[發明專利]基于點擊化學在木材表面原位構筑透明有機硅樹脂疏水涂層的方法及應用

在審

• 申請號: 202310365935.9
• 申請日: 2023-04-07
• 公開（公告）號: CN116396680A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 張欣向;張潔瓊;古良杰;王志松;倪浩齊;楊文斌;林文生
• 申請（專利權）人: 福建農林大學
• 主分類號: C09D183/04
• 分類號: C09D183/04;C09D5/00;C08G77/38;B05D7/08
• 代理公司: 廈門原創專利事務所(普通合伙) 35101
• 代理人: 黃燦林

本發明公開了基于點擊化學在木材表面原位構筑透明有機硅樹脂疏水涂層的方法及應用，其包括：按預設條件在木材表面涂刷或噴涂由四甲基四乙烯基環四硅氧烷、聚甲基氫硅氧烷和催化劑組成的無溶劑型改性液，然后在一定溫度下固化，完成在木材表面構筑透明疏水的有機硅樹脂涂層；本發明方案創新性地采用基于點擊化學的方法在木材表面構建透明疏水的有機硅樹脂涂層，該方法采用的改性液為無溶劑型，具有環境友好、工藝簡單；透明疏水涂層是通過原位反應至木材表面，具有良好的耐磨性；同時，木材表面有機硅樹脂涂層具有優良的防水性能和耐紫外性能，可顯著延長木材的使用壽命。

技術領域

本發明涉及木材保護技術領域，尤其涉及基于點擊化學在木材表面原位構筑透明有機硅樹脂疏水涂層的方法及應用。

背景技術

“雙碳”政策背景下，木材的保護尤其重要。木材由于其親水和多孔的特性，容易從環境中吸收水，從而導致木材的變形和腐朽等問題。木材的腐朽過程中碳排放過程；同時，將腐朽的木材更換為新木材，必然導致森林砍伐。因此，木材保護至關重要。目前，木材保護方法的研究較為全面，有乙酰化、酯化、原位接枝高分子以及在木材表面構筑疏水涂層等。

在木材表面構筑疏水涂層是木材保護最有效的途徑之一，其中，在木材表面涂刷涂料形成疏水涂層，就是其中的方法之一。但是，傳統的方法在木材表面構筑的涂層的化學結構多以C-C和C-O骨架為主；然而，C-C和C-O骨架的鍵能較低，在陽光的照射下(尤其是其中的紫外光)容易降解，從而導致涂層失效。此外，傳統的涂層僅僅是通過物理作用涂覆于木材表面，在使用過程中容易出現脫落的現象。

基于此，文獻(林產工業.59(2022)14-18)、公告號為105619558A的發明專利以及文獻(Cellulose.28(2021)1-14)提出采用硅烷偶聯劑和有機硅橡膠，在木材表面構筑耐紫外的疏水涂層，效果良好。但是，目前報道的木材表面構筑有機硅涂層的方法均采用了溶劑法，環保性有待商榷。此外，硅烷偶聯劑法在木材表面構筑的疏水涂層很薄，其耐久性不佳；而木材表面構筑的有機硅橡膠涂層因交聯密度低，其耐磨性能有待提高。因此，需要尋找一種環境友好且耐磨性優良的疏水涂層，實現木材保護。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種環境友好、耐磨性能優良、透明疏水的基于點擊化學在木材表面原位構筑透明有機硅樹脂疏水涂層的方法及應用。

為了實現上述的技術目的，本發明所采用的技術方案為：

一種基于點擊化學在木材表面原位構筑透明有機硅樹脂疏水涂層的方法，其包括：

按預設條件在木材表面依次涂刷或噴涂由四甲基四乙烯基環四硅氧烷、聚甲基氫硅氧烷和催化劑組成的無溶劑型改性液；然后在一定溫度下固化，完成在木材表面構筑透明疏水的有機硅樹脂涂層。

作為一種可能的實施方式，進一步，本方案無溶劑型改性液中，聚甲基氫硅氧烷、四甲基四乙烯基環四硅氧烷和催化劑的質量比為(1-10):1:(0.01-0.1)。

作為一種較優的選擇實施方式，優選的，本方案在木材表面涂刷或噴涂改性液時，木材表面改性液的涂覆量為30-500g/m²。

作為一種較優的選擇實施方式，優選的，本方案所述固化溫度為室溫～200℃。

作為一種較優的選擇實施方式，優選的，本方案所述催化劑為室溫條件下能催化聚甲基氫硅氧烷鏈上的硅氫鍵與四甲基四乙烯基環四硅氧烷結構中的乙烯基雙鍵發生化學反應的鉑類催化劑，例如氯鉑酸與1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷的配合物，以及在加熱條件下能催化聚甲基氫硅氧烷鏈上的硅氫鍵與四甲基四乙烯基環四硅氧烷結構中的乙烯基雙鍵發生化學反應的有機錫類催化劑，例如二月桂酸二丁基錫等。

基于上述，本發明還提供一種木材，其表面施加有透明疏水有機硅涂層，該透明疏水有機硅涂層由上述所述的方法施加在木材表面。