[发明专利]一种木质素基超疏水涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种木质素基超疏水涂层及其制备方法，该木质素基超疏水涂层按照质量份计包括以下原料组分：2份～4份共价交联的木质素微纳米球、2份～3份三甲氧基(1H,1H,2H,2H‑十三氟正辛基)硅烷、1份～2份环氧树脂、1份～2份固化剂。其制备方法包括：制备共价交联的木质素微纳米球悬浊液、制备低表面能的木质素微纳米球悬浊液、制备超疏水胶黏剂预制液并涂膜。本发明木质素基超疏水涂层具有低成本、绿色环保、超疏水性能优异等优点，是一种新型超疏水材料，有着很好的使用价值和应用前景，其制备方法具有工艺简单、制备条件温和、成本低廉等优点，符合绿色化学理念，适合于大规模制备，便于工业化应用。

技术领域

本发明涉及一种木质素基超疏水涂层及其制备方法。

背景技术

生产生活中，材料表面的润湿性对其加工利用有着重要的影响。超疏水涂层因其具有自清洁、防雾、防霉和油水分离等功能，使其成为目前研究的热点。近年来，由于对超疏水涂层的耐久性要求的提高，大多数的研究趋向采用无机纳米材料作为前驱体来制备超疏水涂层。然而，无机纳米材料在成本控制和环境问题上还存在很大的挑战。因此，急需开发一种低成本、绿色环保的生物基纳米材料取代无机纳米材料用来制备超疏水涂层。

目前，主要有通过对纳米纤维素进行低表面能改性制备超疏水涂层的报道，但由于纳米纤维素表面含有大量羟基，致使其在干燥过程中会发生团聚，不利于分散。为了改善纳米纤维素的分散性能，通过木质素包覆纳米纤维素有助于制备相对分散的超水水涂层，但通过木质素简单包覆纳米纤维素，会导致其抗有机溶剂侵蚀能力减弱。基于上述原因，如何提高木质素的抗有机溶剂侵蚀能力，是利用木质素制备超疏水涂层的关键所在。然而，现有技术中尚未见到有效提高木质素抗有机溶剂侵蚀能力的相关报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种低成本、绿色环保、超疏水性能优异的木质素基超疏水涂层及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种木质素基超疏水涂层，所述木质素基超疏水涂层按照质量份计包括以下原料组分：

上述的木质素基超疏水涂层，进一步改进的，所述环氧树脂为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线型脂肪族类环氧树脂、脂环族类环氧树脂中的至少一种。

上述的木质素基超疏水涂层，进一步改进的，所述固化剂为脂肪胺、脂环胺、芳香胺、聚酰胺、酸酐、树脂类、叔胺中的至少一种。

作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的木质素基超疏水涂层的制备方法，包括以下步骤：

S1、将共价交联的木质素微纳米球与乙醇混合，超声分散，得到共价交联的木质素微纳米球悬浊液；

S2、将步骤S1中得到的共价交联的木质素微纳米球悬浊液与三甲氧基(1H,1H,2H,2H-十三氟正辛基)硅烷混合，反应，得到低表面能的木质素微纳米球悬浊液；

S3、将步骤S2中得到的低表面能的木质素微纳米球悬浊液、环氧树脂和固化剂混合，搅拌，得到超疏水胶黏剂预制液；

S4、将步骤S3中得到的超疏水胶黏剂预制液涂覆在基底表面，固化，得到木质素基超疏水涂层。

上述的木质素基超疏水涂层的制备方法，进一步改进的，步骤S1中，所述共价交联的木质素微纳米球的制备方法包括以下步骤：

(1)将木质素原料、有机溶剂混合，搅拌，得到木质素溶液；

(2)将去离子水加入到步骤(1)中的木质素溶液中，搅拌，去除有机溶剂，得到木质素微纳米球悬浊液；

(3)将步骤(2)中得到的木质素微纳米球悬浊液进行水热反应，离心，冷冻干燥，得到共价交联的木质素微纳米球。