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CN107489073A - 一种环保防火壁纸及其制备方法 - Google Patents

一种环保防火壁纸及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及壁纸领域，公开了一种环保防火壁纸及其制备方法。该壁纸由壁纸基材、PVC层、印刷层和压花层组成，PVC层按重量由以下成分制备而成：PVC树脂35~45重量份、邻苯二甲酸二异丁酯10~20重量份、钙锌复合稳定剂2~6重量份、氢氧化镁2~6重量份、吸附剂4~8重量份。本发明壁纸具有吸附室内甲醛等有害气体物质和防火的作用，绿色环保。

Description

一种环保防火壁纸及其制备方法
技术领域
本发明涉及壁纸领域，尤其涉及一种环保防火壁纸及其制备方法。
背景技术
壁纸也称作墙纸，它是一种应用广泛的室内装潢材料。墙纸具有色彩多样、图案丰富、价格便宜等多种其它材料无法比拟的特点，在欧美、东南亚、日本等发达国家和地区得到相当程度的普及。近年来，我国室内装饰装修持续升温，一度遭冷落的壁纸以其绚丽的新姿态重新走进了客厅、卧室、酒店、会议室等，它以其自身的美观、时尚、个性、大方，越来越成为当今家居装饰品中的宠儿。
目前市场上生产最多且最为常用的装饰性壁纸主要是聚氯乙烯壁纸，它是以具有一定性能的原纸为基层，以聚氯乙烯薄膜为涂层，经复合、印花、压花等工序制成。聚氯乙烯壁纸包括普通聚氯乙烯壁纸和发泡聚氯乙烯壁纸，其优点是耐擦洗，相对结实，施工也方便，但透气性不好，最大的缺点是有污染，尤其是发泡聚氯乙烯壁纸更严重。
中国专利公开号CN103726413B公开了一种符合壁纸，该壁纸是由基层纸和基层纸上经涂覆PVC糊料经加热、印花、印制图案制成。PVC糊料是由PVC树脂粉、柠檬酸三丁酯、纳米二氧化硅、玉石粉、硫酸锌、氧化铬、羧甲基纤维素、2,4,6-三(二甲胺基甲基)苯酚、乙烯基三乙氧基硅烷、环烷酸钙、锌粉和助剂制成。
近年来人们对室内装修产品要求越来越高，例如美观、方便等，往往忽略了这些装饰产品的环保性能，这些产品往往是经过化学方法处理得到的，例如上述聚氯乙烯壁纸，会释放有害气体物质到空气中，危害人们的身体健康。
发明内容
本发明是为了克服壁纸释放有害有机物质污染室内空气的问题，提供了一种能够吸附有害气体的环保防火壁纸。
本发明还提供了一种环保防火壁纸的制备方法。
本发明采用以下技术方案：一种环保防火壁纸，包括壁纸基材、PVC层、印刷层和压花层，所述PVC层按重量由以下成分制备而成：PVC树脂35～45重量份、邻苯二甲酸二异丁酯10～20重量份、钙锌复合稳定剂2～6重量份、氢氧化镁2～6重量份、吸附剂4～8重量份。
使用邻苯二甲酸二异丁酯作为防火壁纸的增塑剂，隔离了聚氯乙烯分子之间的的距离，削弱了聚合物分子之间的聚合力，从而增加PVC层的可塑性。氢氧化镁是一种优良的阻燃剂，添加到组分中大大增加壁纸的防火性能。
作为优选，所述吸附剂的制备方法为：
(1)将粉煤灰加入到硝酸溶液中加热，冷却过后进行抽滤，然后进行干燥和煅烧得到处理后的粉煤灰；
(2)将处理过后的粉煤灰加入到硝酸铁溶液中，将过滤后的粉煤会进行干燥和煅烧；
(3)将煅烧后得到的产物加入到3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中，均匀分散后再进行加热，然后依次进行过滤、洗涤和干燥得到吸附剂。
作为优选，所述步骤1中的加热温度为50～60℃，加热时间为35～40分钟，干燥温度为80～90℃，干燥时间为3～4小时，煅烧温度为300℃～350℃，煅烧时间为5～8小时。
作为优选，所述步骤2中的干燥温度为90～100℃，干燥时间为3～4小时，煅烧温度为400～450℃，煅烧时间为6～8小时。
作为优选，所述步骤3中的加热温度为100～110℃，加热时间为3～4小时，干燥温度为90～100℃，干燥时间为4～5小时。
将粉煤灰加入到稀硝酸中加热进行活化处理，增强粉煤灰的反应活性，粉煤灰与硝酸铁在高温下会生成一部分具有一定吸附作用的硅酸盐，使材料的吸附性能大大增加。然后对粉煤灰中的二氧化硅和生成的硅酸盐通过3-氨丙基三乙氧基硅烷进行接枝改性，使二氧化硅和生成的硅酸盐表面连接上具有偶联作用的3-氨丙基三乙氧基硅烷。一方面，接枝改性后，3-氨丙基三乙氧基硅烷的末端由于含有氨基，对空气中的甲醛等有害物质具有较强的吸附能力，进一步增强了材料的吸附能力；另一方面，二氧化硅与硅酸盐表面接枝硅烷偶联剂后，大大增加了粉煤灰在混合体系中的分散性和粘性，增强PVC层的强度。
作为优选，所述壁纸基材为无纺布、化纤布或混纺布。
一种环保防火壁纸的制备方法为：
(1)将PVC树脂、邻苯二甲酸二异丁酯、钙锌复合稳定剂混合均匀后，依次加入氢氧化镁和吸附剂，搅拌后配制成糊料；
(2)将糊料经压延机成形为PVC膜，然后在160～170℃的条件下与壁纸基材复合形成壁纸半成品；
(3)将PVC层进行印刷以及压花，得到环保防火壁纸。
因此，本发明具有如下有益效果：(1)使用3-氨丙基三乙氧基硅烷对粉煤灰进行接枝改性，能够大大提升粉煤灰的吸附性能，吸附空气中的有害气体物质；(2)使用3-氨丙基三乙氧基硅烷对粉煤灰进行接枝改性，还提高了壁纸PVC层各组分间的分散和粘结性能，增强了壁纸PVC层成膜后的强度。
具体实施方式
下面通过具体实施例，对本发明的技术方案做进一步说明。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的，实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1
本发明采用以下技术方案：一种环保防火壁纸，包括壁纸基材、PVC层、印刷层和压花层，所述PVC层按重量由以下成分制备而成：PVC树脂35重量份、邻苯二甲酸二异丁酯10重量份、钙锌复合稳定剂2重量份、氢氧化镁2重量份、吸附剂4重量份。
其中，吸附剂的制备方法为：
(1)将25g的粉煤灰加入到1mol/L的硝酸溶液中，配制成粉煤灰重量百分浓度比为30％的混合溶液，然后放入水浴锅中，设置水浴锅温度50℃，加热35分钟后冷却1个小时，然后放入真空抽滤装置中进行抽滤，在超声波清洗机中清洗2小时，取出后放入烘箱中在80℃的条件下干燥3小时，取出后在300℃条件下煅烧5小时得到处理的粉煤灰；
(2)将处理过的粉煤灰加入到2mol/L的硝酸铁溶液中，1小时后取出放入90℃的烘箱中干燥3小时，取出后在400℃的条件下煅烧6小时；
(3)将煅烧后得到的物质加入到含有0.6mol/L的3-氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中，放入超声仪中30分钟，使之分散均匀，然后倒入三口烧瓶中，100℃的条件下加热3小时，过滤后加入到乙醇溶液中进行洗涤20分钟，最后放入真空干燥箱中真空干燥4小时，真空干燥箱温度设置在90℃。
一种环保防火壁纸的制备方法为：
(1)将35重量份PVC树脂、10重量份邻苯二甲酸二异丁酯、2重量份钙锌复合稳定剂混合均匀后，依次加入2重量份氢氧化镁和4重量份吸附剂，搅拌后配制成糊料；
(2)将糊料经压延机成形为PVC膜，然后在160℃的条件下与无纺布壁纸基材复合形成壁纸半成品；
(3)对PVC层进行印刷以及压花，得到环保防火壁纸。
实施例2
本发明采用以下技术方案：一种环保防火壁纸，包括壁纸基材、PVC层、印刷层和压花层，所述PVC层按重量由以下成分制备而成：PVC树脂38重量份、邻苯二甲酸二异丁酯13重量份、钙锌复合稳定剂4重量份、氢氧化镁4重量份、吸附剂6重量份。
其中，吸附剂的制备方法为：
(1)将25g的粉煤灰加入到1mol/L的硝酸溶液中，配制成粉煤灰重量百分浓度比为30％的混合溶液，然后放入水浴锅中，设置水浴锅温度53℃，加热36分钟后冷却1个小时，然后放入真空抽滤装置中进行抽滤，在超声波清洗机中清洗2小时，取出后放入烘箱中在83℃的条件下干燥3.2小时，取出后在310℃条件下煅烧6小时得到处理的粉煤灰；
(2)将处理过的粉煤灰加入到2mol/L的硝酸铁溶液中，1小时后取出放入93℃的烘箱中干燥3.2小时，取出后在410℃的条件下煅烧6.5小时；
(3)将煅烧后得到的物质加入到含有0.6mol/L的3-氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中，放入超声仪中30分钟，使之分散均匀，然后倒入三口烧瓶中，102℃的条件下加热3.3小时，过滤后加入到乙醇溶液中进行洗涤20分钟，最后放入真空干燥箱中真空干燥4.2小时，真空干燥箱温度设置在93℃。
一种环保防火壁纸的制备方法为：
(1)将38重量份PVC树脂、13重量份邻苯二甲酸二异丁酯、4重量份钙锌复合稳定剂混合均匀后，依次加入4重量份氢氧化镁和6重量份吸附剂，搅拌后配制成糊料；
(2)将糊料经压延机成形为PVC膜，然后在162℃的条件下与化纤布壁纸基材复合形成壁纸半成品；
(3)对PVC层进行印刷以及压花，得到环保防火壁纸。
实施例3
本发明采用以下技术方案：一种环保防火壁纸，包括壁纸基材、PVC层、印刷层和压花层，所述PVC层按重量由以下成分制备而成：PVC树脂43重量份、邻苯二甲酸二异丁酯17重量份、钙锌复合稳定剂5重量份、氢氧化镁5重量份、吸附剂7重量份。
其中，吸附剂的制备方法为：
(1)将25g的粉煤灰加入到1mol/L的硝酸溶液中，配制成粉煤灰重量百分浓度比为30％的混合溶液，然后放入水浴锅中，设置水浴锅温度57℃，加热38分钟后冷却1个小时，然后放入真空抽滤装置中进行抽滤，在超声波清洗机中清洗2小时，取出后放入烘箱中在88℃的条件下干燥3.8小时，取出后在340℃条件下煅烧7小时得到处理的粉煤灰；
(2)将处理过的粉煤灰加入到2mol/L的硝酸铁溶液中，1小时后取出放入98℃的烘箱中干燥3.8小时，取出后在430℃的条件下煅烧7小时；
(3)将煅烧后得到的物质加入到含有0.6mol/L的3-氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中，放入超声仪中30分钟，使之分散均匀，然后倒入三口烧瓶中，108℃的条件下加热3.8小时，过滤后加入到乙醇溶液中进行洗涤20分钟，最后放入真空干燥箱中真空干燥4.8小时，真空干燥箱温度设置在97℃。
一种环保防火壁纸的制备方法为：
(1)将43重量份PVC树脂、17重量份邻苯二甲酸二异丁酯、5重量份钙锌复合稳定剂混合均匀后，依次加入5重量份氢氧化镁和7重量份吸附剂，搅拌后配制成糊料；
(2)将糊料经压延机成形为PVC膜，然后在168℃的条件下与混纺布壁纸基材复合形成壁纸半成品；
(3)对PVC层进行印刷以及压花，得到环保防火壁纸。
实施例4
本发明采用以下技术方案：一种环保防火壁纸，包括壁纸基材、PVC层、印刷层和压花层，所述PVC层按重量由以下成分制备而成：PVC树脂45重量份、邻苯二甲酸二异丁酯20重量份、钙锌复合稳定剂6重量份、氢氧化镁6重量份、吸附剂8重量份。
其中，吸附剂的制备方法为：
(1)将25g的粉煤灰加入到1mol/L的硝酸溶液中，配制成粉煤灰重量百分浓度比为30％的混合溶液，然后放入水浴锅中，设置水浴锅温度60℃，加热40分钟后冷却1个小时，然后放入真空抽滤装置中进行抽滤，在超声波清洗机中清洗2小时，取出后放入烘箱中在90℃的条件下干燥4小时，取出后在350℃条件下煅烧8小时得到处理的粉煤灰；
(2)将处理过的粉煤灰加入到2mol/L的硝酸铁溶液中，1小时后取出放入100℃的烘箱中干燥4小时，取出后在450℃的条件下煅烧8小时；
(3)将煅烧后得到的物质加入到含有0.6mol/L的3-氨丙基三乙氧基硅烷的甲苯溶液中，放入超声仪中30分钟，使之分散均匀，然后倒入三口烧瓶中，110℃的条件下加热4小时，过滤后加入到乙醇溶液中进行洗涤20分钟，最后放入真空干燥箱中真空干燥5小时，真空干燥箱温度设置在100℃。
一种环保防火壁纸的制备方法为：
(1)将45重量份PVC树脂、20重量份邻苯二甲酸二异丁酯、6重量份钙锌复合稳定剂混合均匀后，依次加入6重量份氢氧化镁和8重量份吸附剂，搅拌后配制成糊料；
(2)将糊料经压延机成形为PVC膜，然后在170℃的条件下与混纺布壁纸基材复合形成壁纸半成品；
(3)对PVC层进行印刷以及压花，得到环保防火壁纸。
测试1
将50g实施例中的PVC糊料涂到纸片上放入10L的真空干燥器内，干燥器抽真空后冲入3mg/m3甲醛的空气。48小时后抽取0.5L的甲醛空气气样，测量干燥器中的甲醛含量变化。测量方法由CB-13197-91规定的方法来测定，其方法是用一定量的纯水吸收空气中的甲醛，然后分光光度计测定水中甲醛的吸光度，然后换算成甲醛的浓度。甲醛的吸收率按如下方式计算：
其中，A代表甲醛的吸收率，C0和Cx分别为初始干燥器中3mg/m3的甲醛完全被水吸收后的浓度和48小时后水中吸收甲醛的浓度。
甲醛吸收率(％)
实施例1 90.2
实施例2 93.5
实施例3 91.4
实施例4 94.7
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种环保防火壁纸，包括壁纸基材、PVC层、印刷层和压花层，其特征是，所述PVC层按重量由以下成分制备而成：PVC树脂35~45重量份、邻苯二甲酸二异丁酯10~20重量份、钙锌复合稳定剂2~6重量份、氢氧化镁2~6重量份、吸附剂4~8重量份。
2.根据权利要求1所述的一种环保防火壁纸，其特征是，所述吸附剂的制备方法为：
（1）将粉煤灰加入到硝酸溶液中加热，冷却过后进行抽滤，然后进行干燥和煅烧得到处理后的粉煤灰；
（2）将处理过后的粉煤灰加入到硝酸铁溶液中，将过滤后的粉煤会进行干燥和煅烧；
（3）将煅烧后得到的产物加入到3-氨丙基三乙氧基硅烷溶液中，均匀分散后再进行加热，然后依次进行过滤、洗涤和干燥得到吸附剂。
3.根据权利要求2所述的一种环保防火壁纸，其特征是，步骤（1）中的加热温度为50~60℃，加热时间为35~40分钟，干燥温度为80~90℃，干燥时间为3~4小时，煅烧温度为300℃~350℃，煅烧时间为5~8小时。
4.根据权利要求2所述的一种环保防火壁纸，其特征是，步骤（2）中的干燥温度为90~100℃，干燥时间为3~4小时，煅烧温度为400~450℃，煅烧时间为6~8小时。
5.根据权利要求2所述的一种环保防火壁纸，其特征是，步骤（3）中的加热温度为100~110℃，加热时间为3~4小时，干燥温度为90~100℃，干燥时间为4~5小时。
6.根据权利要求1或2所述的一种环保防火壁纸，其特征是，所述壁纸基材为无纺布、化纤布或混纺布。
7.一种如权利要求1所述的环保防火壁纸的制备方法，其特征是包括如下步骤：
（1）将PVC树脂、邻苯二甲酸二异丁酯、钙锌复合稳定剂混合均匀后，依次加入氢氧化镁和吸附剂，搅拌后配制成糊料；
（2）将糊料经压延机成形为PVC膜，然后在160~170℃的条件下与壁纸基材复合形成壁纸半成品；
（3）将PVC层进行印刷以及压花，得到环保防火壁纸。
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