CN112176776A - 一种抗菌、防霉壁纸及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种性能优异的抗菌、防霉壁纸，依次包括粘胶层、纸基层、抗菌防水层，粘胶层位于纸基层下侧，用于将壁纸与待装饰墙壁粘结稳固粘结在一起，抗菌防水层位于纸基层上侧，起抗菌、防水、防霉的作用。所述纸基层中添加了适量的中空二氧化硅颗粒，该中空二氧化硅颗粒结构可以在纸基层中形成贯穿纸基层两面的气孔通道；所述抗菌防水层也具有均匀分布的微纳多孔结构，该多孔结构可以为少量的气体穿透壁纸提供通道。两者相结合，可以有效保障壁纸的透气性，避免壁纸的鼓泡问题。此外，抗菌防水层的表面具有均匀的微纳米级表面粗糙度，可以提供优异的疏水性表面结构。抗菌防水层中的全氟聚醚乳液可以提供优异的疏水疏油性能。
Description
技术领域
本发明涉及壁纸制造领域，具体涉及一种性能优异的抗菌、防霉壁纸及其制备方法。
背景技术
壁纸是一种广泛应用于现代室内装饰的装饰材料，相较于传统的涂料、墙漆等室内装饰材料而言，壁纸具有安全环保、易于施工、色彩图案丰富多样等优点。但是，壁纸自身也存在一定的不足，如不耐磨损、易刮伤破损、易受潮发霉、易滋生细菌等。
相对于纤维而言，树脂材料具有更好的耐磨损性、防水防潮性。因此，人们在传统的纤维基壁纸表面施加一层树脂胶面层，以改善壁纸的耐用性、防水防潮性。然而，壁纸所处的室内环境的温度会随着季节的变迁而发生较大的变化，而树脂胶面层的透气性极差，这使得壁纸的局部区域容易出现鼓泡的情况，影响装饰效果。壁纸表面出现鼓泡后，会影响壁纸的防水防潮效果，而室内环境中的湿度也是变化的，这使得壁纸表面容易受潮发霉，并容易在壁纸表面滋生并附着细菌。树脂胶面层和粘胶剂中均含有大量的有机溶剂助剂，如甲醛、苯、甲苯等，容易带来环保的问题。
因此，有必要提供一种性能优异的抗菌、防霉壁纸及其制备方法。
发明内容
针对现有的壁纸中所存在的上述不足，本发明提供了一种性能优异的抗菌、防霉壁纸及其制备方法。本发明包括两个方面的内容。
本发明的第一方面包括一种性能优异的抗菌、防霉壁纸，依次包括粘胶层、纸基层、抗菌防水层，粘胶层位于纸基层下侧，用于将壁纸与待装饰墙壁粘结稳固粘结在一起，抗菌防水层位于纸基层上侧，起抗菌、防水、防霉的作用。
其中，所述纸基层中，包括中空二氧化硅颗粒，其制备方法为：
（1）配制碳酸钙微纳米颗粒的水分散液，质量体积浓度为50-250g/L；
（2）在步骤（1）的水分散液中添加硅酸钠，搅拌并使硅酸钠溶解于水中，得到硅酸钠-碳酸钙浆液，硅酸钠的质量体积浓度为30-150g/L；
（3）在步骤（2）的硅酸钠-碳酸钙浆液中滴加酸性pH调节剂，调节pH至中性，然后在60-80℃下加热搅拌，使硅酸钠在加热和酸性条件下生成二氧化硅，并涂覆在碳酸钙微纳米颗粒表面，经过滤、去离子水洗涤、再过滤后得到二氧化硅涂覆的碳酸钙颗粒；
（4）将得到的二氧化硅涂覆的碳酸钙颗粒再次分散在pH为2-4的酸性水溶液中，搅拌反应，去除内部的碳酸钙颗粒，得到中空二氧化硅颗粒，经经过滤、去离子水洗涤、再过滤、干燥后，得到最终的中空二氧化硅颗粒。
其中，所述干燥温度为100-120℃，所述中空二氧化硅颗粒的孔径为10-50nm。
其中，所述酸性pH调节剂为有机酸或无机酸，具体为盐酸、硫酸、磷酸、甲酸、乙酸、草酸、酒石酸、柠檬酸、丙酸、丁酸中的一种。
其中，通过将所述中空二氧化硅颗粒以填料的方式直接添加到制备纸基层的纸浆中，从而得到包括中空二氧化硅颗粒的纸基层。
其中，所述pH为2-4的酸性水溶液是盐酸溶液。
其中，所述抗菌防水层的原料组成包括：载季铵盐聚磷腈 3.5-5.5质量%、聚乙二醇或聚乙烯醇 15.5-20.5质量%、草酸8.5-10.5 质量%、中空二氧化硅颗粒4.5-6.5 质量%、全氟聚醚乳液 15.5-20.5质量%、乙二醇 10-15质量%、余量水。预先将上述原料在80-100℃下搅拌反应3-6h，使得草酸与部分聚乙二醇或聚乙烯醇接枝得到稳定产物，使得载季铵盐聚磷腈和多余的聚乙二醇或聚乙烯醇与中空二氧化硅颗粒接枝，保证抗菌剂稳固、均匀分布在抗菌防水层中。然后再将反应后的产物均匀涂覆在纸基层表面，40-50℃下干燥固化10-30min，即可在纸基层表面得到抗菌防水层。
所述抗菌防水层具有均匀分布的微纳多孔结构，该多孔结构可以为少量的气体穿透壁纸提供通道，避免壁纸在局部区域容易出现鼓泡的问题。壁纸的纸基层中，也添加了适量的中空二氧化硅颗粒，该中空二氧化硅颗粒结构可以在纸基层中形成贯穿纸基层两面的气孔通道，为纸基层下侧的粘胶层中的有机物及其分解产物的挥发提供通道。虽然普通的纸张具有轻微的透气性，但是，壁纸的纸基层通常较厚，其透气性相对较差，且在壁纸装饰的初期，粘胶层中的有机物及其分解产物的挥发量相对较大，普通的纸基层自身的透气性无法满足这些气体的挥发，因而无法完全避免壁纸的鼓泡问题。本发明中通过在纸基层中添加了适量的中空二氧化硅颗粒，并配合抗菌防水层中的微纳多孔结构，有效保障了壁纸的透气性，避免了壁纸的鼓泡问题。此外，抗菌防水层的表面具有均匀的微纳米级表面粗糙度，可以提供优异的疏水性表面结构。抗菌防水层中的全氟聚醚乳液可以提供优异的疏水疏油性能。
本发明的第二方面包括一种性能优异的抗菌、防霉壁纸的制备方法，包括以下步骤：
（1）纸基层的制备：在制备纸基层的纸浆中添加中空二氧化硅颗粒作为填料，然后按照造纸工序进行纸基层的制备，经裁剪后即可得到所需尺寸的纸基层；
（2）抗菌防水层的制备：按照原料载季铵盐聚磷腈 3.5-5.5质量%、聚乙二醇或聚乙烯醇 15.5-20.5质量%、草酸8.5-10.5 质量%、中空二氧化硅颗粒4.5-6.5 质量%、全氟聚醚乳液 15.5-20.5质量%、乙二醇 10-15质量%、余量水，进行原料配制，然后在80-100℃下搅拌反应3-6h，得到抗菌防水层涂覆试剂。然后再将抗菌防水层涂覆试剂均匀涂覆在纸基层的上侧，40-50℃下干燥固化10-30min，即可在纸基层表面得到抗菌防水层。
（3）粘胶层的制备：粘胶剂施加在纸基层的下侧，即可。
具体实施方式
为了使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体的实施例对本发明的方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分，而不是全部的实施例。
实施例1
一种性能优异的抗菌、防霉壁纸，依次包括粘胶层、纸基层、抗菌防水层，粘胶层位于纸基层下侧，用于将壁纸与待装饰墙壁粘结稳固粘结在一起，抗菌防水层位于纸基层上侧，起抗菌、防水、防霉的作用。
其中，所述纸基层中，包括中空二氧化硅颗粒，其制备方法为：
（1）配制碳酸钙微纳米颗粒的水分散液，质量体积浓度为150g/L；
（2）在步骤（1）的水分散液中添加硅酸钠，搅拌并使硅酸钠溶解于水中，得到硅酸钠-碳酸钙浆液，硅酸钠的质量体积浓度为100g/L；
（3）在步骤（2）的硅酸钠-碳酸钙浆液中滴加酸性pH调节剂，调节pH至中性，然后在80℃下加热搅拌，使硅酸钠在加热和酸性条件下生成二氧化硅，并涂覆在碳酸钙微纳米颗粒表面，经过滤、去离子水洗涤、再过滤后得到二氧化硅涂覆的碳酸钙颗粒；
（4）将得到的二氧化硅涂覆的碳酸钙颗粒再次分散在pH为3.5的酸性水溶液中，搅拌反应，去除内部的碳酸钙颗粒，得到中空二氧化硅颗粒，经经过滤、去离子水洗涤、再过滤、干燥后，得到最终的中空二氧化硅颗粒。
其中，所述干燥温度为120℃，所述中空二氧化硅颗粒的孔径约为10-50nm。
其中，所述酸性pH调节剂为盐酸。
其中，所述pH为3.5的酸性水溶液是盐酸溶液。
其中，所述抗菌防水层的原料组成包括：载季铵盐聚磷腈5质量%、聚乙二醇或聚乙烯醇 16质量%、草酸9 质量%、中空二氧化硅颗粒5 质量%、全氟聚醚乳液19质量%、乙二醇12质量%、余量水。预先将上述原料在80℃下搅拌反应4h，使得草酸与部分聚乙二醇或聚乙烯醇接枝得到稳定产物，使得载季铵盐聚磷腈和多余的聚乙二醇或聚乙烯醇与中空二氧化硅颗粒接枝，保证抗菌剂稳固、均匀分布在抗菌防水层中。然后再将反应后的产物均匀涂覆在纸基层表面， 50℃下干燥固化20min，即可在纸基层表面得到抗菌防水层。
抗菌、防霉壁纸的制备方法，包括以下步骤：
（1）纸基层的制备：在制备纸基层的纸浆中添加中空二氧化硅颗粒作为填料，然后按照造纸工序进行纸基层的制备，经裁剪后即可得到所需尺寸的纸基层；
（2）抗菌防水层的制备：按照原料载季铵盐聚磷腈5质量%、聚乙二醇或聚乙烯醇 16质量%、草酸9 质量%、中空二氧化硅颗粒5 质量%、全氟聚醚乳液19质量%、乙二醇 12质量%、余量水，进行原料配制，然后在80℃下搅拌反应4h，得到抗菌防水层涂覆试剂。然后再将抗菌防水层涂覆试剂均匀涂覆在纸基层的上侧，50℃下干燥固化20min，即可在纸基层表面得到抗菌防水层。
（3）粘胶层的制备：粘胶剂施加在纸基层的下侧，即可。
实施例2
一种性能优异的抗菌、防霉壁纸，依次包括粘胶层、纸基层、抗菌防水层，粘胶层位于纸基层下侧，用于将壁纸与待装饰墙壁粘结稳固粘结在一起，抗菌防水层位于纸基层上侧，起抗菌、防水、防霉的作用。
其中，所述纸基层中，包括中空二氧化硅颗粒，其制备方法为：
（1）配制碳酸钙微纳米颗粒的水分散液，质量体积浓度为100g/L；
（2）在步骤（1）的水分散液中添加硅酸钠，搅拌并使硅酸钠溶解于水中，得到硅酸钠-碳酸钙浆液，硅酸钠的质量体积浓度为80g/L；
（3）在步骤（2）的硅酸钠-碳酸钙浆液中滴加酸性pH调节剂，调节pH至中性，然后在70℃下加热搅拌，使硅酸钠在加热和酸性条件下生成二氧化硅，并涂覆在碳酸钙微纳米颗粒表面，经过滤、去离子水洗涤、再过滤后得到二氧化硅涂覆的碳酸钙颗粒；
（4）将得到的二氧化硅涂覆的碳酸钙颗粒再次分散在pH为3的酸性水溶液中，搅拌反应，去除内部的碳酸钙颗粒，得到中空二氧化硅颗粒，经经过滤、去离子水洗涤、再过滤、干燥后，得到最终的中空二氧化硅颗粒。
其中，所述干燥温度为120℃，所述中空二氧化硅颗粒的孔径约为10-50nm。
其中，所述酸性pH调节剂为柠檬酸。
其中，所述pH为3的酸性水溶液是盐酸溶液。
其中，所述抗菌防水层的原料组成包括：载季铵盐聚磷腈 3.5质量%、聚乙二醇或聚乙烯醇 20.5质量%、草酸10.5 质量%、中空二氧化硅颗粒4.5 质量%、全氟聚醚乳液 15.5质量%、乙二醇 15质量%、余量水。预先将上述原料在90℃下搅拌反应5h，使得草酸与部分聚乙二醇或聚乙烯醇接枝得到稳定产物，使得载季铵盐聚磷腈和多余的聚乙二醇或聚乙烯醇与中空二氧化硅颗粒接枝，保证抗菌剂稳固、均匀分布在抗菌防水层中。然后再将反应后的产物均匀涂覆在纸基层表面， 50℃下干燥固化30min，即可在纸基层表面得到抗菌防水层。
抗菌、防霉壁纸的制备方法，包括以下步骤：
（1）纸基层的制备：在制备纸基层的纸浆中添加中空二氧化硅颗粒作为填料，然后按照造纸工序进行纸基层的制备，经裁剪后即可得到所需尺寸的纸基层；
（2）抗菌防水层的制备：按照原料载季铵盐聚磷腈 3.5质量%、聚乙二醇或聚乙烯醇20.5质量%、草酸10.5 质量%、中空二氧化硅颗粒4.5 质量%、全氟聚醚乳液 15.5质量%、乙二醇 15质量%、余量水，进行原料配制，然后在90℃下搅拌反应5h，得到抗菌防水层涂覆试剂。然后再将抗菌防水层涂覆试剂均匀涂覆在纸基层的上侧，50℃下干燥固化30min，即可在纸基层表面得到抗菌防水层。
（3）粘胶层的制备：粘胶剂施加在纸基层的下侧，即可。
实施例3
一种性能优异的抗菌、防霉壁纸，依次包括粘胶层、纸基层、抗菌防水层，粘胶层位于纸基层下侧，用于将壁纸与待装饰墙壁粘结稳固粘结在一起，抗菌防水层位于纸基层上侧，起抗菌、防水、防霉的作用。
其中，所述纸基层中，包括中空二氧化硅颗粒，其制备方法为：
（1）配制碳酸钙微纳米颗粒的水分散液，质量体积浓度为250g/L；
（2）在步骤（1）的水分散液中添加硅酸钠，搅拌并使硅酸钠溶解于水中，得到硅酸钠-碳酸钙浆液，硅酸钠的质量体积浓度为150g/L；
（3）在步骤（2）的硅酸钠-碳酸钙浆液中滴加酸性pH调节剂，调节pH至中性，然后在80℃下加热搅拌，使硅酸钠在加热和酸性条件下生成二氧化硅，并涂覆在碳酸钙微纳米颗粒表面，经过滤、去离子水洗涤、再过滤后得到二氧化硅涂覆的碳酸钙颗粒；
（4）将得到的二氧化硅涂覆的碳酸钙颗粒再次分散在pH为2的酸性水溶液中，搅拌反应，去除内部的碳酸钙颗粒，得到中空二氧化硅颗粒，经经过滤、去离子水洗涤、再过滤、干燥后，得到最终的中空二氧化硅颗粒。
其中，所述干燥温度为120℃，所述中空二氧化硅颗粒的孔径约为10-50nm。
其中，所述酸性pH调节剂为盐酸。
其中，所述pH为2的酸性水溶液是盐酸溶液。
其中，所述抗菌防水层的原料组成包括：载季铵盐聚磷腈 4质量%、聚乙二醇或聚乙烯醇 19质量%、草酸9 质量%、中空二氧化硅颗粒6.5 质量%、全氟聚醚乳液 20.5质量%、乙二醇 10质量%、余量水。预先将上述原料在80℃下搅拌反应6h，使得草酸与部分聚乙二醇或聚乙烯醇接枝得到稳定产物，使得载季铵盐聚磷腈和多余的聚乙二醇或聚乙烯醇与中空二氧化硅颗粒接枝，保证抗菌剂稳固、均匀分布在抗菌防水层中。然后再将反应后的产物均匀涂覆在纸基层表面，40℃下干燥固化30min，即可在纸基层表面得到抗菌防水层。
抗菌、防霉壁纸的制备方法，包括以下步骤：
（1）纸基层的制备：在制备纸基层的纸浆中添加中空二氧化硅颗粒作为填料，然后按照造纸工序进行纸基层的制备，经裁剪后即可得到所需尺寸的纸基层；
（2）抗菌防水层的制备：按照原料载季铵盐聚磷腈 4质量%、聚乙二醇或聚乙烯醇 19质量%、草酸9 质量%、中空二氧化硅颗粒6.5 质量%、全氟聚醚乳液 20.5质量%、乙二醇 10质量%、余量水，进行原料配制，然后在80℃下搅拌反应6h，得到抗菌防水层涂覆试剂。然后再将抗菌防水层涂覆试剂均匀涂覆在纸基层的上侧，40℃下干燥固化30min，即可在纸基层表面得到抗菌防水层。
（3）粘胶层的制备：粘胶剂施加在纸基层的下侧，即可。
Claims (9)
1.一种性能优异的抗菌、防霉壁纸，依次包括粘胶层、纸基层、抗菌防水层，粘胶层位于纸基层下侧，用于将壁纸与待装饰墙壁粘结稳固粘结在一起，抗菌防水层位于纸基层上侧，起抗菌、防水、防霉的作用。
2.如权利要求1所述的一种性能优异的抗菌、防霉壁纸，其特征在于，所述纸基层中，包括中空二氧化硅颗粒，其制备方法为：
（1）配制碳酸钙微纳米颗粒的水分散液，质量体积浓度为50-250g/L；
（2）在步骤（1）的水分散液中添加硅酸钠，搅拌并使硅酸钠溶解于水中，得到硅酸钠-碳酸钙浆液，硅酸钠的质量体积浓度为30-150g/L；
（3）在步骤（2）的硅酸钠-碳酸钙浆液中滴加酸性pH调节剂，调节pH至中性，然后在60-80℃下加热搅拌，使硅酸钠在加热和酸性条件下生成二氧化硅，并涂覆在碳酸钙微纳米颗粒表面，经过滤、去离子水洗涤、再过滤后得到二氧化硅涂覆的碳酸钙颗粒；
（4）将得到的二氧化硅涂覆的碳酸钙颗粒再次分散在pH为2-4的酸性水溶液中，搅拌反应，去除内部的碳酸钙颗粒，得到中空二氧化硅颗粒，经经过滤、去离子水洗涤、再过滤、干燥后，得到最终的中空二氧化硅颗粒。
3.如权利要求2所述的一种性能优异的抗菌、防霉壁纸，其特征在于，所述干燥温度为100-120℃，所述中空二氧化硅颗粒的孔径为10-50nm。
4.如权利要求3所述的一种性能优异的抗菌、防霉壁纸，其特征在于，所述酸性pH调节剂为有机酸或无机酸，具体为盐酸、硫酸、磷酸、甲酸、乙酸、草酸、酒石酸、柠檬酸、丙酸、丁酸中的一种。
5.如权利要求2所述的一种性能优异的抗菌、防霉壁纸，其特征在于，通过将所述中空二氧化硅颗粒以填料的方式直接添加到制备纸基层的纸浆中，从而得到包括中空二氧化硅颗粒的纸基层。
6.如权利要求2所述的一种性能优异的抗菌、防霉壁纸，其特征在于，所述pH为2-4的酸性水溶液是盐酸溶液。
7.如权利要求1所述的一种性能优异的抗菌、防霉壁纸，其特征在于，所述抗菌防水层的原料组成包括：载季铵盐聚磷腈 3.5-5.5质量%、聚乙二醇或聚乙烯醇 15.5-20.5质量%、草酸8.5-10.5 质量%、中空二氧化硅颗粒4.5-6.5 质量%、全氟聚醚乳液 15.5-20.5质量%、乙二醇 10-15质量%、余量水。
8.如权利要求7所述的一种性能优异的抗菌、防霉壁纸，其特征在于，预先将菌防水层的原料在80-100℃下搅拌反应3-6h，使得草酸与部分聚乙二醇或聚乙烯醇接枝得到稳定产物，使得载季铵盐聚磷腈和多余的聚乙二醇或聚乙烯醇与中空二氧化硅颗粒接枝，保证抗菌剂稳固、均匀分布在抗菌防水层中。
9.一种如权利要1-8任一项所述的一种性能优异的抗菌、防霉壁纸的制备方法，包括以下步骤：
（1）纸基层的制备：在制备纸基层的纸浆中添加中空二氧化硅颗粒作为填料，然后按照造纸工序进行纸基层的制备，经裁剪后即可得到所需尺寸的纸基层；
（2）抗菌防水层的制备：按照原料载季铵盐聚磷腈 3.5-5.5质量%、聚乙二醇或聚乙烯醇 15.5-20.5质量%、草酸8.5-10.5 质量%、中空二氧化硅颗粒4.5-6.5 质量%、全氟聚醚乳液 15.5-20.5质量%、乙二醇 10-15质量%、余量水，进行原料配制，然后在80-100℃下搅拌反应3-6h，得到抗菌防水层涂覆试剂。然后再将抗菌防水层涂覆试剂均匀涂覆在纸基层的上侧，40-50℃下干燥固化10-30min，即可在纸基层表面得到抗菌防水层。
（3）粘胶层的制备：粘胶剂施加在纸基层的下侧，即可。
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