提高超疏水木材机械稳定性的方法技术

提高超疏水木材机械稳定性的方法，属于超疏水木材领域。本发明专利技术的方法制备的超疏水木材克服了以往制备的超疏水木材表面力学性能欠佳，使用寿命不长等缺陷，提高了超疏水木材的耐久性，具有良好的应用前景。超疏水木材因其与水接触角大于150°，滚动角小于10°，从而使其具有优异的疏水性能和良好的自清洁性能。方法先是将木材浸泡在环氧树脂中，使其表面覆盖一层环氧树脂。再通过在接枝有氨基的二氧化硅液中浸泡，使得二氧化硅和环氧树脂发生反应，从而使二氧化硅粘附在环氧树脂表面形成微纳二级结构。最后将木材表面的这种微纳二级结构进行疏水改性，从而制得了超疏水木材。本发明专利技术用于提高超疏水木材的机械稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，属于超疏水木材领域。本专利技术的方法制备的超疏水木材克服了以往制备的超疏水木材表面力学性能欠佳，使用寿命不长等缺陷，提高了超疏水木材的耐久性，具有良好的应用前景。超疏水木材因其与水接触角大于150°，滚动角小于10°，从而使其具有优异的疏水性能和良好的自清洁性能。方法先是将木材浸泡在环氧树脂中，使其表面覆盖一层环氧树脂。再通过在接枝有氨基的二氧化硅液中浸泡，使得二氧化硅和环氧树脂发生反应，从而使二氧化硅粘附在环氧树脂表面形成微纳二级结构。最后将木材表面的这种微纳二级结构进行疏水改性，从而制得了超疏水木材。本专利技术用于提高超疏水木材的机械稳定性。【专利说明】
本专利技术属于超疏水木材领域；具体涉及。
技术介绍
木材作为一种传统的材料，在建筑、家具等方面具有广泛的应用，对人类生活起着很大的支持作用。传统木材因其在于水长时间接触或者在湿度较高环境中放置时间较长等条件下，易发生腐蚀、霉变等现象，大大减少木材使用寿命，影响木材使用效能。因此，疏水木材的专利技术成为木材科研领域的迫切需求。超疏水木材，因水在其表面的静态接触角大于150°，滚动角小于10°从而具有良好的疏水性能，使木材在防腐、自清洁、延长使用寿命等方面表现优异，成为人们热捧的对象。现有的疏水木材制备工艺，如利用蜂腊处理木材，利用木材表面生成纳米无机粒子等普遍具有疏水表面力学性能欠佳(表面机械稳定性和耐久性欠佳)，使用寿命不长等缺陷，如何提高疏水木材的耐久性成为该研究领域的另一重要课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种。该方法先是将木材浸泡在环氧树脂中，使其表面覆盖一层环氧树脂。再通过在接枝有氨基的二氧化硅液中浸泡，使得二氧化硅和环氧树脂发生反应，从而使二氧化硅粘附在环氧树脂表面形成微纳二级结构。最后将木材表面的这种微纳二级结构进行疏水改性，从而制得了超疏水木材。本专利技术中是通过下述步骤实现的:步骤一、木材依次用去离子水、无水乙醇、去离子水冲洗；步骤二、将环氧树脂溶解于丙酮中，制得环氧树脂溶液；步骤三、将步骤一处理后的木材侵泡在步骤二制得的环氧树脂溶液中，然后干燥；步骤四、用KH550硅烷偶联剂改性亚微级二氧化硅，然后分散于去离子水中得到改性二氧化硅液；步骤五、将经步骤三处理后的木材浸泡步骤四获得的改性二氧化硅液中，室温下烘干；步骤六、将十八烷基三氯硅烷(OTS)溶解于无水乙醇中制得OTS乙醇溶液，然后将步骤四处理后的木材浸泡OTS乙醇溶液中，然后干燥，即实现了超疏水木材机械稳定性的提闻。本专利技术的方法适用木材可以是松木、桦木、楸木、红橡、白橡、柞木、水曲柳、榆木、杨木等。上述方法中步骤二所述的环氧树脂溶液质量浓度为1%?5%。步骤三所述浸泡时间为0.5h?1.5h，所述干燥时间为0.5h?lh。步骤四中亚微级二氧化娃的粒径为300nm?500nm。步骤四中纳米二氧化硅的制备方法如下:将180mL乙醇、20mL正硅酸乙酯(TEOS)和20mL去离子水混匀，5分钟内逐滴滴加10?20mL氨水,室温下搅拌12h后,离心,用无水乙醇洗涤3次，干燥，碾成粉末，于80?100°C真空干燥箱中干燥2h ;得到纳米级二氧化硅。步骤四KH550硅烷偶联剂改性二氧化硅的步骤如下:取5mL KH550硅烷偶联剂、5mL去离子水和25mL无水乙醇混合,室温下磁力搅拌Ih?3h,得到；然后将3g?5g 二氧化硅溶于IOOmL乙醇中，超声20min?40mim，得到B液；再在水浴65°C下，将A液2分钟内逐滴滴入到B液中，磁力搅拌4h?6h，静置，上层清液弃掉，所得固体用乙醇清洗4次，50?70°C烘箱中烘干。步骤四按0.1g?5g KH550硅烷偶联剂改性二氧化硅分散于IOOmL去离子水配比配制改性二氧化硅液。步骤三所述浸泡时间为0.5h?1.5h，所述干燥温度为30?60°C，干燥时间为0.5h ?Ih0步骤五所述烘干温度为50?60°C，烘干时间为Ih?1.5h。步骤六所述OTS乙醇溶液的体积浓度为1%?2%。步骤六所述的浸泡时间为Ih?2h，所述干燥温度为50?70°C，干燥时间为2?4h0本专利技术的优点在于:1、本专利技术的方法简单，只需要几步简单的浸泡便可以完成，不需要任何复杂的设备，原料易得，生产周期短，所有的反应过程的一个周期仅需24h便可完成。2、处理后的木材具有不贴水性。本方法获得的超疏水木材因其与水接触角大于150°，滚动角小于10°，从而使其具有优异的疏水性能和良好的自清洁性能。3、处理后的木材具有较好的耐久性。该方法制备的超疏水木材克服了以往制备的超疏水木材表面力学性能欠佳，使用寿命不长等缺陷，提闻了超疏水木材的耐久性，具有良好的应用前景。环氧树脂由于其分子中含有环氧基，能与木材表面的羟基反应，从而环氧树脂能牢固的粘结在木材表面积；改性后的环形SiO2粒子表面接枝了大量的氨基，能与粘结在木材表面的环氧树脂的环氧基反应，使SiO2粒子与聚合物环氧树脂很好的衔合在一起，在木材表面形成稳定的粗糙结构一微纳二级结构，从而使超疏水木材的机械稳定性大幅提闻。4、本专利技术无需复杂的专用设备。【专利附图】【附图说明】图1是原始松木表面的低倍电镜照片(SHM);图2是原始松木表面的高倍电镜照片(SEM);图3是采用【具体实施方式】十二方法获得的超疏水木材表面的低倍电镜照片(SEM);图4是采用【具体实施方式】十二方法制得到的超疏水木材表面的高倍电镜照片(SEM);图5是漏沙实验示意图；图6是通过【具体实施方式】十二方法获得的超疏水木材在漏沙实验前的接触角示意图；图7是通过【具体实施方式】十二方法获得的超疏水木材在漏沙实验后的接触角示意图；图8是通过在木材表面生长微纳无机物ZnO再改性得到超疏水木材在漏沙实验前的接触角示意图；图9是通过在木材表面生长微纳无机物ZnO再改性得到超疏水木材在漏沙实验后的接触角示意图；图10是通过【具体实施方式】十二方法获得的超疏水木材在漏沙实验前的扫描电镜图；图11是通过【具体实施方式】十二方法获得的超疏水木材在漏沙实验后的扫描电镜图；图12是通过在木材表面生长微纳无机物ZnO再改性得到超疏水木材在漏沙实验前的扫描电镜图；图13是通过在木材表面生长微纳无机物ZnO再改性得到超疏水木材在漏沙实验后的扫描电镜图。【具体实施方式】【具体实施方式】一:本实施方式中是通过下述步骤实现的:步骤一、木材依次用去离子水、无水乙醇、去离子水冲洗；步骤二、将环氧树脂溶解于丙酮中，制得环氧树脂溶液；步骤三、将步骤一处理后的木材侵泡在步骤二制得的环氧树脂溶液中，然后室温下干燥；步骤四、用KH550硅烷偶联剂改性亚微级二氧化硅，然后分散于去离子水中得到改性二氧化硅液；步骤五、将经步骤三处理后的木材浸泡步骤四获得的改性二氧化硅液中，室温下烘干；步骤六、将十八烷基三氯硅烷(OTS)溶解于无水乙醇中制得OTS乙醇溶液，然后将步骤四处理后的木材浸泡OTS乙醇溶液中，然后干燥，即实现了超疏水木材机械稳定性的提闻。本实施方式方法简单，只需要几步简单的浸泡便可以完成，不需要任何复杂的设备，原料易得，生产周期短，所有的反应过程的一个周期仅需24h便可完成。处理后的木材具有不贴水性。与水接触角大于150°，滚动角小于10°，从而使其具有优异的疏水性能和良好的自清洁性本文档来自技高网...

【技术保护点】
提高超疏水木材机械稳定性的方法，其特征在于提高超疏水木材机械稳定性的方法是通过下述步骤实现的：步骤一、木材依次用去离子水、无水乙醇、去离子水冲洗；步骤二、将环氧树脂溶解于丙酮中，制得环氧树脂溶液；步骤三、将步骤一处理后的木材侵泡在步骤二制得的环氧树脂溶液中，然后干燥；步骤四、用KH550硅烷偶联剂改性亚微级二氧化硅，然后分散于去离子水中得到改性二氧化硅液；步骤五、将经步骤三处理后的木材浸泡步骤四获得的改性二氧化硅液中，烘干；步骤六、将十八烷基三氯硅烷（OTS）溶解于无水乙醇中制得OTS乙醇溶液，然后将步骤四处理后的木材浸泡OTS乙醇溶液中，然后干燥，即实现了超疏水木材机械稳定性的提高。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王成毓，刘峰，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：