[0001] 本发明公开了一种高强度玻璃纤维非织造墙纸的制备方法，属于装饰材料技术领域。

[0002] 近些年室内火灾频繁发生，传统的墙纸一经燃烧就会放出大量的毒气，或者这些墙纸本身就会燃烧，造成二次伤害。防火墙纸的使用可以有效地阻止火势的继续蔓延，减少火灾造成的危害。玻璃纤维为圆形截面而且直径不变，纤维的尺寸稳定性较高。具有耐水耐油性能，耐酸碱性和耐热性较好，而且还有很好的吸音效果。以玻璃纤维为纤维原料，采用湿法非织造生产工艺，生产出玻璃纤维墙纸。这种玻璃纤维湿法墙纸具有不燃、吸音等优点。但是由于玻璃纤维表面光滑、质脆，纤维之间没有像植物纤维那样的结合力，虽然利用100%的玻璃纤维能够制成湿法玻璃纤维墙纸，但是其强力较低，很难达到后续加工及使用中强力的需求。故需要采取措施对玻璃纤维纸进行增强，玻璃纤维纸的增强具有外涂和内施两种方式。其中，内施法包括在玻璃纤维分散液中加入打好浆的植物纤维分散液，打好的植物纤维浆粕之间的强力是由植物纤维之间的氢键提供。外涂法包括，在制成的湿法纤维网上施加一定比例的粘合剂，比如PVA、环氧树脂、水溶性聚氨酯等各种粘合剂，这些黏合剂附着在玻璃纤维上通过这些粘合剂可以使得纤维之间相互粘结，故而可以增加玻璃纤维墙纸的强力。

[0003] 玻璃纤维具有高比电阻和低介电常数，在建筑工程方面得到很大应用，具有较大发展空间。玻璃纤维可应用在玻璃纤维纸、过滤纸、屋面材料及板材饰纸、纤维复合电池隔板、耐高温绝缘纸等方面。玻璃纤维行业提出要大力开发玻璃纤维制品的应用领域，尤其是在耐火、耐热、增强等方面与下游产品相衔接。湿法玻璃纤维墙纸既达到阻燃效果又可轻易变脸。如主对墙面颜色不满意，可直接在原墙面涂刷新涂料换装，第一次的涂料颜色浅一些，下次的涂料直接盖住前面的，且绝对环保，装饰性强，耐擦洗，可消毒，不发霉，防开裂虫蛀，防火性强，应用广泛，因此，对玻璃纤维非织造墙纸的研究有着重要意义。

[0004] 本发明主要解决的技术问题是：针对传统玻璃纤维非织造墙纸透气性不佳、断裂强力不足的问题，提供了一种高强度玻璃纤维非织造墙纸的制备方法。

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：（1）将玻璃纤维与偶联剂混合，浸泡，过滤，得滤饼，将滤饼移入烘箱中，先于75～85℃的条件下，干燥处理，再于温度为135～150℃的条件下，保温反应，得预处理玻璃纤维；
（2）将橡胶乳液与过氧化物引发剂混合于烧瓶中，搅拌反应后，向烧瓶中加入预处理玻璃纤维，浸泡，过滤，悬挂晾干后，得初步接枝玻璃纤维，将初步接枝玻璃纤维移入真空烘箱，于氮气气氛下，恒温反应，得接枝玻璃纤维；
（3）将接枝玻璃纤维与硫酸溶液混合，搅拌反应后，过滤，干燥，得干燥酸化接枝玻璃纤维；
（4）将芳纶切至规定长度，得芳纶短纤，将芳纶短纤与偶联剂混合，浸泡，过滤，得预处理芳纶短纤维；
（5）将干燥酸化接枝玻璃纤维与预处理芳纶短纤混合，并加入水，搅拌反应后，过滤，干燥，即得改性玻璃纤维；
（6）将改性玻璃纤维与水混合，加入分散剂，搅拌混合后，得混合液，用盐酸溶液调节混合液pH至3～4后，将混合液移入打浆机中，打浆，得浆料；
（7）将浆料移入湿法成网器中，湿法成网，烘燥热轧，得预玻璃纤维非织造墙纸，将预玻璃纤维非织造墙纸移入鼓风烘干机中，鼓风烘干，即得高强度玻璃纤维非织造墙纸。

[0006] 所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中任意一种。

[0007] 步骤（2）所述橡胶乳液为丁苯橡胶乳液或顺丁橡胶乳液中任意一种。

[0008] 步骤（2）所述过氧化物引发剂为过氧化苯甲酰，过氧化甲乙酮或过氧化苯甲酰叔丁酯中任意一种。

[0009] 步骤（6）所述分散剂为分散剂NNO，分散剂BPO或分散剂MF中任意一种。

[0010] 本发明的有益效果是：（1）本发明在制备高强度玻璃纤维非织造墙纸使用橡胶乳液对玻璃纤维接枝，一方面，玻璃纤维在接枝了橡胶分子后，橡胶大分子链可包裹吸附于玻璃纤维表面，从而使玻璃纤维在制浆时不易团聚，从而使产品的透气性能得到提升，另一方面，吸附包裹在玻璃纤维表面的橡胶大分子链可有效保护玻璃纤维，并且由于橡胶大分子链具有优异的韧性，从而使玻璃纤维的脆性减弱，使产品的抗折强度得到提高；
（2）本发明在制备高强度玻璃纤维非织造墙纸时用预处理芳纶短纤对接枝橡胶分子的玻璃纤维进行改性，首先，改性后的玻璃纤维在湿法成型过程中可以以更加牢固的方式结合，从而使产品在无外加涂料的基础上拥有良好的断裂强力，其次用来改性的芳纶短纤又有良好的力学性能和较高的模量，从而使产品的断裂强力和抗折强度进一步提升，再者由于省去了涂膜过程，从而使产品的透气性得到提高。

[0011]将玻璃纤维与偶联剂按质量比1：6～1：10混合于烧杯中，浸泡3～4h后，过滤，得滤饼，将滤饼移入烘箱中，先于温度为75～85℃的条件下，干燥处理45～60min，再于温度为135～
150℃的条件下，保温反应60～90min，得预处理玻璃纤维；将橡胶乳液与过氧化物引发剂按质量比8：1～12：1混合于烧杯中，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为45～50℃，转速为280～320r/min的条件下，恒温搅拌反应2～3h后，再向烧瓶中加入橡胶乳液质量
0.4～0.6倍的预处理玻璃纤维，并将烧瓶移至室温条件下，浸泡3～4h后，过滤，得初步接枝玻璃纤维，将初步接枝玻璃纤维悬挂晾干至不再有乳液滴落，再将晾干后的初步接枝玻璃纤维移入真空烘箱，将烘箱中空气抽空后，向烘箱中以20～30mL/min的速率通入氮气，于温度为115～120℃的条件下，恒温反应1～2h，得接枝玻璃纤维；将接枝玻璃纤维与质量分数为15～20%的硫酸溶液按质量比1：10～1：15混合，于温度为50～60℃，转速为290～310r/min的条件下，恒温搅拌反应30～40min，过滤，得酸化接枝玻璃纤维，将酸化接枝玻璃纤维移入干燥箱，于温度为80～90℃的条件下，干燥45～60min，得干燥酸化接枝玻璃纤维；将芳纶切割至3～4mm，得芳纶短纤，将芳纶短纤与偶联剂按质量比1：5～1：10混合，浸泡5～7h后，过滤，得预处理芳纶短纤；将干燥酸化接枝玻璃纤维与预处理芳纶短纤按质量比3：1～
5：1混合，并加入干燥酸化接枝玻璃纤维质量3～6倍的水，于温度为60～75℃，转速为280～
300r./min的条件下，搅拌反应120～150min后，过滤，得混合玻璃纤维，将混合玻璃纤维移入干燥箱，于温度为85～95℃的条件下，干燥60～70min，得改性玻璃纤维；将改性玻璃纤维与水按质量比1：50～1：80混合，并加入改性玻璃纤维质量0.1～0.2倍的分散剂，于温度为
35～40℃，转速为320～380r/min的条件下搅拌混合，得混合液，用质量分数为15～25%的盐酸溶液调节混合液体系pH至3～4后，将混合液移入打浆机中，打浆5～15min，得浆料，将浆料移入湿法成网器中，湿法成网后，在120～180℃的条件下烘燥热轧，即得预玻璃纤维非织造墙纸，将预玻璃纤维非织造墙纸移入鼓风烘干机中，于温度为90～100℃的条件下鼓风烘干30～40min，即得高强度玻璃纤维非织造墙纸。所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，硅烷偶联剂KH-560或硅烷偶联剂KH-570中任意一种。所述橡胶乳液为丁苯橡胶乳液或顺丁橡胶乳液中任意一种。所述过氧化物引发剂为过氧化苯甲酰，过氧化甲乙酮或过氧化苯甲酰叔丁酯中任意一种。所述分散剂为分散剂NNO，分散剂BPO或分散剂MF中任意一种。

[0012] 实例1将玻璃纤维与偶联剂按质量比1：10混合于烧杯中，浸泡4h后，过滤，得滤饼，将滤饼移入烘箱中，先于温度为85℃的条件下，干燥处理60min，再于温度为150℃的条件下，保温反应90min，得预处理玻璃纤维；将橡胶乳液与过氧化物引发剂按质量比12：1混合于烧杯中，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为50℃，转速为320r/min的条件下，恒温搅拌反应3h后，再向烧瓶中加入橡胶乳液质量0.6倍的预处理玻璃纤维，并将烧瓶移至室温条件下，浸泡4h后，过滤，得初步接枝玻璃纤维，将初步接枝玻璃纤维悬挂晾干至不再有乳液滴落，再将晾干后的初步接枝玻璃纤维移入真空烘箱，将烘箱中空气抽空后，向烘箱中以
30mL/min的速率通入氮气，于温度为120℃的条件下，恒温反应2h，得接枝玻璃纤维；将接枝玻璃纤维与质量分数为20%的硫酸溶液按质量比1：15混合，于温度为60℃，转速为310r/min的条件下，恒温搅拌反应40min，过滤，得酸化接枝玻璃纤维，将酸化接枝玻璃纤维移入干燥箱，于温度为90℃的条件下，干燥60min，得干燥酸化接枝玻璃纤维；将芳纶切割至4mm，得芳纶短纤，将芳纶短纤与偶联剂按质量比1：10混合，浸泡7h后，过滤，得预处理芳纶短纤；将干燥酸化接枝玻璃纤维与预处理芳纶短纤按质量比5：1混合，并加入干燥酸化接枝玻璃纤维质量6倍的水，于温度为75℃，转速为300r./min的条件下，搅拌反应150min后，过滤，得混合玻璃纤维，将混合玻璃纤维移入干燥箱，于温度为95℃的条件下，干燥70min，得改性玻璃纤维；将改性玻璃纤维与水按质量比1：80混合，并加入改性玻璃纤维质量0.2倍的分散剂，于温度为40℃，转速为380r/min的条件下搅拌混合，得混合液，用质量分数为25%的盐酸溶液调节混合液体系pH至4后，将混合液移入打浆机中，打浆15min，得浆料，将浆料移入湿法成网器中，湿法成网后，在180℃的条件下烘燥热轧，即得预玻璃纤维非织造墙纸，将预玻璃纤维非织造墙纸移入鼓风烘干机中，于温度为100℃的条件下鼓风烘干40min，即得高强度玻璃纤维非织造墙纸。所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述橡胶乳液为丁苯橡胶乳液。所述过氧化物引发剂为过氧化苯甲酰。所述分散剂为分散剂NNO。

[0013] 实例2将玻璃纤维与偶联剂按质量比1：10混合于烧杯中，浸泡4h后，过滤，得滤饼，将滤饼移入烘箱中，先于温度为85℃的条件下，干燥处理60min，再于温度为150℃的条件下，保温反应90min，得预处理玻璃纤维；将芳纶切割至4mm，得芳纶短纤，将芳纶短纤与偶联剂按质量比1：10混合，浸泡7h后，过滤，得预处理芳纶短纤；将干燥酸化接枝玻璃纤维与预处理芳纶短纤按质量比5：1混合，并加入干燥酸化接枝玻璃纤维质量6倍的水，于温度为75℃，转速为
300r./min的条件下，搅拌反应150min后，过滤，得混合玻璃纤维，将混合玻璃纤维移入干燥箱，于温度为95℃的条件下，干燥70min，得改性玻璃纤维；将改性玻璃纤维与水按质量比1：
80混合，并加入改性玻璃纤维质量0.2倍的分散剂，于温度为40℃，转速为380r/min的条件下搅拌混合，得混合液，用质量分数为25%的盐酸溶液调节混合液体系pH至4后，将混合液移入打浆机中，打浆15min，得浆料，将浆料移入湿法成网器中，湿法成网后，在180℃的条件下烘燥热轧，即得预玻璃纤维非织造墙纸，将预玻璃纤维非织造墙纸移入鼓风烘干机中，于温度为100℃的条件下鼓风烘干40min，即得高强度玻璃纤维非织造墙纸。所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述过氧化物引发剂为过氧化苯甲酰。所述分散剂为分散剂NNO。

[0014] 实例3将玻璃纤维与偶联剂按质量比1：10混合于烧杯中，浸泡4h后，过滤，得滤饼，将滤饼移入烘箱中，先于温度为85℃的条件下，干燥处理60min，再于温度为150℃的条件下，保温反应90min，得预处理玻璃纤维；将橡胶乳液与过氧化物引发剂按质量比12：1混合于烧杯中，将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为50℃，转速为320r/min的条件下，恒温搅拌反应3h后，再向烧瓶中加入橡胶乳液质量0.6倍的预处理玻璃纤维，并将烧瓶移至室温条件下，浸泡4h后，过滤，得初步接枝玻璃纤维，将初步接枝玻璃纤维悬挂晾干至不再有乳液滴落，再将晾干后的初步接枝玻璃纤维移入真空烘箱，将烘箱中空气抽空后，向烘箱中以
30mL/min的速率通入氮气，于温度为120℃的条件下，恒温反应2h，得接枝玻璃纤维；将接枝玻璃纤维与质量分数为20%的硫酸溶液按质量比1：15混合，于温度为60℃，转速为310r/min的条件下，恒温搅拌反应40min，过滤，得酸化接枝玻璃纤维，将酸化接枝玻璃纤维移入干燥箱，于温度为90℃的条件下，干燥60min，得干燥酸化接枝玻璃纤维；将干燥酸化接枝玻璃纤维与芳纶短纤按质量比5：1混合，并加入干燥酸化接枝玻璃纤维质量6倍的水，于温度为75℃，转速为300r./min的条件下，搅拌反应150min后，过滤，得混合玻璃纤维，将混合玻璃纤维移入干燥箱，于温度为95℃的条件下，干燥70min，得改性玻璃纤维；将改性玻璃纤维与水按质量比1：80混合，并加入改性玻璃纤维质量0.2倍的分散剂，于温度为40℃，转速为380r/min的条件下搅拌混合，得混合液，用质量分数为25%的盐酸溶液调节混合液体系pH至4后，将混合液移入打浆机中，打浆15min，得浆料，将浆料移入湿法成网器中，湿法成网后，在180℃的条件下烘燥热轧，即得预玻璃纤维非织造墙纸，将预玻璃纤维非织造墙纸移入鼓风烘干机中，于温度为100℃的条件下鼓风烘干40min，即得高强度玻璃纤维非织造墙纸。所述偶联剂为硅烷偶联剂KH-550。所述橡胶乳液为丁苯橡胶乳液。所述过氧化物引发剂为过氧化苯甲酰。所述分散剂为分散剂NNO。

[0015] 对比例：嘉兴某纺织有限公司生产的玻璃纤维墙纸。

[0016] 将实例1至3所得玻璃纤维墙纸和对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：按照GB/T5453，采用YG-461L型数字织物透气量仪，检测透气率；依据GB/T24218.3，采用UTM4304型电子万能试验机，检测断裂强力，试样大小300mm×50mm。具体检测结果如表1所示：
表1
检测内容 实例1 实例2 实例3 对比例
透气率/（mm/s） 3280 2720 2330 1348
断裂强力/N 175 126 142 101
由表1检测结果可知，本发明所得高强度玻璃纤维非织造墙纸断裂强力得到了有效提高，具有良好的断裂强力，并且提高了它的透气性。