CN106522015A - 具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸，所述具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸具有超疏水性和耐火阻燃功能，主要成份是羟基磷灰石超长纳米线，还包括修饰于所述羟基磷灰石超长纳米线上的脂肪酸盐或全氟化物。本发明采用脂肪酸盐或全氟化物对所述羟基磷灰石超长纳米线进行表面修饰，由于羟基磷灰石纳米线表面反应活性基团丰富，易于进行表面改性，因此很容易与脂肪酸盐或全氟化物相结合，使得羟基磷灰石超长纳米线耐火纸优异的防水功能。

Description

具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸
技术领域
本发明属于纳米材料和特种纸领域，具体涉及一种具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸及其制备方法。
背景技术
纸类产品是现代社会日常工作和生活不可缺少的重要产品，在众多领域具有广泛的应用。然而，由天然植物纤维制备的传统纸产生一系列的环境问题，如过度森林砍伐、环境污染等。
由天然植物纤维制备的传统纸具有易燃性，这也是许多世纪以来众多宝贵的纸质文物损毁消失的一个主要原因。另外，由天然植物纤维制备的普通纸也不具备超疏水性能，普通纸遇到水容易受到损毁。
相对于有机材料，多数无机材料本身具有耐火阻燃的优良性能。另外，使用人工合成的无机材料作为原料制备耐火纸可以缓解造纸业对森林的消耗和对环境的污染。为了使制备的无机纸具有防水性能，需要对作为造纸原料的无机材料进行表面修饰处理。
超疏水表面是指水接触角大于150°、滚动角小于10°的表面。具有防水功能的材料由于在自清洁、防雾、水的捕获和无损输运、油水分离、微流设备等领域具有良好的应用前景而受到广泛关注。
受到荷叶效应的启发，超疏水表面的制备方法通常是基于微纳结构和低表面能物质相结合的原理。例如，肖惠宁等报道了一种混合蜡乳液涂布法制备的超疏水纸(申请号201310697984.9)以及通过氯硅烷水解自聚反应制备的超疏水纸(申请号201310557736.4)。王艳芬等报道了一种氧化锌微纳结构结合硬脂酸修饰的自清洁超疏水纸(申请号201410710141.2)。唐新德等报道了一种覆盖改性纳米二氧化硅涂层的超疏水纸(申请号201210294961.9)。尽管用于制备超疏水表面的方法很多，但是现有的制备方法较为复杂，成本较高。
羟基磷灰石是一类重要的磷酸钙类无机生物材料，是脊椎动物骨骼和牙齿的主要无机成分，具有优异的生物相容性和生物活性。羟基磷灰石及其复合材料主要应用于生物医学领域，包括药物运输、生物成像、肿瘤治疗、骨缺损修复和抗菌等。采用羟基磷灰石纳米材料作为原料制备的新型耐火纸具有良好的生物相容性，环境友好。但是，该耐火纸不具备超疏水功能。
发明内容
针对上述问题本发明的目的在于提供一种具有超疏水性和耐火阻燃性能、环境友好、生物相容性好的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸。
一方面，本发明提供了一种具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸，所述具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸具有超疏水性和耐火阻燃功能，主要成份是羟基磷灰石超长纳米线，还包括修饰于所述羟基磷灰石超长纳米线上的脂肪酸盐或全氟化物。
本发明采用脂肪酸盐或全氟化物对所述羟基磷灰石超长纳米线进行表面修饰，由于羟基磷灰石纳米线表面反应活性基团丰富，易于进行表面改性，因此很容易与脂肪酸盐或全氟化物相结合，使得羟基磷灰石超长纳米线耐火纸优异的防水功能。此外，具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸具有良好的柔韧性，在多个领域具有良好的应用前景。
较佳地，所述具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸中脂肪酸盐或全氟化物的含量为0.1～20wt.％，优选为1～10wt.％。
较佳地，所述脂肪酸盐包括但不局限为油酸钠、油酸钾、亚油酸钠、亚油酸钾、月桂酸钠、月桂酸钾、亚麻酸钠、亚麻酸钾、硬脂酸钠和硬脂酸钾中的至少一种，全氟化物包括但不局限为1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷，全氟十四酸中的至少一种。
较佳地，所述羟基磷灰石超长纳米线的长度为30～1200微米、直径为5～100纳米，长径比为300～240000。
较佳地，所述具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的厚度范围为20～2000μm，优选为100～500μm。
较佳地，所述具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的水接触角大于150°，并且还具有优良的耐火阻燃性能。
另一方面，本发明还提供了一种具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的制备方法，其特征在于，包括：
将羟基磷灰石超长纳米线浸入脂肪酸盐水溶液或全氟化物乙醇溶液中浸泡一段时间，得到表面修饰后的羟基磷灰石超长纳米线；
将所得的表面修饰后的羟基磷灰石超长纳米线抄造成纸、干燥后，得到所述具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸。
较佳地，抄造方法为真空抽滤法。表面修饰后的羟基磷灰石超长纳米线上覆盖长链的疏水性基团，并且在抽滤过程中自组装形成微纳结构，赋予羟基磷灰石超长纳米线高效的防水功能。所制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸具有超疏水性能，其水接触角大于150°，并且具有优良的耐火阻燃性能。
较佳地，所述脂肪酸盐水溶液或全氟化物乙醇溶液的摩尔浓度为0.001～5mol/L，优选0.01～0.1mol/L。
较佳地，所述浸泡的时间为0.01～24小时，优选为0.5～3小时。
较佳地，干燥温度范围为50～120℃，干燥时间不限。
本发明的有益效果在于：
本发明对羟基磷灰石超长纳米线进行表面修饰，制备具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸，具有防水、耐火阻燃、环境友好、生物相容性好等优点；本发明的制备方法简单，原料易得，有望实现批量化制备。
本发明制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸具有优异的防水功能，表现为：常见的商业饮料在其表面不粘附；用水即可清洗掉表面的尘土；在较高温度环境中保持稳定的防水功能；纸张表面在受到物理性损坏后仍可保持防水功能。
本发明制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸具有良好的柔韧性，可用于制备高选择性、高效率的有机污染物吸附剂、耐火阻燃保护层、防水耐火书写用纸张、自清洁装饰墙纸等，在建筑材料、污水处理、文档保护等领域具有良好的应用前景。
本发明的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸适用于日常应用，对常见液体具有优异的排斥性能，具有自清洁能力；热稳定性好，在较高温环境中可以保持良好的防水功能；机械稳定性较好，具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸在受到物理损坏后仍可以保持良好的防水功能。
附图说明
图1为水珠落在实施例1制备的未经表面修饰的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸表面(a)和本发明实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸表面(b)的数码照片；
图2为实施例1制备的未经表面修饰的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的低倍数(a)和高倍数(b)扫描电子显微图；
图3为本发明实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的低倍数(a)和高倍数(b)扫描电子显微图；
图4为实施例1-4所制备的用脂肪酸盐修饰不同时间后的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的水接触角；
图5为商业饮料从实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸表面滚落而不湿润，商业饮料包括矿泉水(a)，红茶(b)，橙汁(c)，牛奶(d)，咖啡(e)；
图6中(a)和(b)分别对普通植物纤维纸和实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸进行防水性能测试图、(c)和(d)分别对普通植物纤维纸和实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸进行耐火性能测试图。
具体实施方式
以下通过下述实施方式进一步说明本发明，应理解，下述实施方式仅用于说明本发明，而非限制本发明。
本发明利用脂肪酸盐或全氟化物对羟基磷灰石超长纳米线进行表面修饰，得到具有超疏水性和耐火阻燃功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸。主要包括羟基磷灰石超长纳米线、以及修饰于所述羟基磷灰石超长纳米线上的脂肪酸盐或全氟化物。其中，所述脂肪酸盐包括但不局限于油酸钠、油酸钾、亚油酸钠、亚油酸钾、月桂酸钠、月桂酸钾、亚麻酸钠、亚麻酸钾、硬脂酸钠、硬脂酸钾中的至少一种。全氟化物包括但不局限于1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷，全氟十四酸中的至少一种。所述具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸中脂肪酸盐或全氟化物的含量可为0.1～20wt.％，优选为1～10wt.％。脂肪酸盐或全氟化物含量过小，得到的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的疏水性能较差。
本发明的制备方法简单，原料易得，操作方便，有望实现批量化制备。以下示例性地说明本发明提供的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的制备方法。
制备羟基磷灰石超长纳米线。本发明所述羟基磷灰石超长纳米线可以采用溶剂热法制备，可参考文献和专利报道的方法制备：朱英杰,路丙强,陈峰,高柔韧性耐高温不燃的羟基磷灰石纸及其制备方法,专利号ZL201310687363.2；Ying-Ying Jiang,Ying-Jie Zhu,Feng Chen,Jin Wu,Ceramics International,41,6098-6102(2015)；Yong-Gang Zhang,Ying-Jie Zhu Feng Chen,Jin Wu,Materials Letters,144,135-137(2015)；也可采用其它合适的制备方法，所用制备方法不限只要能够制备出所述羟基磷灰石超长纳米线即可。
羟基磷灰石超长纳米线的清洗。将所得到的羟基磷灰石超长纳米线分别用水和无水乙醇反复清洗。
将清洗后的羟基磷灰石超长纳米线浸泡在脂肪酸盐水溶液或全氟化物乙醇溶液中。脂肪酸盐或全氟化物的摩尔浓度可为0.001～5摩尔/升，优选0.01～0.1摩尔/升。其中所述羟基磷灰石超长纳米线浸泡在脂肪酸盐水溶液中或全氟化物乙醇溶液进行表面修饰的时间可为0.01～24小时，优选0.5～3小时。
将表面修饰有脂肪酸盐或全氟化物的羟基磷灰石超长纳米线抄造成纸。在一个示例中，抄造方法为真空抽滤法，具体来说，将表面修饰有脂肪酸盐或全氟化物的羟基磷灰石超长纳米线经抽滤、分离、干燥后，得到所述具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸。抄造方法包括但不局限于真空抽滤法，例如还可为溶剂蒸发法等。
上述具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的干燥温度范围为50～120℃，干燥时间不限。
上述所制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的厚度范围可为20～2000μm，优选为100～500μm。
上述所制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的水接触角大于150°，水珠在其表面可轻易滚落。
上述采用的羟基磷灰石超长纳米线的长度可为30～1200微米、直径可为5～100纳米。此时，所得具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的主要成份是长度为30～1200微米、直径为5～100纳米的羟基磷灰石超长纳米线，还包括修饰于所述羟基磷灰石超长纳米线上的脂肪酸盐或全氟化物。
本发明提供的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的主要成份是长度为30～1200微米、直径为5～100纳米的羟基磷灰石超长纳米线，还包括修饰于所述羟基磷灰石超长纳米线上的脂肪酸盐或全氟化物，所述具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的厚度范围为20～2000微米。
作为一个示例，包括以下步骤：
(1)制备羟基磷灰石超长纳米线；
(2)将步骤(1)得到的羟基磷灰石超长纳米线分别用水和无水乙醇反复清洗；
(3)将步骤(2)得到的清洗后的羟基磷灰石超长纳米线浸泡在脂肪酸盐水溶液中或全氟化物乙醇溶液；
(4)将步骤(3)得到的表面修饰后的羟基磷灰石超长纳米线经抄造成纸；
(5)将步骤(4)得到的纸进行干燥，即得到具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸。
本发明提供的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸具有超疏水性和耐火阻燃功能，在有机污染物高效吸附、耐火阻燃、防水耐火纸、自清洁装饰墙纸等多个领域具有良好的应用前景。
本发明提供的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸对常见的商业饮料具有优良的排斥性。所述的商业饮料包括矿泉水、红茶、橙汁、牛奶、咖啡。
本发明制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸具有优良的热稳定性，在较高温度(室温～200℃)下可以保持良好的超疏水状态。
本发明制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的机械稳定性较好，表面在受到物理损坏后仍然可以保持超疏水状态。所述的物理损坏可为：用手指摩擦表面、在纸的表面粘附一层胶带后撕开、用砂纸摩擦表面、用锋利的刀具刮擦表面。
本发明提供的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸在有机污染物高效吸附、耐火阻燃、防水耐火纸、自清洁装饰墙纸等多个领域具有良好的应用前景。
下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
实施例1
将12.000克乙醇和12.000克油酸搅拌均匀，加入20毫升含0.220克氯化钙的水溶液，搅拌均匀后，依次加入20毫升含1.000克氢氧化钠的水溶液和10毫升含0.280克二水合磷酸二氢钠的水溶液。所得混合物转入反应釜中，密封，加热至180℃，保温24小时。将所得产物分别用乙醇和水清洗多次，得到羟基磷灰石超长纳米线。将100毫克羟基磷灰石超长纳米线分散于50毫升水中，倒入砂芯漏斗中进行真空抽滤，60℃干燥12小时得到亲水性的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸，耐火纸的水接触角为约为0°。
实施例2
将12.000克乙醇和12.000克油酸搅拌均匀，加入20毫升含0.220克氯化钙的水溶液，搅拌均匀后，依次加入20毫升含1.000克氢氧化钠的水溶液和10毫升含0.280克二水合磷酸二氢钠的水溶液。所得混合物转入反应釜中，密封，加热至180℃，保温24小时。将所得产物分别用乙醇和水清洗多次，得到羟基磷灰石超长纳米线。将100毫克羟基磷灰石超长纳米线浸泡在0.02摩尔/升油酸钠水溶液中，1小时后倒入砂芯漏斗中进行真空抽滤，60℃干燥12小时得到具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸，该纸的水接触角为154.40±1.05°。
实施例3
将12.000克乙醇和12.000克油酸搅拌均匀，加入20毫升含0.220克氯化钙的水溶液，搅拌均匀后，依次加入20毫升含1.000克氢氧化钠的水溶液和10毫升含0.280克二水合磷酸二氢钠的水溶液。所得混合物转入反应釜中，密封，加热至180℃，保温24小时。将所得产物分别用乙醇和水清洗多次，得到羟基磷灰石超长纳米线。将100毫克羟基磷灰石超长纳米线浸泡在0.02摩尔/升油酸钠水溶液中，2小时后倒入砂芯漏斗中进行真空抽滤，60℃干燥12小时得到具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸，耐火纸的水接触角为154.55±0.62°。
实施例4
将12.000克乙醇和12.000克油酸搅拌均匀，加入20毫升含0.220克氯化钙的水溶液，搅拌均匀后，依次加入20毫升含1.000克氢氧化钠的水溶液和10毫升含0.280克二水合磷酸二氢钠的水溶液。所得混合物转入反应釜中，密封，加热至180℃，保温24小时。将所得产物分别用乙醇和水清洗多次，得到羟基磷灰石超长纳米线。将100毫克羟基磷灰石超长纳米线浸泡在0.02摩尔/升油酸钠水溶液中，3小时后倒入砂芯漏斗中进行真空抽滤，60℃干燥12小时得到具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸，耐火纸的水接触角为154.41±0.86°。
实施例5
将12.000克乙醇和12.000克油酸搅拌均匀，加入20毫升含0.220克氯化钙的水溶液，搅拌均匀后，依次加入20毫升含1.000克氢氧化钠的水溶液和10毫升含0.280克二水合磷酸二氢钠的水溶液。所得混合物转入反应釜中，密封，加热至180℃，保温24小时。将所得产物分别用乙醇和水清洗多次，得到羟基磷灰石超长纳米线。将100毫克羟基磷灰石超长纳米线浸泡在0.02摩尔/升油酸钾水溶液中，1小时后倒入砂芯漏斗中进行真空抽滤，60℃干燥12小时得到具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸，耐火纸的水接触角大于150°。
实施例6
将实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸在100℃保温1小时，其水接触角为153.65±1.34°。
实施例7
将实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸在100℃保温2小时，其水接触角为153.99±0.62°。
实施例8
将实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸在100℃保温3小时，其水接触角为154.00±0.43°。
实施例9
将实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸在100℃保温5小时，其水接触角为153.42±1.06°。
实施例10
将实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸在100℃保温8小时，其水接触角为153.15±0.63°。
实施例11
将实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸在100℃保温12小时，其水接触角为154.58±0.96°。
实施例12
将实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸在100℃保温24小时，其水接触角为153.38±0.62°。
实施例13
将实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸在150℃保温1小时，其水接触角为153.00±0.55°。
实施例14
将实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸在200℃保温1小时，其水接触角为153.33±0.60°。
结合实施例6-14可知，本发明制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸具有优良的热稳定性，在较高温度(室温～200℃)下可以保持良好的超疏水状态。
实施例15
将12.000克乙醇和12.000克油酸搅拌均匀，加入20毫升含0.220克氯化钙的水溶液，搅拌均匀后，依次加入20毫升含1.000克氢氧化钠的水溶液和10毫升含0.280克二水合磷酸二氢钠的水溶液。所得混合物转入反应釜中，密封，加热至180℃，保温24小时。将所得产物分别用乙醇和水清洗多次，得到羟基磷灰石超长纳米线。将100毫克羟基磷灰石超长纳米线浸泡在0.02摩尔/升1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷乙醇溶液中，1小时后倒入砂芯漏斗中进行真空抽滤，60℃干燥12小时得到具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸，耐火纸的水接触角大于150°。
实施例16
具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸对常见的商业饮料的排斥性测试：将实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸水平放置在烧杯口上，将五种常见的商业饮料，包括矿泉水、红茶、橙汁、牛奶、咖啡依次倒在羟基磷灰石超长纳米线耐火纸表面，观察到这五种商业饮料从羟基磷灰石超长纳米线耐火纸表面滚落而不湿润。
实施例17
具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的机械稳定性测试：对实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的表面进行物理破坏，包括4种手段，用手指摩擦表面、在表面贴上一层胶带后撕开、用砂纸摩擦表面、用锋利的刀具刮擦表面，测试各个破坏后的纸表面的水接触角，结果显示其水接触角均在150°以上。
图1为水珠落在实施例1制备的未经表面修饰的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸表面(a)和本发明实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸表面(b)的数码照片，从图1中可知具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸具有超疏水性能。
图2为实施例1制备的未经表面修饰的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的低倍数(a)和高倍数(b)扫描电子显微图。
图3为本发明实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的低倍数(a)和高倍数(b)扫描电子显微图。
图4为实施例1-4制备的用脂肪酸盐修饰不同时间后的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的水接触角。从图4可知未修饰的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸呈超亲水性，修饰1、2、3小时后羟基磷灰石超长纳米线耐火纸呈现超疏水性，具有防水功能。
图5为商业饮料从实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸表面滚落而不湿润，商业饮料包括矿泉水(a)，红茶(b)，橙汁(c)，牛奶(d)，咖啡(e)，从图5可知本发明所制备的具有防水功能的超疏水耐火纸对日常生活中常见的液体也具有优异的排斥性能。
图6中(a)和(b)分别对普通植物纤维纸和实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸进行防水性能测试图，结果表明普通植物纤维纸由于其亲水性而吸附水，而本发明具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸由于其防水功能的而不会吸附水。图6中(c)和(d)分别对普通植物纤维纸和实施例2制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸进行耐火性能测试图。结果表明普通植物纤维纸极易燃烧，而本发明具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸具有良好的耐火阻燃性能。
产业应用性：本发明的制备方法简单，原料易得，操作方便，有望实现批量化制备。通过本发明制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸具有良好的柔韧性、并具有良好的防水、耐火阻燃、环境友好、生物相容性等优点，可在较高温度环境中保持稳定的防水功能，而且纸张表面在受到物理性损坏后仍可保持防水功能。本发明制备的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸可用于高效有机污染物吸附、耐火阻燃保护层、防水耐火书写用纸、自清洁装饰墙纸等，在建筑材料、污水处理、文档保护等领域具有良好的应用前景。

Claims (10)

1.一种具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸，其特征在于，所述具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸具有超疏水性和耐火阻燃功能，主要成份是羟基磷灰石超长纳米线，还包括修饰于所述羟基磷灰石超长纳米线上的脂肪酸盐或全氟化物。
2.根据权利要求1所述的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸，其特征在于，所述具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸中脂肪酸盐或全氟化物的含量为0.1～20 wt.%，优选为1～10 wt.%。
3.根据权利要求1或2所述的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸，其特征在于，所述脂肪酸盐为油酸钠、油酸钾、亚油酸钠、亚油酸钾、月桂酸钠、月桂酸钾、亚麻酸钠、亚麻酸钾、硬脂酸钠和硬脂酸钾中的至少一种；所述全氟化物为1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷，1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷和全氟十四酸中的至少一种。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸，其特征在于，所述羟基磷灰石超长纳米线的长度为30～1200微米、直径为5～100纳米。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸，其特征在于，所述具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的厚度范围为20～2000微米，优选为100～500微米。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸，其特征在于，所述具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的水接触角大于150°。
7.一种如权利要求1-6中任一项所述具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸的制备方法，其特征在于，包括：
将羟基磷灰石超长纳米线浸入脂肪酸盐水溶液或全氟化物乙醇溶液中浸泡一段时间，得到表面修饰后的羟基磷灰石超长纳米线；
将所得的表面修饰后的羟基磷灰石超长纳米线抄造成纸、干燥后，得到所述具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，抄造方法包括真空抽滤法。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述脂肪酸盐水溶液或全氟化物乙醇溶液的摩尔浓度为0.001～5 mol/L，优选0.01～0.1 mol/L；浸泡时间为0.01～24小时，优选0.5～3小时。
10.一种根据权利要求1-6中任一项所述的具有防水功能的羟基磷灰石超长纳米线耐火纸在有机污染物吸附、耐火阻燃、防水耐火书写打印用纸等领域中的应用。
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