一種儲能調溫壁紙及其製備方法
2023-05-07 19:55:26
專利名稱：一種儲能調溫壁紙及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種壁紙，具體涉及一種儲能調溫壁紙，本發明還涉及儲能調溫壁紙的製備方法。
背景技術：
隨著人民生活水平的提高，室內家庭裝修中，採用壁紙裝飾的家庭越來越多，伴隨著科技進步，具備各種功能的壁紙，如光觸媒自清潔壁紙、煙霧報警壁紙、香味壁紙以及防紫外線壁紙等等，也紛紛應運而生。目前市場上生產的壁紙，都是在基紙上塗覆糊狀PVC樹脂材料，各種填料以及助劑，然後經烘乾(膠化)，冷卻，印刷，軟化，壓花，裁剪等工藝而製成。中國專利 200910070242. 7，200810041446. 3，200810174702. 6，200810141524. 7 公開了幾種光催化、空氣淨化、釋放負離子以及調溼除味防腐等功能壁紙，但至今尚未見具有儲能調溫功能的壁紙問世。
1988年美國航天航空署發明了一種調溫纖維，用於製作太空衣。它採用微膠囊技術，將特製的石臘相變材料(Hydrocarbon)包裹在微膠囊中，然後將此微膠囊織於纖維之中，製成專用太空衣，吸收或釋放熱量，從而達到調節人體體溫之功能。受此啟發，人們開式利用各種相變材料控制環境溫度。
在已經公開的現有專利技術中，人們採取各種手段，將相變材料用於建築材料中， 利用相變材料的潛熱，在相變溫度區間，吸收或釋放熱量，以達到調節室內溫度之目的。
相變材料在相變過程中，有固固相變，固液相變，液氣相變，固氣相變等形式。其中，固液相變材料因其相變時體積變化小，相變潛熱大，尤為建築節能工程優先選用。由於固液相變過程中，固液轉換時，液體的存放是人們首要需要解決的問題，現有技術中，有些是將相變芯材直接和砂漿混合，製成建築結構材料，有些則是將相變芯材直接注入空心磚內做成牆體，但這些直接加入相變材料的方式都容易造成相變芯材的流失，出現所謂「表面結霜」現象。為克服上述缺陷，人們又將相變材料包裹做成相變微膠囊，再摻入建築砂漿或結構材料中，但該技術工藝複雜，且成本高昂，難以為市場所接受；還有的將相變芯材裝入塑料空腔內，雖然可以避免芯材流失，但塑料作為聚合物，不能很好的與建築砂漿等結構材料相容，限制它的正常使用。另外，上述含有相變材料的牆體等建築結構多為毛坯，作為家庭居住和商業辦公時，外面還要用壁紙或塗料進行裝飾，使得含有相變材料的牆體，不能與室內空氣直接接觸，影響彼此熱量交換，大大降低相變材料的使用效果。
中國專利CN200810222372. 3公開了一種調溫塗料，但受塗料配方及工藝限制，其相變材料用量大約只佔整個塗料用量的5 %左右，使得整體相變潛熱不大，難以起到室內節能及調溫實質性效果。
中國專利ZL200410101553. 2公開了一種有機蒙脫土 /石蠟複合儲能材料的製備方法，通過將粉末狀態的層狀有機蒙脫土用矽烷偶聯劑進行改性處理，來提高有機蒙脫土與石蠟的相容性，但該專利未將蒙脫石進行包封，使用時仍會出現上述相變芯材流失現象。 同時，由於該複合儲能材料作為最終產品，為保證相變芯材的大量吸收，製作過程中需要長時間高溫攪拌,能耗較大。
中國專利200810222787. 0公開了一種天然微管包封技術，利用天然微管吸收並存放相變芯材料，然後專門用三聚氰胺脲醛樹脂，三聚氰胺甲醛樹脂等聚合物對其包封，不但工藝繁瑣，成本增高，且很多包封物本身會造成環境汙染。
發明內容
針對現有技術之不足，本發明的目的在於提供一種儲能調溫壁紙。
本發明的另一目的在於提供一種儲能調溫壁紙的製備方法。
本發明是通過如下技術方案來實現的
一種儲能調溫壁紙，包括基紙和塗覆料，所述塗覆料是由下述質量百分比的原料製成
糊狀PVC樹脂30%-40% 鄰苯二甲酸二辛酯20%-30% 發泡劑0.8-1%
降粘劑4%-6% 增白劑 0. 005%-0. 02% 穩定劑 0.5%-1%
鈦白粉5%-6%蒙脫石粉5%-10% 乙烯基三乙氧基矽烷0. 5%-I %
低熔點石蠟15%-25%，
所述塗覆料與基紙的質量比為300-400 80-100。
優選方案為一種儲能調溫壁紙，包括基紙和塗覆料，所述塗覆料是由下述質量百分比的原料製成
糊狀PVC樹脂33. 6%鄰苯二甲酸二辛酯20. 7% 發泡劑0.96%
降粘劑5. 6% 增白劑0.01% 穩定劑0.69%
鈦白粉5. 6%蒙脫石粉9% 乙烯基三乙氧基矽烷0.84%
低熔點石蠟23%，
所述塗覆料與基紙的質量比為300 100。
所述低熔點石蠟的相變溫度為18_35°C。
優選的低熔點石蠟的相變溫度為20_33°C。
優選的蒙脫石粉為納米層狀蒙脫石粉，這種納米層狀蒙脫石粉為「三明治」層狀結構，其片直徑為8_12um,層間距在1.2_1.6nm之間。米用娃燒偶聯劑，如乙稀基二乙氧基娃烷對層狀蒙脫石粉進行改性處理後，其層間距可擴充為2-4nm左右，同時又使其層間及邊緣的極性大大降低，有利於吸收更多的非極性的低熔點石蠟。
上述儲能調溫壁紙的製備方法，包括以下步驟
(I)製備含有相變材料的塗覆料將蒙脫石粉裝入容器中，再將乙烯基三乙氧基矽烷加入25 %乙醇溶液後，噴入蒙脫石粉中，邊噴邊攪拌，混勻後加入低熔點石蠟，加熱到 45°C，攪拌3小時；加入糊狀PVC樹脂、鄰苯二甲酸二辛酯，45°C水浴下攪拌1_2小時，混合均勻；繼續加入發泡劑，降粘劑，增白劑，穩定劑，鈦白粉，攪拌1-2小時，混合均勻；
(2)壁紙成型將含有相變材料的塗覆料均勻塗覆在基紙上，經165°C 2分鐘烘乾， 然後冷卻，印刷，軟化，壓花成型。
本發明的有益效果
I、本發明首次將納米層狀蒙脫石粉、乙烯基三乙氧基矽烷、低熔點石蠟作為複合相變材料加入壁紙塗覆料中，取代原有壁紙中的填料碳酸鈣，製成壁紙後，既加強了壁紙強度，又利用相變材料在相變過程中的吸收或釋放熱量，調節環境溫度，從而減少了能源消耗，有利於環保。
2、糊狀PVC樹脂作為成膜劑，是壁紙生產過程中的關鍵材料，本發明同時將其作為相變材料的包封劑。在製作壁紙塗覆料工藝過程中，糊狀PVC樹脂與具有「三明治」結構的，包含有低熔點石蠟芯材的層狀蒙脫石粉末混合，使得糊狀PVC樹脂在層狀複合相變材料微粒的夾層沿邊處，以及整個微粒表面形成一層薄膜，致使被封閉的複合相變材料微粒形成具有儲能調溫功能的「微容器」，避免了複合相變材料中石蠟的洩露，即所謂「表面結霜」現象的產生。上述具有儲能調溫功能的「微容器」，連同鄰苯二甲酸二辛酯、發泡劑，降粘劑，增白劑，穩定劑，鈦白粉等原料，組成具有相變功能的壁紙塗覆料，塗覆在基紙上，烘乾固化在壁紙表面，製成儲能調溫壁紙，在不另外增加材料和工序的基礎上產生了意料不到的技術效果。
3、本發明將納米層狀蒙脫石粉末吸收低熔點石蠟的工藝，放在壁紙塗覆原料的製備過程中一併進行，既避免了現有複合相變材料製備過程中的長時間高溫加熱攪拌，節省大量能源，同時減少了石蠟的揮發或流失，使其在壁紙中應用時，儲能效果更為顯著。
4、該壁紙生產工藝簡單、成本低廉，具有儲能調溫和裝飾之雙重功能。
圖I是本發明實施例I的DSC測試結果曲線圖。起始吸熱溫度為26. 68°C，吸熱峰 29. 63°C，相變潛熱為 50. 8593J/g。
圖2是本發明實施例2的DSC測試結果曲線圖。起始吸熱溫度為27. 73°C，吸熱峰 31. 95°C，相變潛熱為 21. 0984J/g。具體實施方式
實施例I
一種儲能調溫壁紙，由基紙和塗覆料組成，所述塗覆料是由336g糊狀PVC樹脂， 207g鄰苯二甲酸二辛酯，56g鈦白粉，0. Ig增白劑，6. 9g穩定劑，56g降粘劑，9. 6g發泡劑和 90g納米蒙脫石粉、8. 4g乙烯基三乙氧基矽烷、230g30#石蠟為原料製成，所述塗覆料與基層紙的質量比為300 100。
所述30#石蠟的相變溫度為30°C。
所述增白劑為二苯乙烯_2，2' -二磺酸鈉，也可以使用其它二苯乙烯衍生物。
所述穩定劑為硫醇鋅基錫，還可以使用硫醇甲基錫、鈣鋅複合熱穩定劑等。
所述降粘劑為TXIB。
所述發泡劑為偶氮二甲醯胺，還可以使用十二烷基硫酸鈉、松香皂類發泡劑等。
製備方法是
(I)製備含有相變材料的塗覆料將蒙脫石粉裝入容器中，再將乙烯基三乙氧基矽烷加入25 %乙醇溶液後，噴入蒙脫石粉中，邊噴邊攪拌，混勻後加入低熔點石蠟，加熱到 45°C，攪拌3小時；加入糊狀PVC樹脂、鄰苯二甲酸二辛酯，45°C水浴下攪拌1_2小時，混合均勻；繼續加入發泡劑，降粘劑，增白劑，穩定劑，鈦白粉，攪拌1-2小時，混合均勻；
(2)壁紙成型將含有相變材料的塗覆料均勻塗覆在基紙上，經165°C 2分鐘烘乾，然後冷卻，印刷，軟化，壓花成型。
實施例2
一種儲能調溫壁紙，由基紙和塗覆料組成，所述塗覆料是由364g糊狀PVC樹脂， 260g鄰苯二甲酸二辛酯，58g鈦白粉，0. Ig增白劑，6. 9g穩定劑，55g降粘劑，9. 5g發泡劑和 60g納米蒙脫石粉、6. 5g乙烯基三乙氧基矽烷、180g32#石蠟為原料製成，所述塗覆料與基層紙的質量比為160 100。
所述低熔點石蠟的相變溫度為32°C。
製備方法與實施例I相同。
將實施例I和2的儲能調溫壁紙進行DSC測試，測試結果如圖I、圖2所示。由此可知，本發明儲能調溫壁紙具有很好的儲能調溫作用。
權利要求
1.一種儲能調溫壁紙，包括基紙和塗覆料，其特徵在於所述塗覆料是由下述質量百分比的原料製成糊狀PVC樹脂30%-40%鄰苯二甲酸二辛酯20%-30%發泡劑0.8-1%降粘劑4%-6% 增白劑0. 005%-0. 02%穩定劑0.5%-1%鈦白粉5%-6%蒙脫石粉5%-10% 乙烯基三乙氧基矽烷0. 5%-I %低熔點石蠟15% -25%,所述塗覆料與基紙的質量比為300-400 80-100。
2.根據權利要求I所述的儲能調溫壁紙，包括基紙和塗覆料，其特徵在於所述塗覆料是由下述質量百分比的原料製成糊狀PVC樹脂33. 6% 鄰苯二甲酸二辛酯20. 7% 發泡劑0.96%降粘劑5. 6% 增白劑0.01% 穩定劑0.69%鈦白粉5. 6% 蒙脫石粉9% 乙烯基三乙氧基矽烷0.84%低熔點石蠟23%，所述塗覆料與基紙的質量比為300 100。
3.根據權利要求I或2所述的儲能調溫壁紙，其特徵在於所述低熔點石蠟的相變溫度為 18-35 0C o
4.根據權利要求3所述的儲能調溫壁紙，其特徵在於所述低熔點石蠟的相變溫度為 20-33。。。
5.根據權利要求I或2所述的儲能調溫壁紙，其特徵在於所述蒙脫石粉為納米層狀蒙脫石粉。
6.根據權利要求I或2所述的儲能調溫壁紙的製備方法，其特徵在於包括以下步驟(1)製備含有相變材料的塗覆料將蒙脫石粉裝入容器中，將乙烯基三乙氧基矽烷加 A 25%乙醇溶液後，噴入蒙脫石粉中，邊噴邊攪拌，混勻後加入低熔點石蠟，加熱到45°C， 攪拌3小時；加入糊狀PVC樹脂、鄰苯二甲酸二辛酯，45°C水浴下攪拌1-2小時，混合均勻； 繼續加入發泡劑，降粘劑，增白劑，穩定劑，鈦白粉，攪拌1-2小時，混合均勻；(2)壁紙成型將含有相變材料的塗覆料均勻塗覆在基紙上，經165°C2分鐘烘乾，然後冷卻，印刷，軟化，壓花成型。
全文摘要
本發明公開了一種儲能調溫壁紙及其製備方法。本發明的儲能調溫壁紙含有以蒙脫石粉、乙烯基三乙氧基矽烷、低熔點石蠟組成的複合相變材料，壁紙的生產方法包括複合相變材料的封閉、壁紙塗覆料的製備以及壁紙成型等步驟。採用本發明的複合相變材料生產的壁紙，相變芯材料石蠟不易洩露，壁紙生產工藝簡單、成本低廉，具有儲能調溫和裝飾之雙重功能。
文檔編號D21H27/20GK102535255SQ2011103758
公開日2012年7月4日 申請日期2011年11月23日 優先權日2011年11月23日
發明者夏新民, 張求榮, 杜黎星, 沈漢高, 童樹華 申請人:浙江金昌紙業有限公司