一种具有超疏水防霉菌阻燃木头的制备方法

本发明属于纳米材料和功能木材领域，涉及一种含有纳米材料的具有超疏水防霉菌阻燃木头的制备方法。背景技术：1、木材是一种广泛应用的自然材料，其作为建筑材料的优点在于其轻质、易加工、可再生、有机、环保等特点。在建筑中，木材可以用作结构材料，如梁、柱和框架等，还可以用作装修和地板材料。同时，木材因其无毒、无刺激、成本低等特点而被广泛用于制作牙科器具、手术器械、拐杖等。但是，木材自身的亲水性能，导致其在高湿度环境下易被破坏和发霉，同时由于木材本身易燃烧，使其在建筑等领域中具有一定局限性。因此，发展简单的方法制备具有超疏水防霉菌阻燃木头具有重要意义。技术实现思路1、为了改善上述技术问题，本发明提供一种具有超疏水防霉菌阻燃木头，所述方法包括：2、（1）将纳米材料分散在有机溶剂中制备得到纳米材料分散液，然后进行化学改性；3、（2）将步骤（1）中所得的改性纳米通过热压的方法和木材复合，制备得到具有超疏水防霉菌阻燃木头。4、根据本发明的实施方案，步骤（1）中，所述纸纳米颗粒包括零维纳米材料、一维纳米材料或二维纳米材料。5、优选地，所述纳米粒子为多壁碳纳米管（mwcnt）、单壁碳纳米管（swcnt）、埃洛石、石墨烯（g）、氮化硼、过渡金属碳氮化物（mxene）、过渡金属硼化物（mbene）、石墨炔、黑磷、蒙脱土、滑石、二维层状双金属氢氧化物（ldh）、二氧化硅、四氧化三铁、二氧化钛、氧化锌、氧化铜、氢氧化铝、氢氧化镁、赤磷、硼酸锌、氧化锑、三氧化二锑和钼化合物中的至少一种。6、根据本发明的实施方案，步骤（1）中，所述有机溶剂选自乙醇、甲醇、异丙醇、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、四氢呋喃、吡啶、正己烷、正庚烷中的一种。7、根据本发明的实施方案，步骤（1）中，纳米材料超声分散在有机溶剂中，超声时间为1-72h，优选为12-24h。8、根据本发明的实施方案，步骤（1）中，所述纳米材料分散液中，所述纳米材料的浓度为0.1-10wt％，优选为0.3-5wt％。9、根据本发明的实施方案，步骤（1）所用化学改性剂选自1h,1h,2h,2h-全氟辛基三乙氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、癸基三甲氧基硅烷、十二烷基三甲氧基硅烷、三甲基氟硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、n-甲基-3-氨丙基三甲氧基硅烷、[3-(丁氨基)丙基]三甲氧基硅烷、三苯甲基氟硅烷、1,6-双(三甲氧基硅烷基)己烷、十八烷基三氯硅烷、十七氟癸基三甲氧基硅烷、十六烷基三氯硅烷、十二烷基三氯硅烷、三甲基氯硅烷、1h,1h,2h,2h-全氟癸基三甲氧基硅烷、丁基三氯硅烷、己基三氯硅烷或癸基三氯硅烷中的至少一种。10、根据本发明的实施方案，步骤（2）中，所述木材为天然木材，松木、橡胶木、杉木、榆木、水曲柳、梧桐木、胡桃木、紫檀木、白蜡木或柚木中的至少一种。11、根据本发明的实施方案，步骤（2）中，所述热压时间为1-6h，优选为2-5h。12、根据本发明的实施方案，步骤（2）中，所述热压压力为1-60mpa，优选为1-10mpa。13、根据本发明的实施方案，步骤（2）中，所述热压温度为50-300℃，优选为60-150℃。14、根据本发明的实施方案，步骤（2）中，纳米颗粒含量为1-60wt％，优选为10-30wt％。15、根据本发明的实施方案，根据本发明的实施方案，所述纳米颗粒的粒径选自10-500nm，例如为10-50nm、10-100nm、100-200nm，又例如为20nm、40nm、60nm、80nm、150nm、250nm。16、本发明还提供一种功能纳米涂层，其包括上述改性纳米粒子和有机溶剂。17、根据本发明的实施方案，所述功能性纳米涂层通过纳米粒子分散液喷涂得到。18、根据本发明的实施方案，所述纳米涂层制备方法如下：将上述纳米粒子分散液通过喷涂形式制备得到。19、根据本发明的实施方案，所述基底选自玻璃、塑料、金属、陶瓷、木质材料等中的至少一种。20、本发明的有益效果：21、本发明通过热压将纳米粒子和木材结合后，实现了木材具有超疏水抗霉菌阻燃性能，扩宽了木材应用场景和市场；同时解决了木材不耐水发霉以及易燃的问题。与未改性木材相比，本发明中木材具有更加优异的耐水性防霉菌和阻燃性，增加了其使用寿命和扩宽了使用场景，不仅解决了科学上的挑战，而且可有效减少用量，节约成本，具有重要的使用价值。技术特征：1.一种具有超疏水防霉菌阻燃木头的制备方法，其特征在于，所述方法包括：2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述分散液质量分数在0.1-10wt％；3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述化学改性试剂可溶解于有机溶剂中；4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述木材为天然木材，松木、橡胶木、杉木、榆木、水曲柳、梧桐木、胡桃木、紫檀木、白蜡木或柚木中的至少一种。；5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述纳米颗粒多壁碳纳米管（mwcnt）、单壁碳纳米管（swcnt）、埃洛石、石墨烯（g）、氮化硼、过渡金属碳氮化物（mxene）、过渡金属硼化物（mbene）、石墨炔、黑磷、蒙脱土、滑石、二维层状双金属氢氧化物（ldh）、二氧化硅、四氧化三铁、二氧化钛、氧化锌、氧化铜、氢氧化铝、氢氧化镁、赤磷、硼酸锌、氧化锑、三氧化二锑和钼化合物中的至少一种。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述纳米颗粒表面含有特殊基团：纳米颗粒表面含有羟基、醛基、羧基或氨基中至少一种基团。7.权利要求1-6任一项所述的方法制备的纳米层，所述纳米层仅包括改性后的纳米材料。8.根据权利要求7所述的纳米层，其特征在于，所述纳米层厚度在30μm-300μm之间。9.权利要求7或8所述的纳米层在建筑、建材和家居等领域中应用。技术总结本发明公开了一种具有超疏水防霉菌阻燃木头的制备方法，所述方法包括：（1）将纳米粒子分散在有机溶剂中，进行化学改性，得到具有低表面能纳米粒子；（2）将步骤（1）得到的纳米粒子通过热压在木头表面得到具有超疏水防霉阻燃木头。本发明通过将改性后纳米粒子热压在木头表面实现了木头具有超疏水、防霉菌和阻燃性，解决了木头在实际使用过程中不耐水、发霉和不阻燃的难题，具有重要的实用价值。技术研发人员：唐少春,程耀辉受保护的技术使用者：南京大学技术研发日：技术公布日：2024/8/15