[發明專利]超疏水防腐木材的制備方法

在審

• 申請號: 201910044599.1
• 申請日: 2019-01-17
• 公開（公告）號: CN109676722A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 吳義強;羅莎;關鵬飛;卿彥;趙星;劉明
• 申請（專利權）人: 中南林業科技大學
• 主分類號: B27K3/02
• 分類號: B27K3/02;B27K3/52;B27K5/00;B27K5/04
• 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: 錢朝輝

本發明公開了一種超疏水防腐木材的制備方法，包括以下步驟：(1)將一水合乙酸銅加入水中溶解，微熱攪拌下加入葡萄糖和PVP，并繼續攪拌得到反應溶液；(2)將步驟(1)中的反應溶液加入密閉容器中，再將木材基體放入上述密閉容器的反應溶液中，加熱浸漬，再取出木材基體，用去離子水浸洗，烘干得到備用木材基體；(3)將乙烯基三乙氧基硅烷水解得到水解體系；(4)將備用木材基體放入水解體系中浸漬，干燥后即得到超疏水防腐木材。本發明中，超疏水涂層與納米Cu₂O粒子相結合，超疏水涂層的存在利于納米Cu₂O粒子作用效果的持久長續，二者協同作用，使得超疏水防腐木材的防腐、抑菌效果更好且發揮作用效果時間更長、更持久。

技術領域

本發明屬于復合材料領域，尤其涉及一種改性木材的制備方法。

背景技術

木材在日常生活中應用廣泛，但由于木材具有天然的吸水、吸濕、易腐朽降解特性，在實際應用過程中會因此而產生變形、腐爛、霉菌變色等缺陷，嚴重制約了木材的有效利用并降低了使用價值。

自“復合材料”的概念出現以來，人們對復合材料的關注度越來越高。相比于單一材料，復合材料同時具備多種材料的優良性能，其力學性能更好、分子量更大、尺寸及化學穩定性能更好。復合木材可以很好的解決上述木材存在的問題。

對復合木材進行表面疏水處理可以有效解決木材易吸水、吸濕的缺陷。復合木材表面潤濕性由木材表面微觀幾何結構及化學成分共同決定。復合木材表面潤濕性通常由其與水滴的接觸角(CA)進行表征，若CA＜90°為親水，若CA大于90°，則為疏水，而當CA＞150°時，即為超疏水。

現有技術中有對木材進行防腐、疏水處理的相關報道，但現有技術中防腐、疏水處理的效果有待提高，防腐疏水效果的持續時間不長。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種超疏水防腐木材的制備方法，該制備方法得到的木材具有優異防腐性能與疏水性能，且防腐疏水效果非常持久。為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種超疏水防腐木材的制備方法，包括以下步驟：

(1)將一水合乙酸銅加入水中溶解，微熱攪拌下加入葡萄糖和PVP，并繼續攪拌得到反應溶液；

(2)將步驟(1)中的反應溶液加入密閉容器中，再將木材基體放入上述密閉容器的反應溶液中，加熱浸漬，再取出木材基體，用去離子水浸洗，烘干得到備用木材基體；

(3)將乙烯基三乙氧基硅烷水解得到水解體系；

(4)將備用木材基體放入水解體系中浸漬，干燥后即得到超疏水防腐木材。

上述制備方法中，一水合乙酸銅與葡萄糖通過水熱反應生成納米Cu₂O粒子，同時，納米Cu₂O粒子在水熱反應的條件下直接浸入木材基體的內部或表面得到備用木材基體，再將備用木材基體浸入乙烯基三乙氧基硅烷水解體系中，乙烯基三乙氧基硅烷會對木材基體進行改性，得到超疏水涂層(涂層主要成分為乙烯基三硅醇膜層)，使得木材基體具備超疏水、防腐能力。相較于把已有的納米粒子沉積在木材表面，通過化學反應緩慢生成的納米Cu₂O粒子的同時將納米粒子浸漬到木材中去，可以使納米粒子更緊致密實的生長在木材表面和木材孔隙中。

上述制備方法中，優選的，所述一水合乙酸銅、葡萄糖和PVP的質量比為2：(0.9-1.8)：(0.3-0.4)。在一水乙酸銅與葡萄糖的反應中，考慮到兩者反應緩慢，且Cu離子為重金屬離子，故葡萄糖的加入量較多。

上述制備方法中，優選的，所述步驟(1)中，微熱攪拌的時間為10-20min，溫度為室溫，繼續攪拌的時間為20-30min。