疏水性木材的制备方法技术

疏水性木材的制备方法，它涉及木材的改性方法。本发明专利技术解决了现有的木材改性方法的改性剂毒性高、有异味、改变木材颜色，处理过程复杂、只能改善木材单一性能的问题。本方法：将含氟可聚合单体、不饱和单体和引发剂混合得到浸渍液；然后将木材和浸渍液加入到反应罐中，先抽真空，再加压处理使浸渍液注入木材孔结构中，然后包裹试件并室温常压下陈化，再加热处理，真空干燥后得到疏水性木材。方法简单，不改变木材颜色，无异味，顺纹抗压强度７０ＭＰａ～９８ＭＰａ，连续浸水２００ｈ的抗胀率４８％～６５％；真菌侵蚀１２周后的失重率６％～１３％，水接触角可达１３０°以上，可广泛用作室内外结构材料和装饰材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及木材的改性方法。
技术介绍
木材因其独特的组成成分和具有的蜂窝状多孔结构而易吸水致膨胀变形、易解水 致开裂翘曲、易受菌虫侵蚀致腐朽降解、易受热致燃烧降解等。为延长木材的使用寿命、提 高其耐久性，人们对天然的木材进行改性，现有的对木材改性的方法有以下几种一、利用 乙烯基单体(申请号为200710072699. 2的中国专利)或杂环可聚合单体(在中国的公布 号为CN1671526A的国际专利)形成聚合物处理木材，使木材的力学性能提高，这种方法 使用的改性剂或毒性高或改变木材颜色或致使木材脆性高；二、利用晶体铜盐(申请号为 200480023283. 6的中国专利)注入木材的孔结构内或木材表面，使木材具有防腐性能、阻 燃性能，这种方法易改变木材颜色、使用的水性溶剂造成污染且不能改善木材力学性能；或 者以氨类化合物、含磷化合物、醛类化合物等(申请号为200610051758. 3的中国专利)注 入木材的孔结构内或木材表面，使木材具有防腐性能、阻燃性能等，这类方法的改性剂或有 异味或毒性高，且不能改善木材的力学性能；三、利用硅氧烷前驱体处理木材细胞腔(申请 号为200710050082. 0的中国专利)或细胞壁(申请号为200710122002. 8的中国专利)， 使木材的热稳定性、尺寸稳定性得到改善，这种方法操作过程复杂，且改善木材的力学性能 欠佳；四、利用蜂蜡处理木材赋予木材疏水性(申请号为200810030688. 2的中国专利)，但 蜂蜡抗流失能力差，疏水效力不能持久；且对木材力学性能改善欠佳；五、利用在木材表面 生成纳米Ti02(申请号为200910310793. 6的中国专利)赋予木材疏水特性，但处理方法复 杂，条件要求苛刻，且仅能处理木材表面，不能改善木材力学性能。以上的这些方法的改性 剂或是毒性高、有特殊异味、改变木材颜色、抗流失能力差、操作过程复杂，或是只能改善木 材的某种性能，若想同时改善木材的多种性能，如阻燃性能、防腐性能、尺寸稳定性等，则需 复合多种改性剂处理木材，而多种试剂复合时又往往影响彼此间的相互效力，且增加木材 的改善成本。
技术实现思路
本专利技术是为了解决现有的木材改性方法的改性剂毒性高、有异味、改变木材颜色， 处理过程复杂、只能改善木材单一性能的问题，而提供。本专利技术的按以下步骤进行一、按质量百分比称取49% 99. 5%的含氟可聚合单体、0 50%的不饱和单体和0. 5% 的引发剂，并混合均勻， 得到浸渍液；二、将木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液 中，将反应罐密闭后抽真空至-O. 08MPa -0. 095MPa,并保持15min 25min ；三、解除真空 恢复至常压，然后再向反应罐中通入空气，使反应罐中的压力达到0. SMPa IMPa，并保持 20min 30min;四、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹 起来，先在室温常压状态下放置12h 24h，然后加热至温度为80°C 110°C并保持8h IOh,拆除铝箔纸，将木材置于真空干燥箱中，于常温下抽真空至木材恒重，即得疏水性木 材；其中步骤一中所述的含氟可聚合单体为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸 十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯或甲基丙烯酸十二氟庚酯，步骤一中所述的不饱和单 体为(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘 油醚、(甲基)丙烯酸-α-羟基烷基酯、(甲基)丙烯酸氨基烷基酯、多元醇二(甲基)丙 烯酸酯和乙烯类单体中的一种或其中几种的组合；步骤一中所述的引发剂为偶氮二异丁腈 (AIBN)或过氧化苯甲酰(BPO)。本专利技术利用无毒、无味、无色、高沸点的含氟可聚合功能性单体或与不饱和单体组 合来改性木材，故处理后的木材未改变颜色，保留了木材的天然“肤色”，且不带残留的气体 异味，得到环保型、具有优良综合性能的疏水性木材。借助含氟可聚合功能性单体带有大量 的氟原子，通过自身聚合或与其他不饱和单体共聚合成大分子聚合物填充于木材多孔结构 中，一方面使木材具有疏水性能，另一方面堵塞水分通过细胞腔渗透入细胞壁的通道，提高 了木材的尺寸稳定性，并使微生物在木材内部赖以生存的含水环境被破坏，从而赋予改性 的木材一定的防腐性能，同时因木材多孔结构中原位生成了起增强作用的大分子聚合物， 故改性后的木材具有了良好的力学性能。此外，改性木材也具有了一定的自清洁能力，不易 沾灰尘、污渍、雨水等，而普通单体处理的木材因不具有疏水性而不具备自清洁能力；含氟 可聚合单体与其他可与木材基质发生反应的功能性单体复配处理木材时，因功能性单体与 木材基质反应，可使形成的含氟聚合物与木材基质间形成良好的界面结合，可进一步改善 木材的力学性能和耐久性。这种利用含氟单体处理木材的方法使木材的力学性能和耐久性 同时得到改善，并赋予木材疏水功能，故具有“一剂多效”功能。该法操作过程安全、环保、 简便，制备的疏水性木材属于绿色环保型木质复合材料。本专利技术制备的疏水性木材的顺纹 抗压强度为70MPa 98MPa，达到中高等木材的强度，力学性能良好；连续浸水200h的抗胀 率为48% 65%，尺寸稳定性好；真菌侵蚀12周后疏水性木材在的失重率为6% 13%， 防腐性能强；疏水性木材表面与水接触角可达130°以上，具有良好的疏水功能，可广泛用 于建筑、交通、军事和家居领域，尤其可作为室内外结构材料和装饰材料。附图说明图1是具体实施方式十制备的疏水性木材的扫描电镜照片； 图2是具体实施方式十制备的疏水性木材与水的接触角照片； 图3是具体实施方式十一制备的疏水性木材与水的接触角照片； 图4是具体实施方式十二制备的疏水性木材与水的接触角照片； 图5是具体实施方式十三制备的疏水性木材的扫描电镜照片； 图6是具体实施方式十三制备的疏水性木材与水的接触角照片。具体实施例方式具体实施方式一本实施方式的按以下步骤进行一、按 质量百分比称取49% 99. 5%的含氟可聚合单体、0 50%的不饱和单体和0. 5% 的引发剂，并混合均勻，得到浸渍液；二、将木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐 中，并使木材浸没于浸渍液中，将反应罐密闭后抽真空至-0. 08MPa -0. 095MPa,并保持15min 25min ；三、解除真空恢复至常压，然后再向反应罐中通入空气，使反应罐中的压力 达到0. 8MPa IMPa，并保持20min 30min ；四、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用 铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置12h 24h，然后加热至温度为 80°C 110°C并保持8h 10h，拆除铝箔纸，将木材置于真空干燥箱中，于常温下抽真空至 木材恒重，即得疏水性木材；其中步骤一中所述的含氟可聚合单体为丙烯酸六氟丁酯、甲基 丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯或甲基丙烯酸十二氟庚酯，步 骤一中所述的不饱和单体为(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸缩水 甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸_ α “羟基烷基酯、(甲基)丙烯酸氨基烷基酯、 多元醇二(甲基)丙烯酸酯和乙烯类单体中的一种或其中几种的组合；步骤一中所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
疏水性木材的制备方法，其特征在于疏水性木材的制备方法按以下步骤进行：一、按质量百分比称取４９％～９９．５％的含氟可聚合单体、０～５０％的不饱和单体和０．５％～１％的引发剂，并混合均匀，得到浸渍液；二、将木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐中，并使木材浸没于浸渍液中，将反应罐密闭后抽真空至－０．０８ＭＰａ～－０．０９５ＭＰａ，并保持１５ｍｉｎ～２５ｍｉｎ；三、解除真空恢复至常压，然后再向反应罐中通入空气，使反应罐中的压力达到０．８ＭＰａ～１ＭＰａ，并保持２０ｍｉｎ～３０ｍｉｎ；四、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置１２ｈ～２４ｈ，然后加热至温度为８０℃～１１０℃并保持８ｈ～１０ｈ，拆除铝箔纸，将木材置于真空干燥箱中，于常温下抽真空至木材恒重，即得疏水性木材；其中步骤一中所述的含氟可聚合单体为丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯或甲基丙烯酸十二氟庚酯，步骤一中所述的不饱和单体为（甲基）丙烯酸、（甲基）丙烯酸烷基酯、（甲基）丙烯酸缩水甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、（甲基）丙烯酸－α－羟基烷基酯、（甲基）丙烯酸氨基烷基酯、多元醇二（甲基）丙烯酸酯和乙烯类单体中的一种或其中几种的组合；步骤一中所述的引发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。...

【技术特征摘要】
1.疏水性木材的制备方法，其特征在于疏水性木材的制备方法按以下步骤进行一、 按质量百分比称取49% 99. 5%的含氟可聚合单体、0 50%的不饱和单体和0. 5% 的引发剂，并混合均勻，得到浸渍液；二、将木材和经步骤一得到的浸渍液加入到反应罐 中，并使木材浸没于浸渍液中，将反应罐密闭后抽真空至-0. 08MPa -0. 095MPa,并保持 15min 25min ；三、解除真空恢复至常压，然后再向反应罐中通入空气，使反应罐中的压力 达到0. 8MPa IMPa，并保持20min 30min ；四、将反应罐的压力降至常压，取出木材，再用 铝箔纸将浸渍后的木材包裹起来，先在室温常压状态下放置12h 24h，然后加热至温度为 80°C 110°C并保持8h 10h，拆除铝箔纸，将木材置于真空干燥箱中，于常温下抽真空至 木材恒重，即得疏水性木材；其中步骤一中所述的含氟可聚合单体为丙烯酸六氟丁酯、甲基 丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯或甲基丙烯酸十二氟庚酯，步 骤一中所述的不饱和单体为(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸缩水 甘油酯、烯丙基缩水甘油醚、(甲基)丙烯酸_ a “羟基烷基酯、(甲基)丙烯酸氨基烷基酯、 多元醇二(甲基)丙烯酸酯和乙烯类单体中的一种或其中几种的组合；步骤一中所述的引 发剂为偶氮二异丁腈或过氧化苯甲酰。2.根据权利要求1所述的疏水性木材的制备方法，其特征在于步骤一中按...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永峰，刘一星，董晓英，高佳丽，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]