本发明属于木材加工领域，具体涉及一种基于光催化超疏水涂层的自清洁装饰薄木。
背景技术：
随着我国装饰材料行业的不断发展，装饰薄木被大众所熟知，不仅缓解了我国珍贵木材的供需矛盾，其装饰效果也远远优于普通的浸渍纸贴面、pvc贴面。但装饰薄木自身就具备木材的属性，是一种多孔材料且具有各向异性，本身容易吸附空气中的赃物，利用装饰薄木制得的木制品表面需要不断清洗，影响其使用寿命且加大后期管理的成本。因此，通过对人造装饰薄木表面进行化学或物理改性，赋予其自清洁、防腐、防水及其他性能具有重要意义。
目前，模仿一些自然现象用以解决人类实际生活问题的技术越来越受到人们的广泛关注，表面自清洁技术就是其中之一。自然界中存在许多具有优良自清洁表面的实例，例如“蝴蝶的翅膀”、“卷心菜的叶子”以及“荷叶效应”等。近年来，随着新材料的广泛应用，对这些材料进行表面自清洁涂层加工技术也越来越受到重视，自清洁涂层是指附着于涂层表面的污染物、灰尘等能够在重力、风力、雨水冲刷等外力作用下自行脱落或者经涂层表面特殊物质降解污染物的一种表面，一般分为1)、超亲水涂层：水滴在表面上将摊开成一层水膜，污染物颗粒会附着在水膜上，防止其直接与表面接触，随着水膜的流动，污染物将被冲刷掉，达到自清洁效果；2)超疏水涂层：其清洁机理类似于荷叶表面去污的过程，水滴在材料表面滑动或滚动时，将材料表面的污物吸附在水滴表面，并将其带离材料表面，达到自清洁效果。而对于这两种自洁方式，主要和表面的润湿性有关。固体表面上液滴的平衡形状由三相界面张力所决定即(固气、固液、液气界面)，满足杨氏方程时，表面的液滴形状达到稳定。
即：γsg-γsl＝γlgcosθ
方程中，只有当液滴非常小时(毫米到微米级别)，其重力作用忽略不计，这时，液滴在表面上近似的呈球面帽状，液气界面和固体表面相交，夹角为θ，θ角为液滴的实际浸润角。
杨氏方程是所有润湿现象的基础，大多数情况下，液滴与表面呈部分润湿现象；当固液界面张力与液气张力之和等于固气界面张力时实际浸润角趋向于0度，此时表面上的液滴将会摊开成一层薄膜，即全润湿。相反，如果实际浸润角为180度时，液滴在表面将尽可能的聚拢，表面不润湿。
常用的制备自清洁涂层的方法有sol-gel(溶胶-凝胶法)、等离子法、电极沉淀法、聚合物、纳米粒子法、磁控溅射法等。但上述制备方法制备周期长，设备成本高，能耗高、环境污染大，得到的涂层自清洁效果不明显。本发明提供一种基于光催化超疏水涂层的自清洁装饰薄木及其制备方法，利用纳米tio2与疏水性纳米粒子共混，将其均匀涂覆在装饰薄木的表面，在其表面形成超疏水性的涂层，使得木制品具有长期的自清洁功能，减少了后期的管理成本，提升了产品的附加值。
技术实现要素：
为解决现有的装饰薄木表面容易吸附空气中的污染物，制得的木制品表面需要不断清洗，影响其使用寿命且加大后期管理的成本，且现有的自清洁技术制备周期长，设备成本高，能耗高、环境污染大，自清洁效果不显著，不适宜大面积使用等缺陷。本发明提供了一种基于光催化超疏水涂层的自清洁装饰薄木，利用纳米tio2与疏水性纳米粒子共混，将其均匀涂覆在装饰薄木的表面，在其表面形成超疏水性的涂层，使得木制品具有长期的自清洁功能，减少了后期的管理成本，提升了产品的附加值。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于光催化超疏水涂层的自清洁装饰薄木，该装饰薄木涂覆有纳米tio2-有机硅改性涂料，所述纳米tio2-有机硅改性涂料按照重量份计算由以下组份组成：
作为优选，所述有机硅纳米粒子为纳米二氧化硅、十二甲基硅烷、十三弗辛基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷(mtms)、丙基三甲氧基硅烷(ptms)和二苯基二甲氧硅烷中的一种或几种混合。
作为优选，所述热塑性成膜树脂为聚氨脂、聚苯丙乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。
作为优选，所述分散剂为六磷偏酸钠、丙烯酸酯、聚氨酯，所述偶联剂为kh580，所述成膜助剂为醇酯-12，所述填料为滑石粉，所述消泡剂为丁醇。
作为优选，所述的纳米tio2-有机硅改涂料的ph为7.8，其重量份组成如下：
在本发明一个具体实施例中，所述纳米tio2-有机硅改涂料的ph为8.0，其重量份组成如下：
在本发明另一个具体实施例中，所述纳米tio2-有机硅改涂料的ph为8.2，其重量份组成如下：
在本发明再一个具体实施例中，所述薄木为杨木、柞木、樟子松采用刨切、锯切或旋切产生的厚度0.1-2mm的木皮，含水率5-15wt％。
作为优选，本发明提供的纳米tio2-有机硅改性涂料的制备方法包括如下步骤：s1、按重量份数计算，将10-40份有机硅纳米粒子和5-20份纳米tio2粒子加入到250ml的苯丙乳液中，超声波搅拌10-20min，频率10-30hz，形成溶液a；
s2、将溶液a缓慢加入到盛有90-110份热塑性成膜树脂的烧杯中，另加入适当比例的4-6份成膜助剂、2-8份分散剂、2-8份偶联剂、6-10份填料、1-2份消泡剂、0.25-0.75水不溶性葡聚糖，超微搅拌20-40min，频率10-30hz，搅拌均匀得到纳米tio2-有机硅改涂料。纳米tio2粒子为光催化自洁材料，能在光的作用下催化降解有机污染物，水不溶性葡聚糖作为大生物分子，在碱性水性涂料体系中起到稳定剂的作用，水性涂料品质稳定，直接涂覆在浸渍薄木表面不会与氨基树脂发生化学反应，且二者的粘合度很高，成膜快，能在其表面形成具有自修复型的超疏水膜。
本发明的有益效果是：
1.本发明通过纳米tio2与有机硅共混，其制得的涂层可以大面积涂覆，可采用滚涂、刷涂、喷涂等涂覆手段，直接涂覆在装饰薄木表面，不需要任何后处理技术。
2.本发明制得的装饰薄木，其表面耐久性更高，同时具有防水、耐腐、抗紫外线等多重功效，且无论是在酸碱状态还是高温、低温状态、或是uv光照射下都表现出超高的疏水性。
3.本发明制得的装饰薄木，具有很好的耐有机污染物能力，即使其表面被油性污染物玷污，在uv光的照射下，其超疏水性能够快速恢复，具有非常优异的长期自清洁功能。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
实施例1
s1、表面预处理：将杨木旋切为0.1mm厚的木皮，砂光至300目，浸泡在浓度3％的naoh溶液中，浸泡时间为10min，温度为20℃，
s2、浸渍、干燥：将预处理后的薄木浸渍氨基树脂，经干燥、冷却，上胶量控制在120％，干燥温度90℃、时间60s；
s3、表面涂覆：将干燥后的装饰薄木涂覆纳米tio2-有机硅改性涂料，以50mm/min速度均匀涂覆纳米tio2-有机硅改涂料，然后放在室温、湿度在60％-80％的条件下干燥一周，得到最终的自清洁装饰薄木。
所述的纳米tio2-有机硅改涂料的ph为7.8，其重量份组成如下：
所述一种纳米tio2-有机硅改涂料的制备方法，包括如下步骤：
s1、将纳米二氧化硅和纳米tio2粒子以2:1加入到250ml的苯丙乳液中，超声波搅拌10min，频率10hz，形成溶液a；
s2、将溶液a缓慢加入到盛有热塑性成膜树脂的烧杯中，另加入适当比例的醇酯-12、六磷偏酸钠、kh580、滑石粉、丁醇、水不溶性葡聚糖，超微搅拌20min，频率10hz，搅拌均匀后，涂覆在薄木表面，干燥后即得到超疏水涂层。
实施例2
s1、表面预处理：将柞木旋切至1mm的木皮，砂光至300目，浸泡在一定量的去离子水中，浸泡时间为12min，处理温度为22℃；
s2、浸渍、干燥：将预处理后的薄木浸渍氨基树脂，上胶量控制在140％，干燥、冷却，干燥温度120℃、时间120s；
s3、表面涂覆：以50mm/min速度均匀涂覆纳米tio2-有机硅改涂料，然后放在室温、湿度在60％-80％的条件下干燥一周，得到最终的自清洁装饰薄木。
所述纳米tio2-有机硅改涂料的ph为8.0，其重量份组成如下：
一种纳米tio2-有机硅改涂料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
s1、将十三弗辛基三甲氧基硅烷纳米粒子和纳米tio2粒子以2：1加入到250ml的苯丙乳液中，超声波搅拌15min，频率20hz，形成溶液a；
s2、将溶液a缓慢加入到盛有热塑性成膜树脂的烧杯中，另加入适当比例的醇酯-12、丙烯酸酯、丙烯酸酯、滑石粉、丁醇、水不溶性葡聚糖，超微搅拌30min，频率20hz，搅拌均匀后，涂覆在薄木表面，干燥后即得到超疏水涂层。
实施例3
s1、表面预处理：将樟子松砂光至300目，浸泡在浓度为15％的无水乙醇溶液中，浸泡时间为15s，处理温度为25℃；
s2、浸渍、干燥：将预处理后的薄木浸渍氨基树脂，上胶量控制在160％，经干燥、冷却；
s3、表面涂覆：以50mm/min速度均匀涂覆纳米tio2-有机硅改涂料，然后放在室温、湿度在80％的条件下干燥一周，得到最终的自清洁装饰薄木。
所述纳米tio2-有机硅改涂料的ph为8.2，其重量份组成如下：
一种纳米tio2-有机硅改涂料的制备方法，包括如下步骤：
s1、将二苯基二甲氧硅烷纳米粒子和纳米tio2粒子以2:1加入到250ml的苯丙乳液中，超声波搅拌20min，频率30hz，形成溶液a；
s2、将溶液a缓慢加入到盛有热塑性成膜树脂的烧杯中，另加入适当比例的醇酯-12、聚氨酯、kh580、滑石粉、丁醇、水不溶性葡聚糖，超微搅拌40min，频率30hz，搅拌均匀后，涂覆在薄木表面，干燥后即得到超疏水涂层。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。