纳米纤维素杂化无机纳米粒子改性水性木器涂料的方法

摘要

纳米纤维素杂化无机纳米粒子改性水性木器涂料的方法，它涉及一种水性木器涂料的改性方法。本发明的目的要解决现有无机纳米粒子在水性木器涂料中分散性差，有机纳米纤维素棒状晶体长径比低，导致的改性水性木器涂层力学性能差，及耐候性甚至杀菌净化空气功能改善欠佳的问题。方法：一、纳米纤维素水液的制备：二、纳米纤维素与无机纳米粒子的杂化复合；三、纳米材料与水性树脂乳液复合，即得纳米纤维素杂化无机纳米粒子改性水性木器涂料。本发明利用具有高比表面积和良好水分散性的一维纳米纤维素为载体，原位掺杂复合零维无机纳米颗粒，通过两相原位杂化复合的方法协同改善水性木器涂料的综合性能，以拓宽水性木器涂料的应用范围。

主权项

纳米纤维素杂化无机纳米粒子改性水性木器涂料的方法，其特征在于它是按以下步骤完成的：一、纳米纤维素水液的制备：将纤维素原料依次进行抽提处理、去木质素处理和去半纤维素处理，得到纯化纤维素，对纯化纤维素进行生物预处理或化学预处理，得到纳米纤维素水液；所述的生物预处理指纤维素酶预处理，具体操作如下：将纯化纤维素加入250mL的烧杯中，加入去离子水至纯化纤维素的质量分数为0.1％～0.3％，加入纤维素酶，于50℃条件下预处理2h，然后在90℃处理2h后，真空抽滤并水洗后，重新配成质量浓度为0.1％～0.3％的纤维素水液，再经600bar的高压均质机械处理30min，即得纳米纤维素水液；所述的化学预处理指TEMPO氧化处理，具体操作如下：将纯化纤维素装入250mL的烧杯中，加入去离子水至的质量分数为0.1％～0.3％，依次加入溴化钠、TEMPO试剂，磁力搅拌下，以2.5mL/min的加入速度加入5mL质量浓度为12％的次氯酸钠溶液，再利用浓度为0.5mol/L的氢氧化钠调节pH值为10～10.5，持续反应至pH值不发生变化，结束反应，再加入15mL的无水乙醇，经抽滤、水洗后，再将得到的氧化纤维素置于250mL锥形瓶中，加入70mL去离子水和0.6g亚氯酸钠，用冰乙酸调节pH值至4～5，然后在70℃磁力搅拌1h，抽滤、水洗，得到羧基化纤维素，然后重新配成0.1％～0.3％的羧基化纤维素水液，再经15000rpm的高速搅拌机机械分散4min、600bar的高压均质机械处理5次，320W功率下强力超声30min，制得纳米纤维素水液；步骤一中所述的纤维素原料为粒度为60目以上的木材粉末、粒度为60目以上的农作物秸秆粉末或废旧纸张；二、纳米纤维素与无机纳米粒子的杂化复合：向步骤一得到的纳米纤维素水液中加入零维无机纳米粒子，在功率为300W～1000W下超声波强力超声处理30min～240min，得到无机纳米粒子和纳米纤维素均匀分散的杂化复合液；三、纳米材料与水性树脂乳液复合：①、将阳离子表面活性剂加入杂化复合液中，在功率为300W～1000W下超声波强力超声处理30min～240min，得到初混物；②、对初混物进行旋蒸，至旋蒸剩余溶液为原初混物体积1/5～1/2为止，将旋蒸剩余溶液加入到水性木器涂料中，在功率为300W～1000W下超声波强力超声处理30min～240min，得到混合涂料；③、用高速搅拌机在15000rpm的速度下高速搅拌混合涂料30min，即得纳米纤维素杂化无机纳米粒子改性水性木器涂料。