[發(fā)明專利]一種超疏水木材制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210292736.5
• 申請(qǐng)日: 2022-03-24
• 公開（公告）號(hào): CN114571564A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余炘;高偉;張玲云;錢海強(qiáng);成菊芳;盧建軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 亞振家居股份有限公司
• 主分類號(hào): B27K5/00
• 分類號(hào): B27K5/00
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 胡定華

本發(fā)明涉及木材處理技術(shù)領(lǐng)域，且公開了一種超疏水木材制備方法，包括以下步驟：第一步：選取木材，并增加木材表面的粗糙度；第二步：在木材表面形成疏水性；第三步：超疏水木材復(fù)合材制備；第四步：超疏水木材性能測(cè)試；第五步：工藝更改、確認(rèn)，對(duì)木材表面和內(nèi)部進(jìn)行疏水處理后，不僅提高了木材的尺寸穩(wěn)定性、耐久性、和耐磨性，還可以通過不同的處理技術(shù)賦予木材表面功能化，例如耐水、隔緣、防蛀防腐等，且制備方法簡(jiǎn)單，延長(zhǎng)了木材的使用壽命，緩解木材供需矛盾，具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及木材處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種超疏水木材制備方法。

背景技術(shù)

木質(zhì)材料作為從古至今一直存在的材料，在人類進(jìn)化過程中起著不可替代的作用。從剛開始直接對(duì)原木的利用到如今各種改性、深加工利用，木質(zhì)材料一直深受人們喜愛。隨著人們對(duì)生活品質(zhì)的要求越來越高，木質(zhì)材料的缺點(diǎn)也限制了其發(fā)展空間，尤其是木質(zhì)材料尺寸穩(wěn)定性差和耐腐蝕能力弱。過去，人造板生產(chǎn)中，通過添加防水劑、防腐劑使人造板具有防水、防腐性能，但是防水劑、防腐劑也削弱了纖維之間的吸附力，影響產(chǎn)品其它物理力學(xué)性能。對(duì)木質(zhì)材料表面進(jìn)行貼面、油漆裝飾等方法一定程度上克服了木質(zhì)材料的缺陷，對(duì)一些油漆進(jìn)一步改性可以提高木材表面質(zhì)量，但并不能滿足人們對(duì)木質(zhì)材料功能的要求。

木材是一種天然可再生材料，多用于家具、地板和一些建筑中，易吸收空氣中的水分，這是由于木材本身含有能產(chǎn)生毛細(xì)現(xiàn)象的豐富的纖維組織、微孔和導(dǎo)管。天然木材由于其固有的親水性和多孔結(jié)構(gòu)，極易受到自然環(huán)境的影響(如:光照、濕度和溫度等)，使其產(chǎn)生一些病害（如:濕脹干縮、開裂、霉變、形變等），影響使用價(jià)值、觀賞價(jià)值，大大縮短使用壽命。木質(zhì)素是主要導(dǎo)致木材的低光穩(wěn)定性的組分。這種聚合物在280 nm的波長(zhǎng)處具有最大吸收，占吸收的光的大部分。木質(zhì)素暴露于紫外線下后，光氧化造成木質(zhì)素降解，隨之而來的生色團(tuán)的形成會(huì)導(dǎo)致木材表面強(qiáng)烈的泛黃。這種降解也促進(jìn)了真菌的定殖，導(dǎo)致了所謂的真菌染色，從而導(dǎo)致了木材表面顏色發(fā)灰。此外，木質(zhì)素的降解降低了其疏水性，并導(dǎo)致了表面上親水性纖維素的豐度增加，從而提高了木材表面的可濕性。這種現(xiàn)象進(jìn)一步促進(jìn)了霉菌和真菌的生長(zhǎng)。

目前，超疏水表面可以通過兩種途徑來制備，一種是在疏水材料表面構(gòu)造一定粗糙范圍的結(jié)構(gòu)；一種是在粗糙表面修飾低表面性能的物質(zhì)。木質(zhì)材料本身是親水的材料，表面基團(tuán)決定了表面的疏水性，形貌僅對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)化，單獨(dú)改變木質(zhì)材料表面的形貌并不能使木質(zhì)材料疏水，所以都會(huì)在木質(zhì)材料表面修飾低表面性能的物質(zhì)。低表面性能物質(zhì)可能是硬脂酸、硅烷、氟代物等。一般木質(zhì)材料表面疏水處理的方法有:乙酰化法、浸漬法、溶膠凝膠法、氣相沉積法、水熱法、自組裝法、等離子體法、電紡絲法等，而目前常用于超疏水制作的方法有：浸漬法、涂覆法、溶膠凝膠法、氣相沉積法、水熱法、等離子體法等。乙酰化法雖然是較早用來提高木材表面疏水的方法，到現(xiàn)在技術(shù)基本成熟，且投入實(shí)際生產(chǎn)，但是對(duì)提高木質(zhì)材料表面疏水性的效果并不是很好。

浸漬法和涂覆法是較為傳統(tǒng)和運(yùn)用較廣泛的制備超疏水木材的方法。所用涂料為有特定功能的聚合物溶解在有機(jī)溶劑中稀釋到一定比例后，添加一些無機(jī)填料后形成均一透明的涂料，浸漬法是將木材浸泡在上述涂料中，使其滲透進(jìn)木材內(nèi)部得到疏水性，涂覆法是以噴涂或刷涂等方法在木材表面成膜的方法。

浸漬法和涂覆法所要求的涂料應(yīng)具備透明性的特點(diǎn)，不透明的涂料通常具有良好的性能，大多數(shù)透明的涂料都面臨著紫外線可以穿過它們甚至使它們降解的問題。迄今為止，市場(chǎng)上還沒有用于戶外的既顯示足夠的耐用性又保護(hù)顏色的透明涂料”。

涂覆法操作簡(jiǎn)單，成本較低，因此在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用較廣。但涂覆法存在一定的缺點(diǎn):隨著無機(jī)添加劑的添加量增多，涂層的透明性變差。現(xiàn)在大多數(shù)研究集中于在聚合物基體中使用納米級(jí)金屬氧化物作為填料。不再采用直接添加到聚合物基質(zhì)中的方法，而是使用薄膜技術(shù)（如:水熱法、溶膠凝膠法、等離子法、層層自組裝法等)在表面上沉積一層薄的金屬氧化物層。