[發明專利]一種柔性的疏水型可逆光致變色木材的制備方法及其制備的木材

有效

• 申請號: 202010085652.5
• 申請日: 2020-02-10
• 公開（公告）號: CN111319109B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 孫慶豐;蔡泰龍;王超;李松
• 申請（專利權）人: 浙江農林大學
• 主分類號: B27K5/02
• 分類號: B27K5/02;B27K3/50;B27K3/02;B27K3/08;B27K3/34;B27K3/32;F41H3/02;F41H13/00;B44C5/04;A47B96/00;A47B96/20
• 代理公司: 南京源點知識產權代理有限公司 32545
• 代理人: 潘云峰

本發明涉及一種柔性的疏水型可逆光致變色木材的制備方法及其制備的木材，屬于木材制造領域。本方法包括：用堿液脫去木材樣品的木質素，再浸入螺惡嗪光致變色化合物的乙醇溶液中；將環氧樹脂水晶滴膠硬膠調配后，注入聚四氟乙烯模具中，在膠液表層放置具有天然超疏水性能的植物葉片，真空恒溫靜置12－24h，取下葉片，得具有反超疏水結構的聚四氟乙烯模具；將環氧樹脂水晶滴膠軟膠調配后，注入模具中，并將木材樣品放于膠液表面，除去膠液中的氣泡和木材樣品中的乙醇分子后，恒溫靜置12－24h，再將木材樣品從模具中剝落，得柔性的疏水型可逆光致變色木材。本發明所用原料綠色環保，方法簡單，反應條件溫和，可根據使用要求定制各種形狀。

技術領域

本發明涉及一種柔性的疏水型可逆光致變色木材的制備方法及其制備的木材，屬于木材制造領域。

背景技術

為了減少人們對人工聚合物的依賴，木材作為一種天然可再生的生物質復合材料而受到人們的關注。在透明木材的研究領域，人們開發出了次氯酸鈉法、亞氯酸鈉法、堿法等多種脫去木材中的木質素的方法，使木材因失去木質素中存在的大量發色基團和助色基團而喪失天然顏色，然后選用聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、環氧樹脂、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、甲基丙烯酸正丁酯、聚苯乙烯、領苯二甲酸二丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、領苯二甲酸二烯丙酯、聚乙烯咔唑等折射率與木材細胞壁匹配的透明聚合物將脫木素木材膠裝成透明木材。這賦予了木材在光學性能、機械性能和功能化等方面進一步發展的巨大可能性。

螺惡嗪類化合物，是典型的有機光致變色材料，它不僅能夠在太陽光或紫外光照射下迅速變色，而且具有很強的抗疲勞性，具有很大的實際應用前景。但是首先、螺惡嗪類化合物作為粉體容易在實際應用中流失，即使混入涂料中也常常因摩擦引起損失。其次、先前應用于透明木材制備的聚合物因透明度不高、容易在調制過程中產生氣泡、在使用過程中發生黃化，并且大多數聚合物固化后韌性不高等缺點，造成了制備過程困難、最終性能不理想、使用壽命短、實際應用受到限制等諸多問題。第三、自然界中的許多植物葉片如荷葉等，是天然的超疏水模板，通過軟印刷技術將超微結構轉印到材料表面是超疏水界面形成的一種比較成熟的研究方法。然而這種方法通常需要額外的轉印材料作為基底，并且這種材料不一定與原材料相容，從而影響其機械強度和美觀程度。

發明內容

本發明為了解決上述技術問題，提供一種柔性的疏水型可逆光致變色木材的制備方法及其制備的木材。

本發明人發現，脫木素能夠有效降低木材中的光吸收和細胞壁中的光折射，并且增加孔隙率，便于螺惡嗪類化合物的浸漬滲透。螺惡嗪類化合物多數為白色粉末，溶于有機溶劑后變為透明，在太陽光或紫外光照射后能夠迅速變色，轉移到暗環境后迅速褪色，有希望和透明木材結合來制備新型的光致變色復合材料。環氧樹脂水晶滴膠，是市場上開發比較成熟的產品，因其具有高透明、自消泡、耐黃變等特點，并且可以根據客戶需求自由選擇硬膠或軟膠，能夠克服制作過程中的一些缺陷，同時賦予產品柔性化的優點。此外，環氧樹脂水晶滴膠(硬膠)能夠與聚四氟乙烯模具很好地結合，且性質穩定，可循環使用，同時可以節約轉印基底的原材料成本和制作工藝成本，賦予了透明木材超疏水的自清潔特性。隨著生活水平的提高，人們必將對透明木材提出更高要求，本制備方法實現了透明木材的柔性化、智能化和功能集成化。與此同時，本方法選用的原材料和制作工藝符合節約資源、保護環境的要求。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種柔性的疏水型可逆光致變色木材的制備方法，包括：

1)將木材樣品浸入堿液中，在60－90℃條件下反應3－8h，再將木材樣品清洗后轉入濃度為2－5mol/L的過氧化氫水溶液中漂白3－5h，最后將木材樣品清洗干凈；

2)將1)清洗后的木材樣品浸入含有0.01－1wt％的螺惡嗪光致變色化合物的乙醇溶液中，在真空30－55℃恒溫條件下反應1－6h，得處理后的木材樣品；