CN105019312A - 一种多功能壁纸和多功能壁纸用涂料组合物 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种多功能壁纸，包括基层和功能层，功能层包含第一和第二微纳米复合材料，第一微纳米复合材料是选自纳米二氧化钛和纳米氧化锌的一种或两种以及选自纳米氯化银、纳米氧化银和纳米银的一种或多种组合担载在无机非金属微米载体上的复合材料，第二微纳米复合材料是选自纳米二氧化钛和纳米水合二氧化硅的一种或两种担载在无机非金属微米载体上的复合材料。功能层还可优选包括第三微纳米复合材料，即纳米氧化锌和选自纳米氧化铜、纳米氢氧化铜和纳米氧化亚铜中的一种或多种组合担载在无机非金属微米载体上的复合材料。该多功能壁纸具有优良的抗菌、抗病毒、除醛、防霉、防腐、防污、拒水等功能。还公开了一种壁纸用涂料组合物。

Description

一种多功能壁纸和多功能壁纸用涂料组合物

技术领域

本发明涉及一种多功能壁纸，以及用于多功能壁纸的涂料组合物。

背景技术

随着生活水平的提高，人们在追求装饰材料多样化、个性化的同时也更加注重装饰材料的健康、环保。

壁纸又称墙纸，是一种有着较强艺术表现力的室内装饰材料，因其色彩多变、图案美观及立体层次感强烈而受到越来越多人们的喜爱。

近年来，随着消费者对环境健康和安全的关注，对壁纸的需求从之前较为单一的美观装饰，延伸到抗菌、防霉、净化环境空气等功效。一方面，传统壁纸本身易吸潮霉变，容易滋生细菌，具有抗菌、防霉功能是壁纸克服自身弊端的内在要求；另一方面，可以利用室内壁纸大面积装饰的有利特点，使它成为有效的载体，发挥抗菌、防霉、除醛等功效，使我们居住的室内环境更加清新、健康。

然而，目前市售壁纸产品仍大多以装饰为主，而功能性产品较少，而且具备的功能也比较单一。例如，上海欧雅装饰材料有限公司的功能型除醛壁纸，仅具有除醛功能；又如，特普丽装饰装帧材料有限公司的特普丽牌表面强化防污抗菌墙纸，只具备抗菌防污的功能。现有技术也公开了一些功能性壁纸的技术，如，发明名称为“负离子抗甲醛生态壁纸”的专利申请CN102828447A揭示了利用负离子粉和分子筛甲醛去除剂去除甲醛净化空气。发明名称为“光催化室内空气净化壁纸”的专利申请CN102345249A揭示了将纳米二氧化钛、三氧化二铁、三氧化钨等光催化材料粘附在壁纸上净化空气。名称为“一种除甲醛胶面壁纸”的实用新型专利CN202718010U公开了利用纳米硅片、甲壳素吸附降解甲醛净化空气。名称为“一种除甲醛纯纸质壁纸”的实用新型专利CN202718009U公开了在印染层上直接涂覆甲醛清除剂去除甲醛。名称为“一种杀菌壁纸”的实用新型专利CN202688775U公开了具有无机纳米银抗菌剂层的杀菌壁纸。

现有技术中，使用了一些纳米功能材料，如纳米二氧化钛、纳米银，但这些纳米颗粒在实际应用中由于比表面积大、比表面能也大，因此非常容易发生团聚从而影响其实际的纳米抗菌或除醛效果。另一方面，纳米颗粒在应用体系中较容易被周围的介质包埋而无法裸露于壁纸表面，影响其与细菌、病毒、霉菌等物质的接触，从而导致在壁纸中应用这些纳米颗粒产生的抗菌或除醛效果不理想。因此，需要寻求更好的方案来解决纳米颗粒在壁纸应用中的问题，发挥好其应有的功能。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种具有抗菌、抗病毒和除醛功能的多功能壁纸，更好的是提供一种具有抗菌、抗病毒、除醛和防霉功能的多功能壁纸。

本发明的另一个目的是提供一种用于形成壁纸多功能层的涂料组合物。

在本发明的第一方面，提供了一种壁纸，包括基层和涂覆在该基层上的功能层，所述功能层包含第一微纳米复合材料和第二微纳米复合材料，所述第一微纳米复合材料是选自纳米二氧化钛和纳米氧化锌的一种或两种以及选自纳米氯化银、纳米氧化银和纳米银的一种或多种组合担载在无机非金属微米载体上的复合材料，所述第二微纳米复合材料是选自纳米二氧化钛和纳米水合二氧化硅的一种或两种担载在无机非金属微米载体上的复合材料。

较好的是，所述功能层还包括第三微纳米复合材料，所述第三微纳米复合材料是纳米氧化锌和选自纳米氧化铜、纳米氢氧化铜和纳米氧化亚铜中的一种或多种组合担载在无机非金属微米载体上的复合材料。

所述第一微纳米复合材料的涂覆量优选为每平方米基层表面0.2克至10克。

所述第二微纳米复合材料的涂覆量优选为每平方米基层表面0.5克至15克。

所述第三微纳米复合材料的涂覆量优选为每平方米基层表面0.2克至10克。

所述无机非金属微米载体优选是选自滑石粉、云母、碳酸钙、钛白、硅微粉、高岭土和硅藻土中的一种或多种。用于所述第一、第二和第三微纳米复合材料的所述无机非金属微米载体可以相同，也可以不相同。

所述第一、第二和第三微纳米复合材料中，担载在所述无机非金属微米载体上的纳米材料的粒径优选在5nm至250nm的范围内。

在本发明的第二方面，提供了一种壁纸用涂料组合物，它包含：

其中，所述第一微纳米复合材料是选自纳米二氧化钛和纳米氧化锌的一种或两种以及选自纳米氯化银、纳米氧化银和纳米银的一种或多种组合担载在无机非金属微米载体上的复合材料，

所述第二微纳米复合材料是选自纳米二氧化钛和纳米水合二氧化硅的一种或两种担载在无机非金属微米载体上的复合材料。

较好的是，该组合物还包含0.5-15重量％第三微纳米复合材料，所述第三微纳米复合材料是纳米氧化锌和选自纳米氧化铜、纳米氢氧化铜和纳米氧化亚铜中的一种或多种组合担载在无机非金属微米载体上的复合材料。

所述合成树脂乳液优选是选自苯丙乳液、硅丙乳液、纯丙乳液、聚乙烯乙酸酯乳液、聚氨酯乳液、丁苯乳液、氟碳乳液和醋叔乳液中的一种或多种。

所述成膜助剂优选是选自十二碳醇酯、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚和己二醇丁醚醋酸酯中的一种或多种。

所述无机非金属微米载体优选是选自滑石粉、云母、碳酸钙、钛白、硅微粉、高岭土和硅藻土中的一种或多种。用于所述第一、第二和第三微纳米复合材料的所述无机非金属微米载体可以相同，也可以不相同。

所述第一、第二和第三微纳米复合材料中，担载在所述无机非金属微米载体上的纳米材料的粒径优选在5nm至250nm的范围内。

附图说明

图1是本发明壁纸的结构示意图；

图2是本发明具有功能涂层的壁纸的电镜照片；

图3是本发明壁纸的功能涂层的电镜照片；

图4是本发明壁纸的功能涂层的电镜照片。

具体实施方式

以下结合本发明的具体实施方式对本发明的内容作进一步的详细说明。

用于形成本发明壁纸的功能涂层的涂料组合物包含0.5-15重量％第一微纳米复合材料，1-20重量％第二微纳米复合材料，45-80重量％合成树脂乳液，1-20重量％成膜助剂。更优选的是，该涂料组合物还包含0.5-15重量％第三微纳米复合材料。

第一微纳米复合材料是选自纳米二氧化钛和纳米氧化锌的一种或两种以及选自纳米氯化银、纳米氧化银和纳米银的一种或多种组合担载在无机非金属微米载体上的复合材料。这些担载在无机非金属微米载体上的纳米材料组合具体例如：纳米二氧化钛和纳米氯化银；纳米二氧化钛和纳米氧化银；纳米二氧化钛和纳米银；纳米二氧化钛、纳米氯化银和纳米氧化银；纳米二氧化钛、纳米氯化银和纳米银；纳米二氧化钛、纳米氧化银和纳米银；纳米二氧化钛、纳米氯化银、纳米氧化银和纳米银；纳米氧化锌和纳米氯化银；纳米氧化锌和纳米氧化银；纳米氧化锌和纳米银；纳米氧化锌、纳米氯化银和纳米氧化银；纳米氧化锌、纳米氯化银和纳米银；纳米氧化锌、纳米氧化银和纳米银；纳米氧化锌、纳米氯化银、纳米氧化银和纳米银；纳米二氧化钛、纳米氧化锌和纳米氯化银；纳米二氧化钛、纳米氧化锌和纳米氧化银；纳米二氧化钛、纳米氧化锌和纳米银；纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氯化银和纳米氧化银；纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氯化银和纳米银；纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氧化银和纳米银；纳米二氧化钛、纳米氧化锌、纳米氯化银、纳米氧化银和纳米银。第一微纳米复合材料在涂料组合物中的含量为0.5-15重量％,较好的是3-10重量％。第一微纳米复合材料的作用是提供抗菌、抗病毒的功能。

第二微纳米复合材料是选自纳米二氧化钛和纳米水合二氧化硅的一种或两种担载在无机非金属微米载体上的复合材料。第二微纳米复合材料具体例如：纳米二氧化钛担载在无机非金属微米载体上的复合材料，纳米水合二氧化硅担载在无机非金属微米载体上的复合材料，纳米二氧化钛和纳米水合二氧化硅组合担载在无机非金属微米载体上的复合材料。第二微纳米复合材料在涂料组合物中的含量为1-20重量％，较好的是5-13重量％。第二微纳米复合材料的作用是提供除醛功能。

第三微纳米复合材料是纳米氧化锌和选自纳米氧化铜、纳米氢氧化铜和纳米氧化亚铜中的一种或多种组合担载在无机非金属微米载体上的复合材料。这些担载在无机非金属微米载体上的纳米材料组合具体例如：纳米氧化锌和纳米氧化铜；纳米氧化锌和纳米氢氧化铜；纳米氧化锌和纳米氧化亚铜；纳米氧化锌、纳米氧化铜和纳米氢氧化铜；纳米氧化锌、纳米氧化铜和纳米氧化亚铜；纳米氧化锌、纳米氢氧化铜和纳米氧化亚铜；纳米氧化锌、纳米氧化铜、纳米氢氧化铜和纳米氧化亚铜。第三微纳米复合材料在涂料组合物中的含量为0.5-15重量％,较好的是3-10重量％。第三微纳米复合材料的作用是提供防霉功能。

上述第一、第二和第三微纳米复合材料中，担载在所述无机非金属微米载体上的各种纳米材料的粒径在5nm至250nm的范围内，更优选是在5nm至150nm的范围内。

合成树脂乳液是选自苯丙乳液、硅丙乳液、纯丙乳液、聚乙烯乙酸酯乳液、聚氨酯乳液、丁苯乳液和醋叔乳液中的一种或多种。合成树脂乳液在涂料组合物中的含量为45-80重量％,较好的是45-60重量％。

成膜助剂是选自十二碳醇酯、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚和己二醇丁醚醋酸酯中的一种或多种。合成树脂乳液在涂料组合物中的含量为1-20重量％，较好的是3-13重量％。

此外，本发明涂料组合物中还可根据需要包含适量的水，用来调节该涂料组合物的粘度，以适应于不同的壁纸涂覆要求。水的加入量一般不超过所有微纳米复合材料、合成树脂乳液和成膜助剂总重量的1.5倍，更通常的是，加入水的重量为所有微纳米复合材料、合成树脂乳液和成膜助剂总重量的0.5-1倍。

本发明涂料组合物中还可视情况包含适量的离子表面活性剂以更好地促进微纳米复合材料的分散。可用的离子表面活性剂例如羧酸钠盐类或聚羧酸铵盐类的阴离子表面活性剂。

在本发明的涂料组合物中，无机非金属微米载体是选自滑石粉、云母、碳酸钙、钛白、硅微粉、高岭土和硅藻土中的一种或多种。用于上述第一、第二和第三微纳米复合材料的所述无机非金属微米载体可以相同或不相同，也就是说，可使用同一种无机非金属微米载体，也可以三种微纳米复合材料使用三种不同的无机非金属微米载体。无机非金属微米载体的粒径优选为D90≤20微米。

在本发明的多功能壁纸中，由本发明涂料组合物所形成的功能层包含第一微纳米复合材料和第二微纳米复合材料，更优选是还包含第三微纳米复合材料。这些微纳米复合材料赋予壁纸抗菌、抗病毒、除醛、防霉、防腐、防污、拒水等功能。

第一微纳米复合材料可通过以下方法制得：将用作无机非金属微米载体的微米材料配制成悬浮液，向该悬浮液中加入水溶性的钛盐和/或锌盐以及氢氧化钠水溶液或氨水，再加入水溶性银盐和氢氧化钠水溶液和/或水溶性氯化物，根据反应的需要也可加入还原剂，待反应结束调节悬浮液的PH为6.5-8.0，将其过滤干燥后，烘干(或者于500℃-800℃再煅烧)，制得第一微纳米复合材料。

第二微纳米复合材料可通过以下方法制得：将用作无机非金属微米载体的微米材料配制成悬浮液，向该悬浮液中加入水溶性钛盐以及氢氧化钠水溶液或氨水,再加入硅酸钠水溶液与无机酸(例如盐酸或硫酸)，待反应结束调节悬浮液的PH为6.5-8.0，将其过滤干燥后，烘干(或者于500℃-800℃再煅烧)，制得第二微纳米复合材料。

第三微纳米复合材料可通过以下方法制得：将用作无机非金属微米载体的微米材料配制成悬浮液，向该悬浮液中加入水溶性锌盐以及氢氧化钠水溶液或氨水，再加入水溶性铜盐和氢氧化钠水溶液，根据反应需要也可加入还原剂，待反应结束调节悬浮液的PH为6.5-8.0，将其过滤干燥后，烘干，制得第三微纳米复合材料。

本发明的涂料组合物可以通过滚筒印刷、喷涂、刷涂、丝网印刷等方式涂布于壁纸基层表面。本发明涂料组合物的涂覆量约为每平方米壁纸基层表面50-200克，优选是每平方米壁纸基层表面100-150克。本发明涂料组合物通常于190℃-240℃进行干燥，形成功能涂层。

图1是本发明壁纸的结构示意图，壁纸包括基层2和涂覆在该基层上的功能层1。基层可选自壁纸原纸、无纺纸、无纺布或聚氯乙烯胶面壁纸等。功能层包含第一微纳米复合材料和第二微纳米复合材料，具备抗菌、抗病毒、除醛等多种功能。更好的是，功能层还包含第三微纳米复合材料，进一步优化了壁纸的防霉功能。

图2是本发明具有功能涂层的壁纸的电镜照片。由图可见，微纳米复合材料3中的功能性纳米材料通过无机非金属微米载体的担载，在功能层中形成岛状突起，裸露在外。图3和图4是本发明壁纸的功能涂层的电镜照片。它们更为清晰地反映了在本发明的功能涂层中，功能性纳米材料4通过无机非金属微米载体5的担载不仅裸露在外，而且形成了有效的分散。本发明功能涂层的这一结构特征有效地解决了现有技术中功能性纳米颗粒易团聚、易被介质包埋从而影响壁纸的抗菌、抗病毒、除醛、防霉等效果的问题。

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件进行。除非另外说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比。

实施例1

将0.5公斤由硅微粉担载的纳米银和纳米二氧化钛的微纳米复合材料，1公斤由硅微粉担载的纳米二氧化钛和纳米水合二氧化硅的微纳米复合材料，0.5公斤硅微粉担载的纳米氧化锌和纳米氧化铜的微纳米复合材料，0.01公斤的SN5040(聚羧酸钠盐无机颜料分散剂，江苏海安石油化工厂)，加入到7.5公斤的硅丙乳液中，以1000转/分钟的速度搅拌分散半小时，再加入0.5公斤己二醇丁醚醋酸酯，以800转/分钟的速度搅拌分散半小时后，配制成功能层涂料组合物，将功能层涂料组合物以滚筒印刷的方式印刷在壁纸原纸上，涂覆量是120克/平方米，印刷烘干速度是55-60米/分钟，烘干温度是210℃，将印刷涂覆好功能层的壁纸收卷成宽度为550mm，长度为10米的多功能壁纸卷。

按建材行业标准JC/T1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》提供的方法对所述的壁纸进行除甲醛检测。

序号	检验项目	标准要求	检验结果
				1	甲醛净化性能	≥75％	≥91
2	甲醛净化效果持久性	≥60％	≥87

按GB/T21866-2008《抗菌涂料(漆膜)抗菌性能测定法和抗菌效果进行抗菌效果检测。

按化工行业标准HG3950-2007《抗菌涂料》进行多功能壁纸抗霉菌性能检测。

实施例2

将1公斤由滑石粉担载的纳米氯化银、纳米氧化锌和纳米二氧化钛的微纳米复合材料，1.5公斤由硅微粉担载的纳米二氧化钛和纳米水合二氧化硅的微纳米复合材料加入到6.0公斤的纯丙乳液中，以1000转/分钟的速度高速搅拌半小时，再加入1.5公斤乙二醇丁醚和2公斤水，以800转/分钟的速度搅拌分散半小时后，配制成功能层涂料组合物，将功能层涂料组合物以滚筒印刷的方式印刷在印有花色的无纺纸上，涂覆量是110克/平方米，印刷烘干速度是55-60米/分钟，烘干温度是220℃，将印刷涂覆好功能层的壁纸收卷成宽度为550mm，长度为10米的多功能壁纸卷。

按建材行业标准JC/T1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》提供的方法对所述的壁纸进行除甲醛检测。

序号	检验项目	标准要求	检验结果
				1	甲醛净化性能	≥75％	93.4
2	甲醛净化效果持久性	≥60％	88.5

按GB/T21866-2008《抗菌涂料(漆膜)抗菌性能测定法和抗菌效果进行抗菌效果检测。

实施例3

将0.75公斤由绢云母担载的纳米氧化银和纳米氧化锌的微纳米复合材料，1公斤由硅微粉担载的纳米二氧化钛的微纳米复合材料，1.5公斤滑石粉担载的纳米氧化锌和纳米氧化亚铜的微纳米复合材料，加入5.5公斤的丁苯乳液中以1000转/分钟的速度高速搅拌半小时，再加入1.25公斤丙二醇苯醚，以800转/分钟的速度搅拌分散半小时后，配制成功能层涂料组合物，将功能层涂料组合物以滚筒印刷的方式印刷在印有花色的聚氯乙烯胶面壁纸，涂覆量是110克/平方米，印刷烘干速度是55-60米/分钟，烘干温度是220℃，将印刷涂覆好功能层的壁纸收卷成宽度为550mm，长度为10米的多功能壁纸卷。

按建材行业标准JC/T1074-2008《室内空气净化功能涂覆材料净化性能》提供的方法对所述的壁纸进行除甲醛检测。

序号	检验项目	标准要求	检验结果
				1	甲醛净化性能	≥75％	89.5
2	甲醛净化效果持久性	≥60％	86

按GB/T21866-2008《抗菌涂料(漆膜)抗菌性能测定法和抗菌效果进行抗菌效果检测。

按化工行业标准HG3950-2007《抗菌涂料》进行多功能壁纸抗霉菌性能检测。

在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种壁纸，包括基层和涂覆在该基层上的功能层，所述功能层包含第一微纳米复合材料和第二微纳米复合材料，所述第一微纳米复合材料是选自纳米二氧化钛和纳米氧化锌的一种或两种以及选自纳米氯化银、纳米氧化银和纳米银的一种或多种组合担载在无机非金属微米载体上的复合材料，所述第二微纳米复合材料是选自纳米二氧化钛和纳米水合二氧化硅的一种或两种担载在无机非金属微米载体上的复合材料。

2.如权利要求1所述的壁纸，其特征在于所述功能层还包括第三微纳米复合材料，所述第三微纳米复合材料是纳米氧化锌和选自纳米氧化铜、纳米氢氧化铜和纳米氧化亚铜中的一种或多种组合担载在无机非金属微米载体上的复合材料。

3.如权利要求1或2所述的壁纸，其特征在于所述第一微纳米复合材料的涂覆量为每平方米基层表面0.2克至10克，所述第二微纳米复合材料的涂覆量为每平方米基层表面0.5克至15克。

4.如权利要求3所述的壁纸，其特征在于所述第三微纳米复合材料的涂覆量为每平方米基层表面0.2克至10克。

5.一种涂料组合物，它包含：

其中，所述第一微纳米复合材料是选自纳米二氧化钛和纳米氧化锌的一种或两种以及选自纳米氯化银、纳米氧化银和纳米银的一种或多种组合担载在无机非金属微米载体上的复合材料，

所述第二微纳米复合材料是选自纳米二氧化钛和纳米水合二氧化硅的一种或两种担载在无机非金属微米载体上的复合材料。

6.如权利要求5所述的涂料组合物，其特征在于该组合物还包含0.5-15重量％第三微纳米复合材料，所述第三微纳米复合材料是纳米氧化锌和选自纳米氧化铜、纳米氢氧化铜和纳米氧化亚铜中的一种或多种组合担载在无机非金属微米载体上的复合材料。

7.如权利要求5或6所述的涂料组合物，其特征在于所述合成树脂乳液是选自苯丙乳液、硅丙乳液、纯丙乳液、聚乙烯乙酸酯乳液、聚氨酯乳液、丁苯乳液、氟碳乳液和醋叔乳液中的一种或多种。

8.如权利要求5或6所述的涂料组合物，其特征在于所述成膜助剂是选自十二碳醇酯、乙二醇丁醚、丙二醇苯醚和己二醇丁醚醋酸酯中的一种或多种。

9.如权利要求1或2所述的壁纸和如权利要求5或6所述的涂料组合物，其特征在于所述无机非金属微米载体是选自滑石粉、云母、碳酸钙、钛白、硅微粉、高岭土和硅藻土中的一种或多种，用于所述第一、第二和第三微纳米复合材料的所述无机非金属微米载体可以相同或不相同。

10.如权利要求1或2所述的壁纸和如权利要求5或6所述的涂料组合物，其特征在于，所述第一、第二和第三微纳米复合材料中，担载在所述无机非金属微米载体上的纳米材料的粒径在5nm至250nm的范围内。