[發明專利]一種利用3D打印技術制備超疏水木材的方法

有效

• 申請號: 201410653267.0
• 申請日: 2014-11-18
• 公開（公告）號: CN104441091A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 吳義強;卿彥;劉明;羅莎;張新荔
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: B27D1/00
• 分類號: B27D1/00;B27M1/00
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 楊斌

1.一種利用3D打印技術制備超疏水木材的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）以自然界中或人工構建的超疏水表面為模板，采用掃描電子顯微鏡對超疏水表面進行掃描，將掃描圖片導入繪圖軟件獲得三維結構模型圖；

（2）將無機或有機納米粒子分散于含低表面能有機物的溶液中進行改性處理，然后離心分離回收改性后的無機或有機納米粒子，干燥，用作打印原料；

（3）鋸切待處理木材，制得表面平整、光滑的鋸材，然后在鋸材表面涂刷一層樹脂或膠粘劑膠膜，對涂膠后的木材進行預干；

（4）將上述三維結構模型圖導入3D打印機，以改性處理后的納米粒子作為打印原料，對預干后的木材各個表面分別進行3D打印，對打印后制得的木材進行固化，即得到超疏水木材。

2.根據權利要求1所述的制備超疏水木材的方法，其特征在于，所述自然界中的超疏水表面為擁有超疏水特性的植物或昆蟲表面。

3.根據權利要求2所述的制備超疏水木材的方法，其特征在于，所述超疏水表面為荷葉表面或芋頭葉表面。

4.根據權利要求1所述的制備超疏水木材的方法，其特征在于，所述無機納米粒子為直徑為50~100nm的SiO₂、TiO₂或ZnO中的一種或多種混合納米粒子，所述有機納米粒子為聚苯乙烯或聚四氟乙烯納米粒子。

5.根據權利要求1所述的制備超疏水木材的方法，其特征在于，所述含低表面能有機物的溶液中，其溶質為硬脂酸、乙烯基三乙氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷或十八烷基三氯硅烷，溶劑為溶解前述溶質的醇類或醛類有機溶劑，溶質的質量分數為2%~10%。

6.根據權利要求1所述的制備超疏水木材的方法，其特征在于，所述改性處理過程中的溫度為30~80℃，處理時間為1~4h，改性處理過程中同時利用超聲波進行分散。

7.根據權利要求1~6中任意一項所述的制備超疏水木材的方法，其特征在于，所述干燥為真空干燥，溫度為40~80℃，時間為2~10h；所述樹脂為酚醛樹脂或環氧樹脂，所述涂刷的方式為噴涂、輥涂或滴涂。

8.根據權利要求1~6中任意一項所述的制備超疏水木材的方法，其特征在于，所述3D打印機設有一噴射孔，所述噴射孔裝有孔徑為10~100μm的噴嘴，且噴射時使用空氣對打印原料加壓，壓力為0.2~0.7MPa。

9.根據權利要求8所述的制備超疏水木材的方法，其特征在于，所述噴嘴與木材間距離精度為10μm，所述噴嘴的平移精度為5μm。

10.根據權利要求1~6中任意一項所述的制備超疏水木材的方法，其特征在于，所述固化的條件為紫外光固化、加熱、微波或紅外光固化。