基于反应性杂化在木材表面原位构筑耐碱有机制造技术

本发明专利技术公开了基于反应性杂化在木材表面原位构筑耐碱有机

【技术实现步骤摘要】
基于反应性杂化在木材表面原位构筑耐碱有机/有机硅杂化树脂涂层的方法


[0001]本专利技术涉及木材保护
，尤其涉及一种基于反应性杂化在木材表面原位构筑耐碱有机
/
有机硅杂化树脂涂层的方法
。

技术介绍

[0002]木材是一种可再生的生物质材料，因其质轻
、
比强度高等优点，被广泛地应用于建筑
、
家具和装潢等
。
但是，木材的亲水性和多孔性导致其容易从环境中吸收水分，从而导致木材的开裂
、
霉变和腐烂等问题
。
木材的霉变和腐烂是一个碳排放的过程，要尽可能避免；同时，新木材对已劣化木材的更换，意味着需要通过森林砍伐来获取木材，减弱了森林固碳的作用
。
[0003]自古以来，涂漆是最主要的木材保护方法之一
。
传统的涂层有天然的油脂和人工合成高分子两类
。
传统涂层的骨架结构主要为
C
‑
C
或
C
‑
O
，它们的键能相对较低，在紫外的照射下容易降解，从而导致涂层在户外的使用的使用寿命短
。
有机硅的骨架为
Si
‑
O
，其键能远高于
C
‑
C
或
C
‑
O
，具有良好的耐紫外性能，显著提升了涂层的户外使用寿命
。
[0004]文献
(
林产工业<br/>.2020,57(11),65
‑
68)
使用有机烷氧基硅烷偶联剂对木材进行处理，显著提高了木材的防水性和耐腐性能
。
文献
(Cellulose(2021)28:3745
‑
3758)
采用加成型有机硅橡胶与商业化的二氧化硅纳米粒子
(
气相法白炭黑
)
在木材表面构筑超疏水涂层，显著提升木材的防水性，并赋予木材以自清洁特性；同时，研究结果也表明该涂层具有良好的耐紫外线性能
。
虽然有机硅改性能够显著提升木材的防水性，且涂层的耐紫外线性能突出
。
但是，有机硅的骨架结构
Si
‑
O
不耐碱；木材表面的有机硅涂层在浸入
NaOH
水溶液后被溶解，失去保护作用
。
因此，寻求一种提升有机硅涂层耐碱性的方法，对于拓展木材的应用范围至关重要
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出通过有机树脂与有机硅树脂的杂化，在木材表面原位构筑耐碱涂层的方法
。
[0006]为了实现上述的技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0007]基于反应性杂化在木材表面原位构筑耐碱有机
/
有机硅杂化树脂涂层的方法，其包括：
[0008]按预设条件在木材表面涂覆由二乙烯基苯
、
聚甲基氢硅氧烷和
Kastredt
催化剂组成的改性液；然后在室温条件下固化，完成在木材表面构筑耐碱有机
/
有机硅杂化树脂涂层
。
[0009]作为一种可能的实施方式，进一步，本方案改性液中，聚甲基氢硅氧烷
、
二乙烯基苯和
Kastredt
催化剂的质量比为
(0.1
‑
10):1:(0.01
‑
0.1)
；
[0010]作为一种较优的选择实施方式，优选的，本方案在木材表面涂覆改性液时，木材表
面改性液的涂覆量为
50
‑
600g/m2。
[0011]作为一种较优的选择实施方式，优选的，本方案所述固化条件为常温或加热条件下均可
。
加热的作用仅仅是加速固化
。
[0012]作为一种较优的选择实施方式，优选的，本方案所述催化剂为室温条件下能催化聚甲基氢硅氧烷链上的硅氢键与二乙烯基苯结构中的乙烯基发生化学反应的
Kastredt
催化剂
(
氯铂酸与
1,3
‑
二乙烯基
‑
1,1,3,3
‑
四甲基二硅氧烷的配合物，工业上俗称“铂金水”)。
[0013]本专利技术技术关键是，通过反应性杂化技术在木材表面原位构筑耐碱的有机硅
/
有机杂化树脂涂层，构筑该涂层的改性液的主要成分为二乙烯基苯
、
聚甲基氢硅氧烷和
Kastredt
催化剂；其中，二乙烯基苯和聚甲基氢硅氧烷在
Kastredt
催化剂的催化下发生加成反应，在木材表面形成一层有机硅
/
有机杂化树脂涂层；同时，在
Kastredt
催化剂的作用下，改性液中的聚甲基氢硅氧烷能够与木材表面的羟基发生脱氢反应，将有机硅
/
有机杂化树脂涂层通过
Si
‑
O
‑
C
共价键原位反应至木材表面
。
[0014]本方案的杂化原理是如附图1所示的基于聚甲基氢硅氧烷的
‑
Si
‑
H
与二乙烯基苯的乙烯基之间的加成反应实现的
。
聚甲基氢硅氧烷赋予了杂化树脂以有机硅树脂的骨架，而二乙烯基苯赋予了杂化树脂以有机树脂的骨架
。
有机硅树脂的骨架使得杂化涂层具有良好的防水性能
、
耐紫外线性能等；有机树脂骨架赋予杂化涂层良好的耐碱性，当杂化涂层被浸入碱性溶液中，其中的有机硅骨架虽然被碱溶解，但是仍然留下了疏水的有机树脂骨架，继续抵御碱的侵蚀，这也是本专利技术设计的杂化涂层耐碱性的原理
。
涂有有机硅
/
有机杂化涂层的木材被浸入
pH
＝
13
的
NaOH
水溶液中
24h
，杂化涂层的水接触角仍高达
100
°
，表明其具有优良的耐碱性
。
有机硅
/
有机杂化树脂涂层耐碱的原理被扫描电子显微镜所证明，如附图2所示，涂有有机硅
/
有机杂化涂层的木材被浸入
pH
＝
13
的
NaOH
水溶液中
24h
后的样品表面，呈现疏松多孔的结构，该结构为杂化涂层中的有机硅树脂骨架被溶解后留下的有机树脂骨架
。
[0015]采用上述的技术方案，本专利技术方案与传统技术相比，其具有的有益效果为：
[0016](1)
本专利技术方案创新性地采用反应性杂化技术在木材表面原位构筑耐碱的有机
/
有机硅杂化树脂涂层的方法，该方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
基于反应性杂化在木材表面原位构筑耐碱有机
/
有机硅杂化树脂涂层的方法，其特征在于，按预设条件在木材表面涂覆由二乙烯基苯
、
聚甲基氢硅氧烷和
Kastredt
催化剂组成的改性液
。2.
如权利要求1所述的一种基于反应性杂化在木材表面原位构筑耐碱有机
/
有机硅杂化树脂涂层的方法，其特征在于，聚甲基氢硅氧烷
、
二乙烯基苯和
Kastredt
催化剂的质量比为
(0.1
‑
10):1:(0.01
‑
0.1)。3.
如权利要求1所述的一种基于反应性杂化在木材表面原位构筑耐碱有机
/
有机硅杂化树脂涂层的方法，其特征在于，木材表面改性液的涂覆量...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欣向，张洁琼，古良杰，陈志松，倪浩齐，杨文斌，温涛，
申请(专利权)人：福建农林大学，
类型：发明
国别省市：