一种海藻纤维墙纸的制备方法与流程

本发明涉及一种海藻纤维墙纸的制备方法，其对硅藻土进行改性，并将其与致孔剂、pvc基片、多孔无纺布进行热压贴合，该处理工艺具有操作简单、成本低廉、对室内污染有机物降解效率高等优点。

背景技术：

1、随着科技的迅速发展，人们生活水平不断提高，生活质量和健康水平日益成为人们关注的大事。有调查显示，现代人平均80%～90%的时间在室内度过，室内空气质量的好坏直接关系到人体健康。近年来室内空气污染物的来源和种类日益增多, 室内空气污染问题已引起了人们广泛地关注并成为研究的热点。

2、室内空气污染的来源主要有以下几个方面：一是室内装饰材料及家具的污染，二是建筑物自身的污染，三是室外空气的污染；四是来自于人类自身活动，厨房的油烟和吸食香烟产生的烟雾，含有多种污染成分，另外家中使用的清洁剂、杀虫剂及家电也会挥发出有机物质，不良室内空气危害人体健康。

3、壁纸应用于室内空气净化的优点是壁纸与空气接触面大，因此净化空气效率显著优于活性炭等有限的吸附，同时，壁纸表面针对性的净化材料还可分解有害气体。其中硅藻泥因其特殊的吸附性已被广泛用于壁纸和涂料，硅藻泥壁纸以硅藻泥为主要原材料的室内装饰壁材，整个房间使用硅藻泥具有消除甲醛、净化空气、调节湿度、释放负氧离子、防火阻燃、墙面自洁、杀菌除臭等功能。

4、海藻纤维是一种阻燃纤维，对海藻纤维燃烧过程的研究表明，纤维残余的炭化程度高，有效阻碍了热量的传递，使纤维在离开火焰后熄灭，但在当前安全要求越来越高的情况下，其阻燃性能仍然存在提升空间。

5、作为环境友好的材料并能在室温下将光能转换成化学能的二氧化钛光催化剂引起了人们广泛的注意和极大的兴趣。近年来，二氧化钛光催化剂已广泛的用于各种应用中，包括室内空气净化、抗菌和除臭材料，但其降解活性仍然达不到人们对降解活性的要求。

技术实现思路

1、为了克服上述现有技术的缺点，进一步提升墙纸的综合性能，本发明的目的在于提供一种海藻纤维墙纸的制备方法，其采用硅藻土提高墙纸对室内污染物的吸附性能，mn掺杂的α-fe2o3提高墙纸对室内污染物的降解活性。

2、一种海藻纤维墙纸的制备方法，通过挤出发泡制备pvc基材，将负载有改性的含mn海藻纤维的硅藻土、致孔剂与水预制成浆体，然后将浆体喷涂于基材表面并覆盖一层多孔无纺布，浸入辊压机进行热压贴合，利用致孔剂分解产生的气体防止硅藻土的孔道表面被封闭，从而得到墙纸。具体的制备步骤如下：

3、（1）将原料pvc、偶联剂、硬脂酸、增塑剂、木粉、偶氮二甲酰胺、发泡调节剂及聚乙烯蜡按一定质量比加入高速混合机中进行冷辊，然后在挤出机中进行挤出，采用结皮发泡板专用流道结构，使物料在挤出过程中发泡均匀，然后浸入冷却定型系统及牵引切割系统，制得发泡的pvc基材；

4、（2）将负载有改性的含mn海藻纤维的硅藻土、致孔剂按一定质量比例混合，加入适量去离子水，搅拌均匀，使得致孔剂尽可能地负载在硅藻土的孔道内表面，得到浆体；

5、（3）采用全自动喷涂机将步骤（2）得到的浆体喷涂于步骤（1）中的pvc基材表面，形成均匀涂层，然后覆盖一层多孔无纺布；

6、（4）将步骤（3）得到的复合材料通过压辊机进行热压，一方面使pvc基材与无纺布贴合，负载有海藻酸钠的硅藻土被固定在两层之间，另一方面由于温度升高促使致孔剂分解产生气体，有效防止热贴合时硅藻土的微孔被封闭，活性组分被覆盖，最终得到墙纸。

7、硅藻土中二氧化硅的含量不低于85wt%，氧化铁含量为0.5-1wt%，氧化铝含量为3-5wt%，其密度为2-2.2g/cm3，堆密度为0.4-0.6g/cm3，比表面积为45-60m2/g，孔体积为0.5-0.8m3/g，吸水率为200-400%。

8、致孔剂为碳酸铵、碳酸氢铵中的至少一种，其加入质量为负载有改性的含mn海藻纤维的硅藻土质量的3～5wt%。

9、所述偶联剂为kh550、kh570、kh560或kh792中的至少一种；所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸苄酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二环己酯或邻苯二甲酸二异丁酯中的至少一种；发泡调节剂为甲基丙稀酸甲脂、丙烯酸乙酯或甲基丙烯酸乙酯中的至少一种。

10、步骤（1）所述原料中各成分重量份为：pvc 72～85份、偶联剂0.1～0.2份、硬脂酸0.1～0.2份、增塑剂2～5份、木粉6～10份、偶氮二甲酰胺0.5～1.5份、发泡调节剂6～10份、聚乙烯蜡0.2～0.4份。

11、步骤（1）所述冷混的搅拌速度为80～100r/min，搅拌时间为30～40min。

12、步骤（1）所述挤出机为双螺杆挤出机，螺杆长径比为40:1～60:1；所述冷却定型系统采用压板式结构，液压控制，以保证对pvc基片厚度的精确控制，其厚度应控制为0.2～0.5mm。

13、步骤（3）所述全自动喷涂机采用压力式，喷枪为圆形或扇形。

14、步骤（4）所述压辊机的压辊荷载为15～25n，盘间压力为80～120n，滚压次数为2～4次，热压温度为100～120℃，温度不宜过高，容易导致海藻纤维炭化。

15、含mn海藻纤维的硅藻土制备方法具体如下：

16、湿法纺丝是制备海藻纤维最常用的方法，将配制好的纺丝原液，从喷丝孔中挤出射入到适当的液态凝固浴中，细流凝固成丝条，得到固态纤维。

17、配制一定浓度的纺丝原液，通常为5%的海藻酸钠溶液，过滤去除原液中的杂质和不溶小颗粒，脱泡出去原液中的小气泡。将在储箱桶内静止1小时后的纺丝原液在氮气的压力下挤出，中间经过计量泵、过滤器，在凝固浴中固化成形，当凝固浴为氯化钙时，制得的固态海藻酸盐长丝为海藻酸钙纤维，再经水洗、牵伸、定型等工序，得到成品。

18、将上述得到的海藻酸盐纤维浸泡在1mol/l的hcl溶液中，并放入振荡器室温振荡6小时，去除纤维中的钙离子和钠离子等金属离子得到海藻纤维。将海藻纤维浸入不同浓度的氯化锰（mncl2）溶液，放入振荡器中，50℃振荡6小时，过渡金属mn2+离子通过吸附作用进入海藻酸分子中与g段螯合，得到不同mn含量的含mn海藻纤维，适宜的含量为海藻纤维重量的1-8wt%，2-6wt%，3-4wt%。

19、对含mn海藻纤维的硅藻土进行改性的是mn掺杂α-fe2o3纳米粒子，其制备方法具体如下：

20、配制0.5m的fecl3溶液，5wt% mncl2溶液，0.1wt%己基三甲基溴化铵溶液，将上述三种溶液各自独立搅拌1h，然后在持续搅拌的状态下将mncl2溶液和己基三甲基溴化铵溶液先后逐滴加入到fecl3溶液中得到混合溶液。将混合溶液在室温搅拌4h，然后向其中缓慢滴加氨水溶液产生沉淀。将沉淀物用去离子水洗涤10次，然后进行微波辐射，频率2.41ghz下照射15min，研磨后在400℃焙烧5h，再研磨得到mn掺杂α-fe2o3纳米粒子，适宜的mn掺杂量为α-fe2o3纳米粒子的1-5wt%，2wt%，2.5wt%，3wt%，3.5wt%，4wt%，4.5wt%。

21、负载有改性的含mn海藻纤维的硅藻土制备方法具体如下：

22、将前述含mn海藻纤维加入适量水中，加入非离子表面活性剂分散均匀，然后向其中加入适量的mn掺杂α-fe2o3纳米粒子，浸渍负载30min，然后去离子水洗涤10次，50℃真空干燥得到改性的含mn海藻纤维。

23、将硅藻土进行酸洗，除去其中的有机杂质，去离子水洗涤烘干后加入到适量去离子水中，并加入非离子表面活性剂分散均匀，然后向其中加入改性的含mn海藻纤维，浸渍负载30min，使得海藻纤维能够负载到硅藻土的孔道中，在利用硅藻土吸附性能的同时，进一步提高海藻纤维对室内污染组分的降解效率。

24、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

25、1、mn离子的负载能有效抑制海藻纤维的燃烧，提高海藻纤维的阻燃性能。

26、2、硅藻土由于其特殊的吸附性，常被用于壁纸和涂料的吸附层，普通硅藻泥壁纸只具有吸附净化空气的功能，对空气中的有机污染物降解能力很弱，而本发明在硅藻土孔道内引入具有高活性的活性组分，充分利用了硅藻土的吸附性和负载于其孔道表面活性组分的降解活性，实现对室内污染物的高效降解。

27、3、mn掺杂的α-fe2o3纳米粒子相比比较常见的tio2等光催化活性组分或简单改性的tio2等光催化活性组分而言具有更高的甲醛降解活性，能够在更短的时间内净化空气，保护人体健康。

28、4、在热贴合工艺中，利用致孔剂分解产生气体，从而避免负载有活性组分的硅藻土的孔道结构被封闭，以确保硅藻土有足够的有效活性表面能够吸附室内的污染物，从而进一步促进光催化活性组分对污染物的降解效果。