[发明专利]一种多功能超疏水无醛人造板的制备方法

说明书

本发明属于人造板加工技术领域，同时属于功能材料领域，具体涉及一种多功能超疏水无醛人造板的制备方法。本发明采用纳米纤维素与无机纳米氧化物复合，经过疏水改性剂处理得到疏水纳米纤维素/无机纳米氧化物复合材料，并将其添加到无醛丙烯酸树脂乳液中得到疏水纳米纤维素/无机纳米氧化物/丙烯酸复合乳液，同时利用制得的纳米纤维素纸作为浸渍于复合乳液，经进一步热压贴合于无醛人造板表面，使纳米纤维素、无机纳米氧化物、丙烯酸树脂与无醛人造板得到牢固且一体化的组装与结合，从而赋予人造板超疏水性与其他功能性，如抗菌性、光催化性与阻燃性。

技术领域

本发明属于人造板加工技术领域，同时属于功能材料领域，具体涉及一种多功能超疏水无醛人造板的制备方法。

背景技术

人造板在使用过程中除应满足力学性能要求外，还应针对具体使用条件附加特定功能，即对热、电、光、磁、声以及水分、火焰、细菌、虫害等表现出特殊功能。受到“荷叶效应”的启发，如果能够在人造板表面构建类似荷叶表面的微纳分级结构，使其获得超疏水性能，则将有效阻止液态水的浸润，解决继而产生的人造板尺寸稳定性弱、容易腐朽等问题。这将极大拓宽人造板行业的应用发展领域，提高其相关产品的附加值。

目前，实施于人造板材的超疏水界面构筑技术存在诸多瓶颈。其一，超疏水表面特有的微纳分级结构十分脆弱，且该结构与人造板材表面较难通过化学键合作用紧密连接，易受加工和使用过程中的机械冲击、磨擦等作用而损坏，丧失其原有的超疏水性能；其二，户外使用时会遭遇弱酸性雨水的冲刷与侵蚀、日常紫外光的辐射、风沙长期的刮蹭、微生物的滋生，都会使其失去超疏水自清洁效果。

由于受生产原料所限，人造板(胶合板、刨花板和纤维板等)的外观同样存在缺陷，无法媲美实木板材表面自然美观的纹理与色泽。利用浸渍纸修饰人造板表面，从而获得浸渍纸饰面人造板，即能够较好的弥补上述缺陷，又能够赋予人造板免油漆、实木感强、尺寸稳定性好、环保性强、品种丰富、用途广等优点。然而，我国目前的浸渍纸行业起点低，缺乏专业性人才，行业整体发展水平良莠不齐，明显呈现两极分化趋势，产品质量尚且无法获得保障。因此，如何在修饰人造板外观的同时赋予其超疏水及其他功能性，并涵盖上述优点，获得多功能超疏水无醛人造板是研究亟待解决的关键问题。

发明内容

本发明的目的是设计一种多功能超疏水无醛人造板的制备方法，完善现有技术中的不足，修饰人造板外观，并解决以往超疏水人造板表面机械稳定性差、界面结合不牢固、易受紫外光及生物侵害等缺陷。该方法绿色环保、简便可行、可规模化生产，通过该方法可以获得具备超疏水、抗菌、光催化、阻燃功能且尺寸稳定、耐久性良好的人造板。

为此，本发明按照以下步骤进行：

一、将木粉先后通过水热反应、高强度超声处理木粉，获得纳米纤维素悬浮液；

二、将悬浮液进行过滤、冲洗、压榨与真空干燥后，制得纳米纤维素纸，取出部分纳米纤维素纸进行硫酸水解、冷冻干燥后，制得纳米纤维素；

三、将制得纳米纤维素超声分散于去离子水中，配制纳米纤维素分散液，然后加入无机纳米氧化物，通过机械搅拌复合，过滤、干燥后，制得纳米纤维素/无机纳米氧化物复合材料，随后将其利用疏水改性剂处理、洗涤、过滤、干燥后，制得疏水纳米纤维素/无机纳米氧化物复合材料；

四、将制得疏水纳米纤维素/无机纳米氧化物复合材料添加到丙烯酸树脂中，通过机械搅拌进行复合，制备疏水纳米纤维素/无机纳米氧化物/丙烯酸复合乳液，并将步骤二制得纳米纤维素纸浸渍于疏水纳米纤维素/无机纳米氧化物/丙烯酸复合乳液中一段时间后取出；

五、浸渍干燥后的纳米纤维素纸与人造板组坯在一定条件下热压，即得到多功能超疏水无醛人造板。

步骤一中，所述的木粉为杨木粉、松木粉、轻木粉；将木粉加入到双氧水、次氯酸钠、乙醇和去离子水混合而成的混合溶液中，先水热反应，再超声处理，得到纳米纤维素悬浮液。