一种用二氧化硅改良木材表面性质的方法，二氧化硅以涂料作载体改良木材表面性质，将改性或未改性的纳米粉状二氧化硅添加到聚氨酯漆涂料中，搅拌均匀后涂饰在木材表面。采用本发明专利技术的方法对木材表面进行改性处理，木材表面性质得到较明显的改善，且生产工艺简单，反应过程快，产品质量稳定，产品成本明显降低，可用于制备各类木地板、室内装饰及家具等用材，前景极为广阔。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属改良木材表面性质的方法，主要是。
技术介绍
为了保护木材的原有特性、提高木制品的装饰作用和使用寿命，需采用一定的表面处理技术来提高其美观特性、力学性能、耐磨性、耐久性，改善木材加工性能及赋予木材表面隔热、耐燃、防蛀、绝缘、导电等新功能，从而提高木材的使用价值，拓宽木材的应用领域。到目前为止，木材表面功能性改良方法主要有木材染色、木材漂白、木材涂饰、防腐处理、表面强化、无电解电镀、表面化学装饰、等离子体聚合、表面活化和珍贵木质超薄贴面装饰等。许多学者对木材表面功能性改良进行了相关研究。利用二氧化硅对木材进行改性，上世纪90年代开始就有研究。据报道，日本学者 Saka等最早采用溶胶-凝胶法在木材内部生成SiO2凝胶制备木材/无机复合材料，利用调湿材浸溃于四乙氧基硅烷(TEOS)中，木材内部的结合水引发了四乙氧基硅烷的水解反应、 缩聚反应，在木材空隙中生成二氧化硅粒子，制备得到多孔性的二氧化硅/木材复合材料， 该复合材料保留了木材多孔等良好特性。进一步研究发现，细胞壁内生成的硅凝胶量是有选择性的，含水率越高，生成的凝胶量越多，对生成硅凝胶量不同的复合材料进行评估的结果表明，复合材料内部凝胶含量越高，表现出的尺寸稳定性和滞火效应就越好(《具有多空结构的无机质复合木材》.张明华等译吉林建材.1999，80 (4) :38 43)。Ogiso等先用超声波处理木材，然后再与四乙氧基硅烷(TEOS)反应制备二氧化硅/木材复合材料，发现超声波处理能影响其增重率，使制备木材-无机质复合材料尺寸稳定性、耐火性和耐蚁性存在着局部化学效应(《超声波处理对制备木材-无机质复合材料的影响》.张明华等译吉林建材· 2000，8 (I) 42 48)。Saka等用3-异氰酸丙酯基三乙氧基硅烷(IPTEOS) 对木材进行化学改性后，用四异丙基钛酸酯的异丙醇溶液处理制备了含有TiO2无机物质的二氧化硅/木材复合材料(《化学改性木材-无机质复合材料》.张明华等译吉林建材.2000，82 (2) :39 44)。1994年，Ogiso等先用异氰酸盐、环氧树脂、乙烯树脂和甲基丙烯酸树脂类的硅烷偶联剂在无水条件下进行木材化学无机改性，然后用正硅酸乙酯处理制备了化学改性二氧化硅/木材复合材料，实验发现，SiO2凝胶同与木材物质共价键合的硅烷偶联剂锁具，这对于尺寸稳定性和耐热性更为有效(《木材和无机物质之间的化学键对提高性能的影响》张明华等译·吉林建材· 2000，83 (3) 38 43)。在国内，很多学者也进行了研究。1996年，王西成等先将陶瓷前驱体溶液水解获得溶胶，使用盐酸作催化剂，将经干燥的木材试样置于真空处理罐内抽真空，再将溶胶吸入处理罐中的木材，经一定时间后转为正压处理，取出后再陈化、干燥，得到陶瓷化木材(《陶瓷化木材的复合机理》.材料研究学报.1996，10 (4) :435 439)。1998年，王西成等引入 Y-(2. 3-环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷作为偶联剂，偶联剂分子链的一端与木材纤维素中的羟基发生反应，使木材(锻木或杨木)与偶联剂通过C-O-C键连结起来，另一端的烷氧基水解，形成RSi-OH，在催化剂的作用下与TEOS的水解产物发生缩聚反应。这样，木材与二氧化硅间借助于偶联剂在更大程度上通过Si-O-Si及C-O-C醚键连接起来，增强了其界面结合力，进一步提高了木材的综合性能(《木材/ 二氧化硅原位复合材料的界面研究》. 材料工程.1998，(5) 16 18)。2003年，陈志林一方面利用TEOS与水在催化剂的作用下发生水解反应制得溶胶，然后再将溶胶注入木材中，制备陶瓷化复合木材；另一方面，采用 MTES与TEOS共水解获得改性溶胶，然后再将溶胶注入木材中，制备得MTES改性溶胶陶瓷化复合木材(《陶瓷化复合木材复合方法与性能的基础性研究》.北京北京工业大学，2003)。2004年，邱坚采用TEOS为前驱体，利用超临界技术，制备了木材-SiO2气凝胶复合材料(《木材-SiO2气凝胶纳米复合材的研究》.哈尔滨东北林业大学，2004)。2006年，符韵林采用TEOS为前驱体制备SiO2/木材复合材料，并研究SiO2/ 木材复合材料的微细构造、物理性能、二氧化硅与木材的结合方式、动态粘弹性等性质，以及二氧化硅凝胶粒子介入木材细胞壁的空间位置(《二氧化硅/木材复合材料的微观结构与物性》.北京北京林业大学，2006)。综上所述，目前国内外专家学者的研究都是以二氧化硅进入木材内部为改性目的，使二氧化硅凝胶生成于木材内部固有空隙中，从结果来看，制造得到的二氧化硅/木材复合材料的硬度、吸湿性等物理力学性能都有了一定的提高。但从溶胶-凝胶制备方法及反应机理看，反应前驱体一正硅酸乙酯进入木材内部后水解生成溶胶，然后转变成凝胶， 此过程发生在木材内部细胞空隙中，由于木材细胞空隙空间较小，前驱体进入时遇到较大的阻力，导致生成的二氧化硅粒子易发生团聚，生成的二氧化硅粒子未达到纳米尺寸大小， 所以制造出来的二氧化硅/木材复合材料未表现出纳米材料的奇特性质。另外，纳米二氧化硅运用于涂料中，可赋予涂料屏蔽作用，达到抗紫外光老化及热老化的目的，同时提高了涂料的隔热、光洁度、附着力、自清洁能力以及颜料的悬浮性，确保涂料颜色长期不变色。国内外学者作了许多相关研究。张卫国等在机械搅拌和超声场共同作用下，将纳米二氧化硅均匀分散到聚氨酯清漆中，制得纳米二氧化硅复合涂料，改性纳米二氧化硅含量为O. 7% (质量)时的复合漆防腐能力最佳，且漆膜附着力最强(《纳米二氧化硅复合涂料的制备及其性能》化工学报，2006，57 (11) 2746 2749)。张克杰等研究纳米二氧化硅水性塑料涂料研制，采用苯丙乳液与纳米二氧化硅复合，得到高性能的水性纳米复合塑料涂料，该涂料涂膜硬度达到3H以上，耐热在100°C沸水中不回粘，耐水性好，丰满度高(《纳米二氧化硅水性塑料涂料的研制》中国涂料，2006，21 (5) :18 20)。王振希等研究了纳米二氧化硅用于苯丙白色涂料中，发现在苯丙涂料中添加5%。纳米二氧化硅能提高涂膜4倍以上的抗老化性能(《纳米二氧化硅对苯丙涂料性能的影响》南昌大学学报 (工科版)，2004, 26 (3) 48 50)。金祝年应用纳米二氧化硅改进外墙涂料性能，发现纳米 SiO2能有效降低涂料因紫外线和红外光照射造成的色差值，提高外墙涂料的抗老化性(《应用纳米二氧化硅改进外墙涂料性能的研究》化工新型材料，2004，32 (5) 42 43)。可见，纳米二氧化硅在涂料中应用广泛，获得较好的改善效果。但是，关于纳米二氧化硅在木材及家具涂料中的应用，仍少有报道。根据现有技术中存在的一些问题，如采用溶胶-凝胶法，使二氧化硅介入木材内部细胞空隙以达到功能改良的目的，造成二氧化硅易团聚，功能改良效果不理想；纳米二氧化硅已广泛应用于墙体涂料、金属涂料、塑料涂料等领域，且具有良好的改善作用，但关于纳米二氧化硅在木材及家具涂料中的应用，仍少有报道。因此，本申请提出用二氧化硅以涂料作载体对木材进行改性，使二氧化硅仅分散分布于木材表面，实现对木材表面性质改良的作用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种制备工艺简单、产品质量好、生产成本降低的。本专利技术以如下技本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：符韵林，莫引优，乔梦吉，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：
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