;三、取比例为1:1的甲苯溶液和纤维素纳米晶体-乙醇悬浮液各20ml混合均匀，此为溶液A，再取1ml正硅酸乙酯(浓度是0.2M/L)倒入溶液A中，此为溶液B。将溶液B室温下磁力搅拌2h，制备二氧化硅溶胶。四、将0.4 g硬脂酸充分溶解于乙醇中，然后加入到二氧化硅溶胶中，磁力搅拌3 h后，将混合溶液分别倒入离心管内，均衡质量后放在离心机对角线位置，离心两分钟，转数6000r/min。再取出倒掉上层清液，同样方法再加蒸馏水洗涤2次，倒掉上层清液。得到离心管中下面沉淀，将沉淀倒入培养皿中。于120 °C下烘干得到固体粉末，研磨待用。五、把样品冷冻到_30°C时再抽真空冷冻干燥，直到样品中的水份蒸发完全，最后得到硬脂酸改性的纤维素纳米晶体/二氧化硅复合材料的粉末状固体；
最后将固体粉末粘于透明胶带上，测试静态水接触角和滚动角。本发明的复合涂层与水的静态接触角为156.5°，滚动角5°。
[0016]实施例2
用纤维素纳米晶体/ 二氧化硅复合制备超疏水涂层的方法，包括如下步骤:
一、以微晶纤维素为原料硫酸水解法制备纤维素纳米晶体溶液，具体物料用量比为MCC: H2SO4=1: 8.8g/ml，在恒温水浴箱中40 °C反应60min，直至完全水解。将样品以6000r/m速度离心5min，倒去上清液，重复操作离心3次，以80%功率超声处理2.5h。得纤维素纳米晶体溶液(NCC);二、透析除去纤维素表面的H +和SOiV，然后将质量浓度为95%乙醇混合入纤维素纳米晶体悬浮液，在100 MPa的条件下，将含有酸处理后纤维素纳米晶体的95%乙醇通过高压均质机3次，得到纤维素纳米晶体-乙醇悬浮液;三、取比例为1:1的甲苯溶液和纤维素纳米晶体-乙醇悬浮液各20ml混合均匀，此为溶液A，再取12ml正硅酸乙酯(浓度是0.2M/L)倒入溶液A中，此为溶液B。将溶液B室温下磁力搅拌2h，制备二氧化硅溶胶。四、将0.5g硬脂酸充分溶解于乙醇中，然后加入到二氧化硅溶胶中，磁力搅拌3 h后，将混合溶液分别倒入离心管内，均衡质量后放在离心机对角线位置，离心两分钟，转数6000r/min。再取出倒掉上层清液，同样方法再加蒸馏水洗涤2次，倒掉上层清液。得到离心管中下面沉淀，将沉淀倒入培养皿中。于120 °C下烘干得到固体粉末，研磨待用。五、把样品冷冻到-30°C时再抽真空冷冻干燥，直到样品中的水份蒸发完全，最后得到硬脂酸改性的纤维素纳米晶体/ 二氧化硅复合材料的粉末状固体；
最后将固体粉末粘于透明胶带上，测试静态水接触角和滚动角。本发明的复合涂层与水的静态接触角为150.7°，滚动角4°。
[0017]实施例3
用纤维素纳米晶体/ 二氧化硅复合制备超疏水涂层的方法，包括如下步骤:
一、以微晶纤维素为原料硫酸水解法制备纤维素纳米晶体溶液，具体物料用量比为MCC: H2SO4=1: 9.lg/ml，在恒温水浴箱中40°C反应70min，直至完全水解。将样品以6000r/m速度离心5min，倒去上清液，重复操作离心3次，以80 %功率超声处理3h。得纤维素纳米晶体溶液(NCC);二、透析除去纤维素表面的H +和SOiV，然后将质量浓度为95%乙醇混合入纤维素纳米晶体悬浮液，在100 MPa的条件下，将含有酸处理后纤维素纳米晶体的95%乙醇通过高压均质机3次，得到纤维素纳米晶体-乙醇悬浮液;三、取比例为1:1的甲苯溶液和纤维素纳米晶体-乙醇悬浮液各20ml混合均匀，此为溶液A，再取14ml正硅酸乙酯(浓度是0.2M/L)倒入溶液A中，此为溶液B。将溶液B室温下磁力搅拌2h，制备二氧化硅溶胶。四、将0.6 g硬脂酸充分溶解于乙醇中，然后加入到二氧化硅溶胶中，磁力搅拌3 h后，将混合溶液分别倒入离心管内，均衡质量后放在离心机对角线位置，离心两分钟，转数6000r/min。再取出倒掉上层清液，同样方法再加蒸馏水洗涤2次，倒掉上层清液。得到离心管中下面沉淀，将沉淀倒入培养皿中。于120 °C下烘干得到固体粉末，研磨待用。五、把样品冷冻到_30°C时再抽真空冷冻干燥，直到样品中的水份蒸发完全，最后得到硬脂酸改性的纤维素纳米晶体/二氧化硅复合材料的粉末状固体；
最后将固体粉末粘于透明胶带上，测试静态水接触角和滚动角。本发明的复合涂层与水的静态接触角为152.6°，滚动角4°。
【主权项】
1.用纤维素纳米晶体/二氧化硅复合模板法制备超疏水涂层的方法，其特征在于包括如下步骤: (1)以浓度56%硫酸处理微晶纤维素MCC，重量比例MCC:H2SO4= 1:(8.15-9.45)g/ml，热水浴温度为40 °C，时间为50min-60min ；直至MCC全部水解； (2)进行离心洗涤，离心速度6000rpm，时间5min，次数3-4次;随后进行透析去除酸根离子，80%功率超声处理3个小时，超声1.5s，间隙1.5s;得纤维素纳米晶体溶液NCC，备用； (3)将纤维素纳米晶体悬浮液中的水分用乙醇置换，成为纤维素纳米晶体-乙醇悬浮液； (4)分别取20ml甲苯溶液和20ml纤维素纳米晶体-乙醇悬浮液混合均匀，此为溶液A，再取1ml正硅酸乙酯倒入溶液A中，此为溶液B;将溶液B室温下磁力搅拌2h，制备二氧化硅溶胶； (5)将0.4g硬脂酸充分溶解于乙醇中，然后加入到二氧化硅溶胶中，磁力搅拌3 h后，将混合溶液分别倒入离心管内，均衡质量后放在离心机对角线位置，离心两分钟，转数6000r/min;再取出倒掉上层清液，同样方法再加蒸馏水洗涤2次，倒掉上层清液，得到离心管中下面沉淀，将沉淀倒入培养皿中；于120 °C下烘干得到固体粉末，研磨待用； (6)把样品冷冻到-30°C时再抽真空冷冻干燥，直到样品中的水份蒸发完全，最后得到硬脂酸改性的纤维素纳米晶体/ 二氧化硅复合材料的粉末状固体。2.根据权利要求1所述的用纤维素纳米晶体/二氧化硅复合模板法制备超疏水涂层的方法，其特征在于所述步骤(I)加入去离子水终止反应的重量比为H2SO4:H2O=1: (2.5-3.5)。3.根据权利要求1所述的用纤维素纳米晶体/二氧化硅复合模板法制备超疏水涂层的方法，其特征在于所述步骤(2 )透析过程为使用8000-10000分子量的透析袋进行透析，每天换2次水，透析2-3天，直至pH值不再变化。4.根据权利要求1所述的用纤维素纳米晶体/二氧化硅复合模板法制备超疏水涂层的方法，其特征在于在所述步骤(3)透析除去纤维素表面的H +和SO24-，然后将质量浓度为95%乙醇混合入纤维素纳米晶体悬浮液，在100 MPa的条件下，将含有酸处理后纤维素纳米晶体的95%乙醇通过高压均质机3次，通过以上化学预处理和高压均质后得到纤维素纳米晶体-乙醇悬浮液。5.根据权利要求1所述的用纤维素纳米晶体/二氧化硅复合模板法制备超疏水涂层的方法，其特征在于在所述步骤(4)10ml正硅酸乙酯浓度为0.2M/L。
【专利摘要】本发明是用纤维素纳米晶体/二氧化硅复合模板法制备超疏水涂层的方法，包括如下步骤：(1)以浓度56％硫酸处理微晶纤维素MCC；(2)进行离心洗涤；(3)将纤维素纳米晶体悬浮液中的水分用乙醇置换；(4)研磨待用；(5)把样品冷冻到-30℃时再抽真空冷冻干燥。优点：以硬脂酸作为改性剂，可以与SiO2/NCC的表面-OH发生脱水反应，并且硬脂酸还引入了疏水性-CH3基团，从而降低了SiO2/NCC的表面能；且纤维素纳米晶体与二氧化硅复合不但具有生物高分子材料的特性，也兼具有无机材料的耐候性、硬度等特性，可用于室内外用涂料的改性，可在建筑楼面清洁及家具防污染等方面发挥作用。
【IPC分类】C09D7/12, C08B15/02, C09D101/00
【公开号】CN105670393
【申请号】CN201610254633
【发明人】吴燕, 惠小雨, 王晓棠, 廖晓梅, 王玲, 赵雅莹
【申请人】南京林业大学
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年4月22日