[发明专利]含有半纤维素的纳米纤维素化学改性水性木器漆的方法

说明书

含有半纤维素的纳米纤维素化学改性水性木器漆的方法，涉及一种改性水性木器漆的方法。是要解决现有纳米材料改性水性木器涂料存在纳米粒子分散性差，导致水性漆膜力学性能差的问题。方法：一、含半纤维素的纳米纤维素水液的制备：将纤维素原料依次进行抽提处理和去木质素处理，得到综纤维素，然后进行机械预处理或化学机械混合预处理，得到含半纤维素的纳米纤维素水液；二、纳米纤维素原位化学改性水性木器漆。该方法能显著改善水性木器涂料的附着力、耐磨性、硬度、抗冲击性等机械性能，延长水性木器涂料的使用寿命，拓宽水性木器涂料的应用范围，提高木材产品的附加值。本发明用于水性木器漆领域。

技术领域

本发明涉及一种改性水性木器漆的方法。

背景技术

木材表面涂饰是木材保护与装饰的主要手段。溶剂型油漆、油性涂料过去一直是家具行业的主流用漆种类。然而，近年来随着人们环保意识的加强、国家强制政策的出台，具有高VOC释放特点的溶剂型和油性涂料应用受到大幅限制，而具有低VOC释放特点的环境友好型水性木器涂料越来越受到行业青睐，成为木器涂料发展的主流趋势。但令人遗憾的是市面上的水性木器涂料因固含量低、组分之间及其与基底作用力弱等问题，致使漆膜硬度、耐磨性、附着力、抗冲击性等机械性能及耐紫外老化性能一般不及技术成熟的油性涂料，故水性木器漆的改性势在必行。

近年来，利用纳米材料对水性木器涂料改性的方法较多。①纳米纤维素改性水性涂料的方法，但纳米纤维素的分散靠表面活性剂调控，组分复杂且漆膜性能受小分子的表面活性剂影响大；且仅通过纳米纤维素添加对涂层的附着力、耐磨性和耐紫外老化性能改善无积极作用。②利用纳米纤维素棒状晶体改善水性木器涂料的硬度、耐磨性等力学性能，但由于纳米纤维素棒状晶体长径比低，致漆膜力学性能改善不明显。③利用纳米纤维素和纳米二氧化硅溶胶与水分散型树脂复合制备超疏水木器涂料的方法，但纳米纤维素负载纳米二氧化硅先进行超疏水改性，使得其与水分散型树脂的极性差异巨大，两相亲和性差、界面相容性差，超疏水改性的纳米材料极易团聚，致使涂层的各项力学性能改善欠佳甚至下降。

总之，上述已公开的方法所陈述的无机纳米粒子改性水性木器涂料时存在纳米粒子分散性差致涂层力学性能、透光率改善欠佳的问题；而有机纳米纤维素多为棒状的纳米纤维素晶体，长径比低，对涂层的力学性能改善均有限；即便纳米纤维素与SiO₂、TiO₂、(氧化)石墨烯复合，所采用的方法也存在其与聚合物基体亲和性差、在聚合物基体中分散性差致涂料的力学性能改善欠佳的问题。

发明内容

本发明是要解决现有纳米材料改性水性木器涂料存在纳米粒子分散性差，导致水性漆膜力学性能差的问题，提供一种含有半纤维素的纳米纤维素化学改性水性木器漆的方法。

本发明含有半纤维素的纳米纤维素化学改性水性木器漆的方法，包括以下步骤：

一、含半纤维素的纳米纤维素水分散液的制备：

将纤维素原料依次进行抽提处理和去木质素处理，得到综纤维素，然后进行机械预处理或化学机械混合预处理，得到含半纤维素的纳米纤维素水分散液；

步骤一中所述抽提处理的具体步骤为：

将纤维素原料粉碎成90～120目粉末，然后进行苯醇抽提处理10～12h。所述苯醇为甲苯和无水乙醇按体积比2：1组成的混合物。

步骤一中所述去木质素处理的具体步骤为：

①将抽提处理后的纤维素粉末浸入质量浓度为1％～1.2％的亚氯酸钠溶液中，用冰醋酸调节溶液pH值到4～5，再在75～80℃恒温水浴锅中磁力加热搅拌1～1.5h；

②将步骤①得到的纤维素粉末浸入质量浓度为1％～1.2％的亚氯酸钠溶液中，用冰醋酸调节溶液pH值到4～5，再在75～80℃恒温水浴锅中磁力加热搅拌1～1.5h；