[發明專利]一種竹材長效防霉耐磨的加工方法

有效

• 申請號: 201811509631.0
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109366653B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 費本華;唐彤;陳秀芳;張波
• 申請（專利權）人: 國際竹藤中心;中國科學院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: B27K3/00
• 分類號: B27K3/00;B27K3/02;B27K3/52;B27K5/04;B27K9/00;C01B33/18;B82Y40/00
• 代理公司: 北京金信知識產權代理有限公司 11225
• 代理人: 張皓;黃威

一種竹材長效防霉的加工方法，該方法采用物理球磨法使油和具有核殼結構的SiO₂@Ag納米顆粒均勻混合，而后通過采用真空浸漬法使改性的SiO₂@Ag納米顆粒進入竹材內部。此加工方法環保易操作，可改善竹材的防霉抗菌性能、提高耐磨性能，有效克服了納米顆粒在竹材表面附著力較差，容易流失等缺陷，同時成本更低廉且環保。本發明采用的物理球磨方法可有效解決納米顆粒在油中均勻穩定分散問題，相對納米顆粒表面修飾工藝來說更易操作，有利于工業化大規模生產。

技術領域

本發明屬于生物質材料加工技術領域，具體涉及有機無機復合改性竹材的加工方法，尤其是一種竹材防霉抗菌的加工方法。

背景技術

我國竹資源豐富，竹子具有可再生、生長周期短、強重比高、可加工性強等優點，而被廣泛應用，如原竹被廣泛用作建筑材料、運輸材料、工程材料等。然而因原竹富含淀粉等營養物質易霉變腐朽，未被處理的原竹使用壽命只有2-5年。因此，原竹的防霉改性對原竹的推廣應用是必要的。

目前，竹材長久有效的防霉防腐處理方法多采用化學法，不僅在施工及使用時對環境影響較大，而且加工過程中操作復雜。銀在抗菌方面是使用較為成熟的一種材料，但是隨著Ag離子的釋放，抗菌性能逐漸減弱。核殼結構SiO₂@Ag的外層SiO₂可以起到緩釋作用，賦予材料更長效的抗菌性能。而且SiO₂改性竹材，可明顯改善竹材的耐磨性能。但納米顆粒在竹材表面附著力較差，容易流失。如果將納米顆粒與油均勻混合后復合改性竹材，經干燥固化工藝后納米顆粒可以均勻穩定的固定在油膜中，竹材具有長效的防霉防腐性能和耐磨性能。但是無機納米顆粒在油中分散能力較差，目前多通過接枝硬脂酸、乳酸、油酸等或采用硅烷偶聯劑對無機納米顆粒表面修飾以改善納米顆粒在油中的分散性，這類方法的缺點在于反應步驟多，成本高并且有可能需要用到對環境不友好的有機溶劑等。本發明采用物理球磨的方法可有效解決納米顆粒在油中均勻穩定分散問題，相對納米顆粒表面修飾工藝來說更易操作，有利于工業化大規模生產。

發明內容

鑒于現有技術中存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種竹材長效防霉的加工方法，該方法采用物理法使油和SiO₂@Ag納米顆粒均勻混合，而后通過浸漬法使改性的SiO₂@Ag納米顆粒進入竹材內部。此加工方法環保易操作，可改善竹材的防霉抗菌性能、提高耐磨性能，以提高竹材的應用領域。

根據本發明的一個方面，所述方法包括以下步驟：

(1)竹材干燥：干燥竹材至含水率為0-12％；

(2)SiO₂@Ag納米顆粒制備：取0.3-1.0g十六烷基三甲基溴化銨分散于NaOH溶液，并加入甲醛溶液，加熱攪拌5-20min，隨后依次滴加6mL AgNO₃溶液、2-5mL正硅酸四乙酯和10-20mL乙酸乙酯，在80℃下老化2h后，離心并反復洗滌，得到具有核殼結構的SiO₂@Ag納米顆粒，可粒徑為40-500nm，優選為40-100nm，干燥備用。

(3)納米顆粒混溶于油中：將具有核殼結構的SiO₂@Ag納米顆粒加入到油中，利用行星式球磨機通過物理方法以200-500rpm轉速球磨攪拌1-5h；

(4)浸漬處理：將竹材完全浸沒于步驟(3)中得到的SiO₂@Ag-油混合溶液中，浸漬0.5-3h；

(5)表面處理：取出竹材，并將表面多余油溶液擦拭干凈；

(6)干燥固化：將竹材在100-180℃環境下干燥1-24h。