
将改性硅藻土、氧化石墨烯、三氧化二锑、纳米碳晶粉、蒙脱土、玄武岩纤维、石棉纤维和陶瓷纤维进行混合、热处理制得；
其中，所述改性硅藻土通过炭黑、竹纤维、钛酸酯、铝酸酯、硅烷偶联剂改性硅藻土制得。
所述改性硅藻土由以下方法制得：
将硅藻土与炭黑、竹纤维、钛酸酯、铝酸酯和硅烷偶联剂按照100：10-15：1-5：3-5：3-7：50-80的重量比进行搅拌混合、加热、干燥冷却并研磨制得所述改性硅藻土。
上述技术方案中，所述搅拌混合、加热的条件可以在宽的范围内选择，但是为了提高搅拌效率、加热效率，优选地，所述搅拌混合满足以下条件：转速为3000-4000rpm，时间为4-6h；
所述加热满足以下条件：温度为150-180℃，时间为0.5-2.5h。
在制备阻燃填料过程中，各原料的配比可以在宽的范围内选择，但是为了提高制得的填料的阻燃性能，优选地，所述改性硅藻土、氧化石墨烯、三氧化二锑、纳米碳晶粉、蒙脱土、玄武岩纤维、石棉纤维和陶瓷纤维的重量比为100：5-8：1-1.5：3-5：10-15：5-15：10-15：10-15。
上述技术方案中，所述热处理的条件可以在宽的范围内选择，但是为了制备效率，优选地，所述热处理至少满足以下条件：所述热处理至少满足以下条件：
在氮气氛下，自20-40℃升温至400-500℃，并在400-500℃保温1-1.5h；
接着，降温至50-70℃后自然冷却；所述升温过程中升温速率为5-10℃/min；所述降温过程中降温速率为5-10℃/min。
本发明中还提供了一种上述制备方法制得的阻燃壁纸基层材料。
通过上述技术方案，本发明中先用炭黑、竹纤维、钛酸酯、铝酸酯、硅烷偶联剂对硅藻土进行改性制得述改性硅藻土；接着将述改性硅藻土与氧化石墨烯、三氧化二锑、纳米碳晶粉、蒙脱土、玄武岩纤维、石棉纤维和陶瓷纤维进行混合、热处理制得阻燃增强填料，并将其应用到壁纸基层材料的制备过程中，制备工艺简单、原料环保无毒，在保证壁纸无毒环保的同时还能提高其阻燃性能。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
制备例1
将硅藻土与炭黑、竹纤维、钛酸酯、铝酸酯和硅烷偶联剂按照100：10：1：3：3：50的重量比在3000rpm下搅拌4h、在150℃加热2.5h，干燥冷却并研磨制得所述改性硅藻土；
将改性硅藻土、氧化石墨烯、三氧化二锑、纳米碳晶粉、蒙脱土、玄武岩纤维(1μm)、石棉纤维(2μm)和陶瓷纤维(2μm)按照100：5：1.5：5：10：5：10：10的重量比进行混合，在氮气氛下，以5℃/min的升温速率自20℃升温至400℃，并在400℃保温1.5h；接着，以5℃/min的降温速率降温至70℃后自然冷却；即得壁纸用阻燃填料，记作W1。
制备例2
将硅藻土与炭黑、竹纤维、钛酸酯、铝酸酯和硅烷偶联剂按照100：12：3：4：5：60的重量比在3500rpm下搅拌5h、在165℃加热2h，干燥冷却并研磨制得所述改性硅藻土；
将改性硅藻土、氧化石墨烯、三氧化二锑、纳米碳晶粉、蒙脱土、玄武岩纤维(2μm)、石棉纤维(2μm)和陶瓷纤维(1μm)按照100：6：1：3：13：10：12：13的重量比进行混合，在氮气氛下，以8℃/min的升温速率自30℃升温至450℃，并在450℃保温1h；接着，以10℃/min的降温速率降温至60℃后自然冷却；即得壁纸用阻燃填料，记作W2。
制备例3
将硅藻土与炭黑、竹纤维、钛酸酯、铝酸酯和硅烷偶联剂按照100：15：5：5：7：80的重量比在4000rpm下搅拌4h、180℃加热0.5h，干燥冷却并研磨制得所述改性硅藻土；
将改性硅藻土、氧化石墨烯、三氧化二锑、纳米碳晶粉、蒙脱土、玄武岩纤维(2μm)、石棉纤维(1μm)和陶瓷纤维(1μm)按照100：8：1.2：4：15：15：15：15的重量比进行混合，在氮气氛下，以10℃/min的升温速率自40℃升温至500℃，并在500℃保温1h；接着，以10℃/min的降温速率降温至70℃后自然冷却；即得壁纸用阻燃填料，记作W3。
制备例4
按照制备例1的方法制得壁纸用阻燃填料W4，不同的是的未加入改性硅藻土。
制备例5
按照制备例1的方法制得壁纸用阻燃填料W5，不同的是的未加入三氧化二锑。
制备例6
按照制备例1的方法制得壁纸用阻燃填料W6，不同的是的未加入玄武岩纤维。
制备例7
按照制备例1的方法制得壁纸用阻燃填料W7，不同的是的未加入石棉纤维。
制备例8
按照制备例1的方法制得壁纸用阻燃填料W8，不同的是的未加入陶瓷纤维。
制备例9
按照制备例1的方法制得壁纸用阻燃填料W9，不同的是的未加入纳米碳晶粉。
实施例1
将木屑、竹叶、树皮、稻草、艾叶、薄荷、铃兰草、阻燃填料和石灰水按照100：15：20：10：3：2：5：22：150的重量比进行捣碎、混合、在110℃蒸煮5d以制得料浆；将所述料浆进行洗料、在20℃晒白60d、打料、捞纸、榨干和焙纸以制得阻燃壁纸基层材料；
2)将所述壁纸基层材料送入第一涂布机，将碳纤维材料通过粘合剂涂布在所述壁纸基层材料表面、在100℃热风干燥后冷却制得壁纸半成品；
3)将所述壁纸半成品依次进行图案印刷、在100℃热风干燥及防水层(0.1mm)印刷、在100℃热风干燥即制得所述环保阻燃壁纸；记作A1。
实施例2
将木屑、竹叶、树皮、稻草、艾叶、薄荷、铃兰草、阻燃填料和石灰水按照100：35：25：13：7：4：8：25：200的重量比进行捣碎、混合、在110℃蒸煮7d以制得料浆；将所述料浆进行洗料、在20℃晒白60d、打料、捞纸、榨干和焙纸以制得阻燃壁纸基层材料；2)将所述壁纸基层材料送入第一涂布机，将碳纤维材料通过粘合剂涂布在所述壁纸基层材料表面、在120℃热风干燥后冷却制得壁纸半成品；
3)将所述壁纸半成品依次进行图案印刷、在120℃热风干燥及防水层(0.15mm)印刷、在120℃热风干燥即制得环保阻燃壁纸；记作A2。
实施例3
将木屑、竹叶、树皮、稻草、艾叶、薄荷、铃兰草、阻燃填料和石灰水按照100：55：30：15：10：6：10：30：300的重量比进行捣碎、混合、在120℃蒸煮5d以制得料浆；将所述料浆进行洗料、在35℃晒白30d、打料、捞纸、榨干和焙纸以制得阻燃壁纸基层材料；
2)将所述壁纸基层材料送入第一涂布机，将碳纤维材料通过粘合剂涂布在所述壁纸基层材料表面、在150℃热风干燥后冷却制得壁纸半成品；
3)将所述壁纸半成品依次进行图案印刷、在150℃热风干燥及防水层(0.15mm)印刷、在150℃热风干燥即制得所述环保阻燃壁纸；记作A3。
对比例1
按照实施例1的方法制得环保阻燃壁纸，记作D1；不同的是使用W4代替W1。
对比例2
按照实施例1的方法制得环保阻燃壁纸，记作D2；不同的是使用W5代替W1。
对比例3
按照实施例1的方法制得环保阻燃壁纸，记作D3；不同的是使用W6代替W1。
对比例4
按照实施例1的方法制得环保阻燃壁纸，记作D4；不同的是使用W7代替W1。
对比例5
按照实施例1的方法制得环保阻燃壁纸，记作D5；不同的是使用W8代替W1。
对比例6
按照实施例1的方法制得环保阻燃壁纸，记作D6；不同的是使用W9代替W1。
对比例7
按照实施例1的方法制得环保阻燃壁纸，记作D7；不同的是未使用阻燃填料W1。
检测例1
按照相关的国家标准方法检测本发明实施例和对比例制得的阻燃性能，检测的材料规格为100g/m2,，结果如下表所示：
表1
编号 平均续燃时间/S
A1 6.6
A2 6.5
A3 6.7
D1 3.2
D2 3.3
D3 3.5
D4 3.2
D5 2.9
D6 2.7
D7 1.5
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种环保阻燃壁纸的制备方法，其特征在于，包括：
1)将木屑、竹叶、树皮、稻草、艾叶、薄荷、铃兰草、阻燃填料和石灰水按照100：15-55：20-30：10-15：3-10：2-6：5-10：21-30：150-300的重量比进行捣碎、混合、蒸煮以制得料浆；将所述料浆进行洗料、晒白、打料、捞纸、榨干和焙纸以制得壁纸基层材料；
2)将所述壁纸基层材料送入第一涂布机，将碳纤维材料通过粘合剂涂布在所述壁纸基层材料表面、热风干燥后冷却制得壁纸半成品；
3)将所述壁纸半成品依次进行图案印刷、热风干燥及防水层印刷、热风干燥即制得所述环保阻燃壁纸；
其中，所述增强填料由改性硅藻土、氧化石墨烯、三氧化二锑、纳米碳晶粉、蒙脱土、玄武岩纤维、石棉纤维和陶瓷纤维进行混合、热处理制得。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述防水层为二氧化硅凝胶涂布层且厚度为0.1-0.15mm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤1)或2)中的热风干燥的温度各自独立为100-150℃。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述蒸煮至少满足以下条件：蒸煮温度为110-120℃，蒸煮时间为5-7d；
所述晒白满足以下条件：晒白温度为20-35℃，晒白时间为30-60d。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述阻燃填料由以下方法制得：
将改性硅藻土、氧化石墨烯、三氧化二锑、纳米碳晶粉、蒙脱土、玄武岩纤维、石棉纤维和陶瓷纤维进行混合、热处理制得；
其中，所述改性硅藻土通过炭黑、竹纤维、钛酸酯、铝酸酯、硅烷偶联剂改性硅藻土制得。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述改性硅藻土、氧化石墨烯、三氧化二锑、纳米碳晶粉、蒙脱土、玄武岩纤维、石棉纤维和陶瓷纤维的重量比为100：5-8：1-1.5：3-5：10-15：5-15：10-15：10-15。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述热处理至少满足以下条件：
在氮气氛下，自20-40℃以5-10℃/min的升温速率升温至400-500℃，并在400-500℃保温1-1.5h；
接着，以5-10℃/min的降温速率降温至50-70℃后自然冷却。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述改性硅藻土由以下方法制得：
将硅藻土与炭黑、竹纤维、钛酸酯、铝酸酯和硅烷偶联剂按照100：10-15：1-5：3-5：3-7：50-80的重量比进行搅拌混合、加热、干燥冷却并研磨制得所述改性硅藻土。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其中，所述搅拌混合满足以下条件：转速为3000-4000rpm，时间为4-6h；
所述加热满足以下条件：温度为150-180℃，时间为0.5-2.5h。
10.一种由权利要求1-9中任意一项所述的制备方法制得的环保阻燃壁纸。
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