一种硅烷偶联二氧化钛的耐光老化型复合木材的制备方法技术

一种硅烷偶联二氧化钛的耐光老化型复合木材的制备方法，本发明专利技术的目的是为了解决光照条件下木材易老化的问题。耐光老化型复合木材的制备方法：一、木材预处理；二、向反应容器中加入带有异氰酸基团的硅烷偶联剂和二甲基亚砜，加入引发剂搅拌均匀，然后浸入木材，得到浸渍有木材的处理液，处理液升温至60℃～80℃，氮气保护条件加热反应，得到硅烷偶联剂改性木材；三、二氧化钛负载硅烷偶联剂改性木材。本发明专利技术采用硅烷偶联剂作为木材表面改性剂，将硅烷偶联剂上带有的异氰酸酯官能团接枝到木材表面上的羟基，将木材改性后带有烷氧基团其水解形成的羟基与二氧化钛表面羟基反应，从而提高了纳米颗粒对木材的亲合力。了纳米颗粒对木材的亲合力。了纳米颗粒对木材的亲合力。

【技术实现步骤摘要】
一种硅烷偶联二氧化钛的耐光老化型复合木材的制备方法


[0001]本专利技术属于木材改性领域，具体涉及一种硅烷偶联二氧化钛的耐光老化型复合木材的制备方法。

技术介绍

[0002]木材作为一种天然环保可再生的材料，因其纹理优美、隔音隔热、易于加工等特性，被广泛应用于家具、建筑、运输等领域。然而木材在户外使用过程中由于光照，水分、温度、微生物等环境因素影响下会导致木材的组分降解，使木材表层一定深度内由于化学反应产生材色和性质的变化。因此需要对木材进行化学改性，赋予木材良好的耐光老化性。二氧化钛纳米颗粒通常被用作紫外线反射、散射物质。二氧化钛纳米颗粒反射紫外线的能力使其能够抑制木材表面的黄变，可以有效地减轻木质素的降解，稳定木材的颜色。然而，纳米颗粒在木材中应用的主要问题是保持所获得的效果的足够的耐久性。因此，开发新一代具有紫外屏蔽特性以及在木材基底上具有长期耐久性的功能材料是许多研究的主要目的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决光照条件下木材易老化的问题，而提供一种硅烷偶联二氧化钛的耐光老化型复合木材的制备方法。
[0004]本专利技术硅烷偶联二氧化钛的耐光老化型复合木材的制备方法按照以下步骤实现：
[0005]一、木材预处理：
[0006]采用苯
‑
乙醇的混合溶液对原木进行抽提处理，抽提后干燥处理，得到预处理后的木材；
[0007]二、硅烷偶联剂改性木材：
[0008]a、向反应容器中加入带有异氰酸基团的硅烷偶联剂和二甲基亚砜，加入引发剂搅拌均匀，然后浸入木材，得到浸渍有木材的处理液；
[0009]b、在磁力搅拌下，将浸渍有木材的处理液升温至60℃～80℃，氮气保护条件以60℃～80℃温度反应4h～12h，丙酮清洗木材后自然气干，得到硅烷偶联剂改性木材；
[0010]三、二氧化钛负载硅烷偶联剂改性木材：
[0011]c、将硅烷偶联剂改性木材放入水解液中水解处理，调节水解液的pH为3～5，得到水解处理的木材；
[0012]d、向水解液中加入二氧化钛，在70℃～80℃温度下搅拌反应4～8h，洗涤烘干后得到硅烷偶联二氧化钛的耐光老化型复合木材。
[0013]本专利技术采用硅烷偶联剂作为木材表面改性剂，将硅烷偶联剂上带有的异氰酸酯官能团接枝到木材表面上的羟基，并将木材改性后带有烷氧基团其水解形成的羟基与二氧化钛表面羟基反应形成Ti
‑
O
‑
Si化学键，从而提高了纳米颗粒对木材的亲合力。经QUV人工加速老化试验，显示本专利技术制备的硅烷偶联二氧化钛的耐光老化型复合木材具有良好的抗老化效果。
附图说明
[0014]图1为未处理木材的SEM图；
[0015]图2为实施例一制备的接枝硅烷偶联剂木材的SEM图，左图为低倍SEM图，右图为高倍SEM图；
[0016]图3为实施例一制备的二氧化钛负载硅烷偶联剂改性木材的SEM图，左图为低倍SEM图，右图为高倍SEM图；
[0017]图4为实施例一制备的硅烷偶联剂改性木材、二氧化钛负载硅烷偶联剂改性木材的红外对比图，1为未处理木材，2为实施例一制备的硅烷偶联剂改性木材，3为实施例一制备的二氧化钛负载硅烷偶联剂改性木材；
[0018]图5为实施例一制备的硅烷偶联剂改性木材、二氧化钛负载硅烷偶联剂改性木材与未处理木材人工老化中测得ΔE*的测试图(
■
和
●
的数据点基本重合)；其中
■
代表未处理木材，
●
代表实施例一制备的硅烷偶联剂改性木材，
▲
代表实施例一制备的二氧化钛负载硅烷偶联剂改性木材；
[0019]图6为实施例一制备的硅烷偶联剂改性木材、二氧化钛负载硅烷偶联剂改性木材与未处理木材人工老化中测得L*的测试图；其中
■
代表未处理木材，
●
代表实施例一制备的硅烷偶联剂改性木材，
▲
代表实施例一制备的二氧化钛负载硅烷偶联剂改性木材；
[0020]图7为实施例一制备的硅烷偶联剂改性木材、二氧化钛负载硅烷偶联剂改性木材与未处理木材经QUV人工加速老化处理后红外对比谱图，左图为未处理木材，中图为实施例一制备的硅烷偶联剂改性木材，右图为实施例一制备的二氧化钛负载硅烷偶联剂改性木材。
具体实施方式
[0021]具体实施方式一：本实施方式硅烷偶联二氧化钛的耐光老化型复合木材的制备方法按照以下步骤实施：
[0022]一、木材预处理：
[0023]采用苯
‑
乙醇的混合溶液对原木进行抽提处理，抽提后干燥处理，得到预处理后的木材；
[0024]二、硅烷偶联剂改性木材：
[0025]a、向反应容器中加入带有异氰酸基团的硅烷偶联剂和二甲基亚砜，加入引发剂搅拌均匀，然后浸入木材，得到浸渍有木材的处理液；
[0026]b、在磁力搅拌下，将浸渍有木材的处理液升温至60℃～80℃，氮气保护条件以60℃～80℃温度反应4h～12h，丙酮清洗木材后自然气干，得到硅烷偶联剂改性木材；
[0027]三、二氧化钛负载硅烷偶联剂改性木材：
[0028]c、将硅烷偶联剂改性木材放入水解液中水解处理，调节水解液的pH为3～5，得到水解处理的木材；
[0029]d、向水解液中加入二氧化钛，在70℃～80℃温度下搅拌反应4～8h，洗涤烘干后得到硅烷偶联二氧化钛的耐光老化型复合木材。
[0030]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中所述的原木为杨木、桉木、杉木或者松木。
[0031]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中苯
‑
乙醇的混合溶液中苯和无水乙醇的体积比为(1～3)：1。
[0032]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤二中硅烷偶联剂与二甲基亚砜的体积比为(1～5)mL：(40～50)mL；硅烷偶联剂与引发剂的体积比为(1～5)mL：(0.1～0.5)mL。
[0033]具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤二中带有异氰酸基团的硅烷偶联剂为异氰酸丙基三乙氧基硅烷或者异氰酸丙基三甲氧基硅烷。
[0034]具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤二中的引发剂为二月桂酸二丁基锡或者三乙胺。
[0035]具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤b中以60℃～70℃温度反应4h～6h。
[0036]具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是步骤c中水解液是由体积比为9:1的无水乙醇和水混合而成。
[0037]具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式八不同的是步骤c中水解的时间为0.5～1.0h。
[0038]具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是步骤d中控制带有异氰酸基团的硅烷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.硅烷偶联二氧化钛的耐光老化型复合木材的制备方法，其特征在于该耐光老化型复合木材的制备方法按照以下步骤实现：一、木材预处理：采用苯
‑
乙醇的混合溶液对原木进行抽提处理，抽提后干燥处理，得到预处理后的木材；二、硅烷偶联剂改性木材：a、向反应容器中加入带有异氰酸基团的硅烷偶联剂和二甲基亚砜，加入引发剂搅拌均匀，然后浸入木材，得到浸渍有木材的处理液；b、在磁力搅拌下，将浸渍有木材的处理液升温至60℃～80℃，氮气保护条件以60℃～80℃温度反应4h～12h，丙酮清洗木材后自然气干，得到硅烷偶联剂改性木材；三、二氧化钛负载硅烷偶联剂改性木材：c、将硅烷偶联剂改性木材放入水解液中水解处理，调节水解液的pH为3～5，得到水解处理的木材；d、向水解液中加入二氧化钛，在70℃～80℃温度下搅拌反应4～8h，洗涤烘干后得到硅烷偶联二氧化钛的耐光老化型复合木材。2.根据权利要求1所述的硅烷偶联二氧化钛的耐光老化型复合木材的制备方法，其特征在于步骤一中所述的原木为杨木、桉木、杉木或者松木。3.根据权利要求1所述的硅烷偶联二氧化钛的耐光老化型复合木材的制备方法，其特征在于步骤一中苯
‑
乙醇的混合溶液中苯和无水乙醇的体积比为(1～3)：1。...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢延军，史丹晨，梁大鑫，王永贵，肖泽芳，王海刚，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：