提高超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法
【專利摘要】提高超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法，屬于超疏水木材領(lǐng)域。本發(fā)明的方法制備的超疏水木材克服了以往制備的超疏水木材表面力學(xué)性能欠佳，使用壽命不長(zhǎng)等缺陷，提高了超疏水木材的耐久性，具有良好的應(yīng)用前景。超疏水木材因其與水接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10°，從而使其具有優(yōu)異的疏水性能和良好的自清潔性能。方法先是將木材浸泡在環(huán)氧樹(shù)脂中，使其表面覆蓋一層環(huán)氧樹(shù)脂。再通過(guò)在接枝有氨基的二氧化硅液中浸泡，使得二氧化硅和環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生反應(yīng)，從而使二氧化硅粘附在環(huán)氧樹(shù)脂表面形成微納二級(jí)結(jié)構(gòu)。最后將木材表面的這種微納二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行疏水改性，從而制得了超疏水木材。本發(fā)明用于提高超疏水木材的機(jī)械穩(wěn)定性。
【專利說(shuō)明】提高超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于超疏水木材領(lǐng)域；具體涉及提高超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]木材作為一種傳統(tǒng)的材料，在建筑、家具等方面具有廣泛的應(yīng)用，對(duì)人類生活起著很大的支持作用。傳統(tǒng)木材因其在于水長(zhǎng)時(shí)間接觸或者在濕度較高環(huán)境中放置時(shí)間較長(zhǎng)等條件下，易發(fā)生腐蝕、霉變等現(xiàn)象，大大減少木材使用壽命，影響木材使用效能。因此，疏水木材的發(fā)明成為木材科研領(lǐng)域的迫切需求。超疏水木材，因水在其表面的靜態(tài)接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10°從而具有良好的疏水性能，使木材在防腐、自清潔、延長(zhǎng)使用壽命等方面表現(xiàn)優(yōu)異，成為人們熱捧的對(duì)象。現(xiàn)有的疏水木材制備工藝，如利用蜂臘處理木材，利用木材表面生成納米無(wú)機(jī)粒子等普遍具有疏水表面力學(xué)性能欠佳(表面機(jī)械穩(wěn)定性和耐久性欠佳)，使用壽命不長(zhǎng)等缺陷，如何提高疏水木材的耐久性成為該研究領(lǐng)域的另一重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提出一種提高超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法。該方法先是將木材浸泡在環(huán)氧樹(shù)脂中，使其表面覆蓋一層環(huán)氧樹(shù)脂。再通過(guò)在接枝有氨基的二氧化硅液中浸泡，使得二氧化硅和環(huán)氧樹(shù)脂發(fā)生反應(yīng)，從而使二氧化硅粘附在環(huán)氧樹(shù)脂表面形成微納二級(jí)結(jié)構(gòu)。最后將木材表面的這種微納二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)行疏水改性，從而制得了超疏水木材。
[0004]本發(fā)明中提高超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法是通過(guò)下述步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0005]步驟一、木材依次用去離子水、無(wú)水乙醇、去離子水沖洗；
[0006]步驟二、將環(huán)氧樹(shù)脂溶解于丙酮中，制得環(huán)氧樹(shù)脂溶液；
[0007]步驟三、將步驟一處理后的木材侵泡在步驟二制得的環(huán)氧樹(shù)脂溶液中，然后干燥；
[0008]步驟四、用KH550硅烷偶聯(lián)劑改性亞微級(jí)二氧化硅，然后分散于去離子水中得到改性二氧化硅液；
[0009]步驟五、將經(jīng)步驟三處理后的木材浸泡步驟四獲得的改性二氧化硅液中，室溫下烘干；
[0010]步驟六、將十八烷基三氯硅烷(OTS)溶解于無(wú)水乙醇中制得OTS乙醇溶液，然后將步驟四處理后的木材浸泡OTS乙醇溶液中，然后干燥，即實(shí)現(xiàn)了超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的提聞。
[0011]本發(fā)明的方法適用木材可以是松木、樺木、楸木、紅橡、白橡、柞木、水曲柳、榆木、
楊木等。
[0012]上述方法中步驟二所述的環(huán)氧樹(shù)脂溶液質(zhì)量濃度為1%?5%。
[0013]步驟三所述浸泡時(shí)間為0.5h?1.5h，所述干燥時(shí)間為0.5h?lh。
[0014]步驟四中亞微級(jí)二氧化娃的粒徑為300nm?500nm。[0015]步驟四中納米二氧化硅的制備方法如下:將180mL乙醇、20mL正硅酸乙酯(TEOS)和20mL去離子水混勻，5分鐘內(nèi)逐滴滴加10?20mL氨水,室溫下攪拌12h后,離心,用無(wú)水乙醇洗滌3次，干燥，碾成粉末，于80?100°C真空干燥箱中干燥2h ;得到納米級(jí)二氧化硅。
[0016]步驟四KH550硅烷偶聯(lián)劑改性二氧化硅的步驟如下:取5mL KH550硅烷偶聯(lián)劑、5mL去離子水和25mL無(wú)水乙醇混合,室溫下磁力攪拌Ih?3h,得到；然后將3g?5g 二氧化硅溶于IOOmL乙醇中，超聲20min?40mim，得到B液；再在水浴65°C下，將A液2分鐘內(nèi)逐滴滴入到B液中，磁力攪拌4h?6h，靜置，上層清液棄掉，所得固體用乙醇清洗4次，50?70°C烘箱中烘干。
[0017]步驟四按0.1g?5g KH550硅烷偶聯(lián)劑改性二氧化硅分散于IOOmL去離子水配比配制改性二氧化硅液。
[0018]步驟三所述浸泡時(shí)間為0.5h?1.5h，所述干燥溫度為30?60°C，干燥時(shí)間為0.5h ?Ih0
[0019]步驟五所述烘干溫度為50?60°C，烘干時(shí)間為Ih?1.5h。
[0020]步驟六所述OTS乙醇溶液的體積濃度為1%?2%。
[0021]步驟六所述的浸泡時(shí)間為Ih?2h，所述干燥溫度為50?70°C，干燥時(shí)間為2?4h0
[0022]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0023]1、本發(fā)明的方法簡(jiǎn)單，只需要幾步簡(jiǎn)單的浸泡便可以完成，不需要任何復(fù)雜的設(shè)備，原料易得，生產(chǎn)周期短，所有的反應(yīng)過(guò)程的一個(gè)周期僅需24h便可完成。
[0024]2、處理后的木材具有不貼水性。本方法獲得的超疏水木材因其與水接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10°，從而使其具有優(yōu)異的疏水性能和良好的自清潔性能。
[0025]3、處理后的木材具有較好的耐久性。該方法制備的超疏水木材克服了以往制備的超疏水木材表面力學(xué)性能欠佳，使用壽命不長(zhǎng)等缺陷，提聞了超疏水木材的耐久性，具有良好的應(yīng)用前景。
[0026]環(huán)氧樹(shù)脂由于其分子中含有環(huán)氧基，能與木材表面的羥基反應(yīng)，從而環(huán)氧樹(shù)脂能牢固的粘結(jié)在木材表面積；改性后的環(huán)形SiO2粒子表面接枝了大量的氨基，能與粘結(jié)在木材表面的環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧基反應(yīng)，使SiO2粒子與聚合物環(huán)氧樹(shù)脂很好的銜合在一起，在木材表面形成穩(wěn)定的粗糙結(jié)構(gòu)一微納二級(jí)結(jié)構(gòu)，從而使超疏水木材的機(jī)械穩(wěn)定性大幅提聞。
[0027]4、本發(fā)明無(wú)需復(fù)雜的專用設(shè)備。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1是原始松木表面的低倍電鏡照片(SHM);圖2是原始松木表面的高倍電鏡照片(SEM);圖3是采用【具體實(shí)施方式】十二方法獲得的超疏水木材表面的低倍電鏡照片(SEM);圖4是采用【具體實(shí)施方式】十二方法制得到的超疏水木材表面的高倍電鏡照片(SEM);圖5是漏沙實(shí)驗(yàn)示意圖；圖6是通過(guò)【具體實(shí)施方式】十二方法獲得的超疏水木材在漏沙實(shí)驗(yàn)前的接觸角示意圖；圖7是通過(guò)【具體實(shí)施方式】十二方法獲得的超疏水木材在漏沙實(shí)驗(yàn)后的接觸角示意圖；圖8是通過(guò)在木材表面生長(zhǎng)微納無(wú)機(jī)物ZnO再改性得到超疏水木材在漏沙實(shí)驗(yàn)前的接觸角示意圖；圖9是通過(guò)在木材表面生長(zhǎng)微納無(wú)機(jī)物ZnO再改性得到超疏水木材在漏沙實(shí)驗(yàn)后的接觸角示意圖；圖10是通過(guò)【具體實(shí)施方式】十二方法獲得的超疏水木材在漏沙實(shí)驗(yàn)前的掃描電鏡圖；圖11是通過(guò)【具體實(shí)施方式】十二方法獲得的超疏水木材在漏沙實(shí)驗(yàn)后的掃描電鏡圖；圖12是通過(guò)在木材表面生長(zhǎng)微納無(wú)機(jī)物ZnO再改性得到超疏水木材在漏沙實(shí)驗(yàn)前的掃描電鏡圖；圖13是通過(guò)在木材表面生長(zhǎng)微納無(wú)機(jī)物ZnO再改性得到超疏水木材在漏沙實(shí)驗(yàn)后的掃描電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式中提高超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法是通過(guò)下述步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0030]步驟一、木材依次用去離子水、無(wú)水乙醇、去離子水沖洗；
[0031]步驟二、將環(huán)氧樹(shù)脂溶解于丙酮中，制得環(huán)氧樹(shù)脂溶液；
[0032]步驟三、將步驟一處理后的木材侵泡在步驟二制得的環(huán)氧樹(shù)脂溶液中，然后室溫下干燥；
[0033]步驟四、用KH550硅烷偶聯(lián)劑改性亞微級(jí)二氧化硅，然后分散于去離子水中得到改性二氧化硅液；
[0034]步驟五、將經(jīng)步驟三處理后的木材浸泡步驟四獲得的改性二氧化硅液中，室溫下烘干；
[0035]步驟六、將十八烷基三氯硅烷(OTS)溶解于無(wú)水乙醇中制得OTS乙醇溶液，然后將步驟四處理后的木材浸泡OTS乙醇溶液中，然后干燥，即實(shí)現(xiàn)了超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的提聞。
[0036]本實(shí)施方式方法簡(jiǎn)單，只需要幾步簡(jiǎn)單的浸泡便可以完成，不需要任何復(fù)雜的設(shè)備，原料易得，生產(chǎn)周期短，所有的反應(yīng)過(guò)程的一個(gè)周期僅需24h便可完成。
[0037]處理后的木材具有不貼水性。與水接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10°，從而使其具有優(yōu)異的疏水性能和良好的自清潔性能。
[0038]處理后的木材具有較好的耐久性。環(huán)氧樹(shù)脂由于其分子中含有環(huán)氧基，能與木材表面的羥基反應(yīng)，從而環(huán)氧樹(shù)脂能牢固的粘結(jié)在木材表面積；改性后的環(huán)形SiO2粒子表面接枝了大量的氨基，能與粘結(jié)在木材表面的環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧基反應(yīng)，使SiO2粒子與聚合物環(huán)氧樹(shù)脂很好的銜合在一起，在木材表面形成穩(wěn)定的粗糙結(jié)構(gòu)——微納二級(jí)結(jié)構(gòu)，從而使超疏水木材的機(jī)械穩(wěn)定性大幅提聞。
[0039]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟二所述的環(huán)氧樹(shù)脂溶液質(zhì)量濃度為1%?5%。其它步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0040]本實(shí)施方式方法處理后超疏水木材與水接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10° ;并且在木材表面形成穩(wěn)定的粗糙結(jié)構(gòu)——微納二級(jí)結(jié)構(gòu)，從而使超疏水木材的機(jī)械穩(wěn)定性大幅提聞。
[0041]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是:步驟三所述浸泡時(shí)間為0.5h?1.5h，所述干燥時(shí)間為0.5h?lh。其它步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0042]本實(shí)施方式方法處理后超疏水木材與水接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10° ;并且在木材表面形成穩(wěn)定的粗糙結(jié)構(gòu)——微納二級(jí)結(jié)構(gòu)，從而使超疏水木材的機(jī)械穩(wěn)定性大幅提聞。
[0043]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:步驟四中亞微級(jí)二氧化娃的粒徑為300nm?500nm。其它步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0044]本實(shí)施方式方法處理后超疏水木材與水接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10° ;并且在木材表面形成穩(wěn)定的粗糙結(jié)構(gòu)——微納二級(jí)結(jié)構(gòu)，從而使超疏水木材的機(jī)械穩(wěn)定性大幅提聞。
[0045]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】四不同的是:步驟四中亞微級(jí)二氧化硅的制備方法如下:將180mL乙醇、20mL正硅酸乙酯(TEOS)和20mL去離子水混勻，5分鐘內(nèi)逐滴滴加10?20mL氨水,室溫下攪拌12h后,離心,用無(wú)水乙醇洗漆3次,干燥,碾成粉末，于80?100°C真空干燥箱中干燥2h ;得到亞微級(jí)二氧化硅。其它步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】四相同。
[0046]本實(shí)施方式制備的亞微級(jí)二氧化硅的粒徑為300nm?500nm。
[0047]有利于微納結(jié)構(gòu)形成。
[0048]【具體實(shí)施方式】六:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至五之一不同的是:步驟四所述KH550硅烷偶聯(lián)劑改性二氧化硅的步驟如下:取5mL KH550硅烷偶聯(lián)劑、5mL去離子水和25mL無(wú)水乙醇混合,室溫下磁力攪拌Ih?3h,得到；然后將3g?5g 二氧化娃溶于IOOmL乙醇中，超聲20min?40mim，得到B液；再在水浴65°C下，將A液2分鐘內(nèi)逐滴滴入到B液中，磁力攪拌4h?6h，靜置，上層清液棄掉，所得固體用乙醇清洗4次，50?70°C烘箱中烘干。其它步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至五之一相同。
[0049]改性后的環(huán)形SiO2粒子表面接枝了大量的氨基，能與粘結(jié)在木材表面的環(huán)氧樹(shù)脂的環(huán)氧基反應(yīng)，使SiO2粒子與聚合物環(huán)氧樹(shù)脂很好的銜合在一起，在木材表面形成穩(wěn)定的粗糙結(jié)構(gòu)——微納二級(jí)結(jié)構(gòu)。
[0050]【具體實(shí)施方式】七:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至六之一不同的是:步驟四按
0.1g?5gKH550娃燒偶聯(lián)劑改性二氧化娃分散于IOOmL去離子水配比配制改性二氧化娃液。其它步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至六之一相同。
[0051]本實(shí)施方式方法處理后超疏水木材與水接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10° ;并且在木材表面形成穩(wěn)定的粗糙結(jié)構(gòu)——微納二級(jí)結(jié)構(gòu)，從而使超疏水木材的機(jī)械穩(wěn)定性大幅提聞。
[0052]【具體實(shí)施方式】八:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至七之一不同的是:步驟三所述浸泡時(shí)間為0.5h?1.5h，所述烘干溫度為30?60°C，烘干時(shí)間為0.5h?lh。其它步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至七之一相同。
[0053]本實(shí)施方式方法處理后超疏水木材與水接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10° ;并且在木材表面形成穩(wěn)定的粗糙結(jié)構(gòu)——微納二級(jí)結(jié)構(gòu)，從而使超疏水木材的機(jī)械穩(wěn)定性大幅提聞。
[0054]【具體實(shí)施方式】九:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至八之一不同的是:步驟五所述烘干溫度為50?60°C，烘干時(shí)間為Ih?1.5h。其它步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至八之一相同。
[0055]本實(shí)施方式方法處理后超疏水木材與水接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10° ;并且在木材表面形成穩(wěn)定的粗糙結(jié)構(gòu)——微納二級(jí)結(jié)構(gòu)，從而使超疏水木材的機(jī)械穩(wěn)定性大幅提聞。
[0056]【具體實(shí)施方式】十:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至九之一不同的是:步驟六所述OTS乙醇溶液的體積濃度為1%?2%。其它步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至九之一相同。
[0057]本實(shí)施方式方法處理后超疏水木材與水接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10° ;并且在木材表面形成穩(wěn)定的粗糙結(jié)構(gòu)——微納二級(jí)結(jié)構(gòu)，從而使超疏水木材的機(jī)械穩(wěn)定性大幅提聞。
[0058]【具體實(shí)施方式】十一:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至十之一不同的是:步驟六所述的浸泡時(shí)間為Ih?2h，所述干燥溫度為50?70°C，干燥時(shí)間為2?4h。其它步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】一至十之一相同。
[0059]本實(shí)施方式方法處理后超疏水木材與水接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10° ;并且在木材表面形成穩(wěn)定的粗糙結(jié)構(gòu)——微納二級(jí)結(jié)構(gòu)，從而使超疏水木材的機(jī)械穩(wěn)定性大幅提聞。
[0060]【具體實(shí)施方式】十二:本實(shí)施方式以松木為例，提高超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法是通過(guò)下述步驟實(shí)現(xiàn)的:
[0061]步驟一、取2 cm X 2 Cm *1 Cm松木依次用去離子水、無(wú)水乙醇、去離子水沖洗；
[0062]步驟二、將4g環(huán)氧樹(shù)脂溶解于IOOmL丙酮中，制得環(huán)氧樹(shù)脂溶液；
[0063]步驟三、將步驟一處理后的木材侵泡在步驟二制得的環(huán)氧樹(shù)脂溶液中，然后60°C下干燥1.0h ；
[0064]步驟四、將180mL乙醇、20mL正硅酸乙酯(TEOS)和20mL去離子水混勻，5分鐘內(nèi)逐滴滴加20mL氨水，室溫下攪拌12h后，離心，用無(wú)水乙醇洗滌3次，干燥，碾成粉末，于100°C真空干燥箱中干燥2h ;得到粒徑為300nm?500nm的亞微級(jí)二氧化娃。
[0065]取5mL KH550娃燒偶聯(lián)劑、5mL去離子水和25mL無(wú)水乙醇混合,室溫下磁力攪拌
1.5h，得到；然后將5g上述制得的二氧化硅溶于IOOmL乙醇中，超聲20min，得到B液；再在水浴65°C下，將A液2分鐘內(nèi)逐滴滴入到B液中，磁力攪拌4h，靜置，上層清液棄掉，所得固體用乙醇清洗4次，70°C烘箱中烘干，完成KH550硅烷偶聯(lián)劑改性亞微級(jí)二氧化硅。
[0066]0.5gKH550硅烷偶聯(lián)劑改性亞微級(jí)二氧化硅，分散于IOOmL去離子水中得到改性二氧化硅液；
[0067]步驟五、將經(jīng)步驟三處理后的木材浸泡步驟四獲得的改性二氧化硅液中，60°C烘干 L 5h ;
[0068]步驟六、將2mL十八烷基三氯硅烷(OTS)溶解于IOOmL無(wú)水乙醇中制得OTS乙醇溶液，然后將步驟四處理后的木材浸泡OTS乙醇溶液中，然后60°C烘干1.5h，即實(shí)現(xiàn)了超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的提聞。
[0069]圖1、2說(shuō)明，原始木材在表面是比較光滑的，沒(méi)有形成超疏水的微納級(jí)結(jié)構(gòu)。圖3、4說(shuō)明，處理后木材表面變得粗糙，滿足了超疏水材料在微觀結(jié)構(gòu)上的條件。
[0070]利用漏沙實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)不意圖如5)驗(yàn)證力學(xué)性能的提聞:
[0071]將本實(shí)施方式獲得的超疏水木材與通過(guò)在木材表面生長(zhǎng)微納無(wú)機(jī)物ZnO再改性得到超疏水木材進(jìn)行對(duì)比。
[0072]在木材表面生長(zhǎng)微納無(wú)機(jī)物ZnO后改性方法如下:
[0073]第一步，將木材依次用去離子水、無(wú)水乙醇、去離子水沖洗，干燥；第二步，將清洗后的木材浸泡在150ml0.33g醋酸鋅和2ml三乙胺的混合水溶液中，室溫下緩慢攪拌混合溶液24h，取出木材用去離子水沖洗，干燥。此步中醋酸鋅與三乙胺反應(yīng)，在木材表面生成片狀的ZnO無(wú)機(jī)粒子，如圖12所示，從而在木材表面形成了粗糙結(jié)構(gòu)；第三步，將二步中浸泡在
2.0%的硬脂酸乙醇溶液中，室溫下改性2h。
[0074]將超疏水木材與水平成45°角放置，在距木塊中心30cm的高度處放一個(gè)容器，容器中放有30g的粒徑在100 μ m to300 μ m的沙子。將沙子從容器中漏下,與傾斜的木材碰撞。當(dāng)30g沙子全部漏完后，用去離子水輕輕沖掉木材表面的沙子，然后測(cè)量木材的接觸角和掃描電鏡圖，對(duì)比沙子碰撞前后超疏水木材接觸角和掃描電鏡圖的變化。
[0075]圖6、7、8和9說(shuō)明，在經(jīng)歷了漏沙實(shí)驗(yàn)這種破壞性實(shí)驗(yàn)的情況下，本方法制備的超疏水木材仍能保持它的超疏水特性；相反，原先通過(guò)在木材表面生長(zhǎng)微納無(wú)機(jī)物ZnO再改性得到超疏水木材，在經(jīng)歷了漏沙實(shí)驗(yàn)這種破壞性實(shí)驗(yàn)后，它的超疏水特性已經(jīng)喪失了。說(shuō)明通過(guò)本方法處理，所制備的超疏水木材的機(jī)械穩(wěn)定性(或者說(shuō)耐久性)有了很大的提升。
[0076]圖10、11、12和13說(shuō)明，在經(jīng)歷了漏沙實(shí)驗(yàn)這種破壞性實(shí)驗(yàn)的情況下，本方法制備的超疏水木材有微觀結(jié)構(gòu)仍能保持，沒(méi)有明顯的變化；相反，原先通過(guò)在木材表面生長(zhǎng)微納無(wú)機(jī)物ZnO再改性得到超疏水木材，在經(jīng)歷了漏沙實(shí)驗(yàn)這種破壞性實(shí)驗(yàn)后，它的微觀結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，原先豎立著的ZnO片狀結(jié)構(gòu)被碰碎，已無(wú)法滿足了超疏水材料在微觀結(jié)構(gòu)上的條件。
[0077]由圖6-13結(jié)果，說(shuō)明通過(guò)本實(shí)施方式方法處理的超疏水木材的機(jī)械穩(wěn)定性(或者說(shuō)耐久性)有了很大的提升。
[0078]【具體實(shí)施方式】十三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】十二不同的是:楊木替換松木。其它步驟和參數(shù)與【具體實(shí)施方式】十二相同。通過(guò)本實(shí)施方式方法獲得的超疏水木材在漏沙實(shí)驗(yàn)前的接觸角156°漏沙實(shí)驗(yàn)后的接觸角154°。通過(guò)本實(shí)施方式方法處理的超疏水木材的機(jī)械穩(wěn)定性(或者說(shuō)耐久性)有了很大的提升。
【權(quán)利要求】
1.提聞超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法，其特征在于提聞超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法是通過(guò)下述步驟實(shí)現(xiàn)的: 步驟一、木材依次用去離子水、無(wú)水乙醇、去離子水沖洗； 步驟二、將環(huán)氧樹(shù)脂溶解于丙酮中，制得環(huán)氧樹(shù)脂溶液； 步驟三、將步驟一處理后的木材侵泡在步驟二制得的環(huán)氧樹(shù)脂溶液中，然后干燥； 步驟四、用KH550硅烷偶聯(lián)劑改性亞微級(jí)二氧化硅，然后分散于去離子水中得到改性二氧化硅液； 步驟五、將經(jīng)步驟三處理后的木材浸泡步驟四獲得的改性二氧化硅液中，烘干； 步驟六、將十八烷基三氯硅烷(OTS)溶解于無(wú)水乙醇中制得OTS乙醇溶液，然后將步驟四處理后的木材浸泡OTS乙醇溶液中，然后干燥，即實(shí)現(xiàn)了超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的提高。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法，其特征在于步驟二所述的環(huán)氧樹(shù)脂溶液質(zhì)量濃度為1%?5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法，其特征在于步驟三所述浸泡時(shí)間為0.5h?1.5h,所述干燥時(shí)間為0.5h?lh。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法，其特征在于步驟四中亞微級(jí)二氧化娃的粒徑為300nm?500nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的提高超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法，其特征在于步驟四中亞微級(jí)二氧化硅的制備方法如下:將ISOmL乙醇、20mL正硅酸乙酯和20mL去離子水混勻，5分鐘內(nèi)逐滴滴加10?20mL氨水,室溫下攪拌12h后,離心,用無(wú)水乙醇洗漆3次,干燥,碾成粉末，于80?100°C真空干燥箱中干燥2h ;得到亞微級(jí)二氧化硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法，其特征在于步驟四KH550硅烷偶聯(lián)劑改性二氧化硅的步驟如下:取5mL KH550硅烷偶聯(lián)劑、5mL去離子水和25mL無(wú)水乙醇混合，室溫下磁力攪拌Ih?3h，得到；然后將3g?5g亞微級(jí)二氧化硅溶于IOOmL乙醇中，超聲20min?40mim，得到B液；再在水浴65°C下，將A液2分鐘內(nèi)逐滴滴入到B液中，磁力攪拌4h?6h，靜置，上層清液棄掉，所得固體用乙醇清洗4次，50?70°C烘箱中烘干，完成二氧化硅改性。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高超疏水木材耐久性的方法，其特征在于步驟四按0.1g?5g KH550硅烷偶聯(lián)劑改性二氧化硅分散于IOOmL去離子水配比配制改性二氧化硅液。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法，其特征在于步驟三所述浸泡時(shí)間為0.5h?1.5h,所述烘干溫度為30?60°C,烘干時(shí)間為0.5h?lh。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法，其特征在于其特征在于步驟六所述OTS乙醇溶液的體積濃度為1%?2%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高超疏水木材機(jī)械穩(wěn)定性的方法，其特征在于步驟六所述的浸泡時(shí)間為Ih?2h，所述干燥溫度為50?70°C，干燥時(shí)間為2?4h。
【文檔編號(hào)】B27K3/02GK103448116SQ201310395663
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】王成毓, 劉峰 申請(qǐng)人:東北林業(yè)大學(xué)