5)n;步驟一中所述的引發劑為偶氮二異丁腈(AIBN);
本實施方式制備的高疏水自清潔特性木材力學性能好,尺寸穩定性好,其順紋抗壓強度為80.32MPa,高疏水性木材連續浸水200h后的抗脹率達65.36%;
本實施方式制備的高疏水自清潔特性木材的防腐性能按【具體實施方式】八所述的方法進行,本實施方式制備的疏水性木材在真菌侵蝕12周后的失重率為4.93%,防腐性能強;
將水滴至本實施方式制備的高疏水性木材表面,測定水的接觸角照片如圖4所示,從圖4可以看出,將水滴至本實施方式制備的疏水性木材表面時,與水的接觸角為141°,當水滴在高疏水性木材表面停留60s后,高疏水性木材表面與水的接觸角為141°,當水滴在高疏水性木材表面停留120s后,高疏水性木材表面與水的接觸角為140°、滾動角20°,與未改性的木材相比,本實施方式制備的高疏水自清潔特性木材具有較好的高疏水功能;
本實施方式利用含氟單體甲基丙烯酸十二氟庚酯與甲基丙烯酸甲酯處理木材,使木材的力學性能和耐久性同時得到改善,并賦予木材高疏水自清潔功能,故具有“一劑多效”功能。該操作過程安全、環保、簡便,制備的高疏水自清潔特性木材屬于綠色環保型木質復合材料。
[0032]【具體實施方式】十:
本實施方式的疏水自清潔特性木材的制備方法按以下步驟進行:一、按質量百分比分別稱取80%的含氟可聚合單體、9%的不飽和單體、10%的含氟改性納米POSS顆粒和1%的引發劑,然后將POSS溶于四氫呋喃(P0SS占四氫呋喃質量百分比為10wt%)中,最后將上述物質混合均勻,得到浸漬液;二、將楊木木材和經步驟一得到的浸漬液加入到反應罐中,并使木材浸沒于浸漬液中,密閉反應罐,然后再向反應罐中通入空氣,使反應罐中的壓力達到
0.9MPa,并保持25min;三、將反應罐的壓力降至常壓,取出木材,再用鋁箔紙將浸漬后的木材包裹起來,先在室溫常壓狀態下放置24h,然后加熱至溫度為110°C并保持8h,拆除鋁箔紙,將木材置于真空干燥箱中,在常溫下抽真空至木材恒重,即得高疏水性木材;步驟一中所述的含氟可聚合單體為甲基丙烯酸十二氟庚酯;步驟一中所述的不飽和單體為甲基丙烯酸縮水甘油酯;步驟一中所述的含氟改性納米POSS顆粒為三氟丙基籠形聚倍半硅氧烷(C3H4F3)n(Si01.5)n;步驟一中所述的引發劑為偶氮二異丁腈(AIBN); 本實施方式的制備的高疏水性木材的掃描電鏡照片、原子力顯微鏡照片分別如圖5、6所示,從圖5、6可以看出,具有多孔結構的木材的孔道基本被甲基丙烯酸十二氟庚酯、甲基丙烯酸縮水甘油酯和納米POSS雜化復合形成的聚合物所填充,聚合物與木材細胞壁基質緊密結合,無明顯界面縫隙,故聚合物與木材細胞壁間存在良好的界面結合;這主要是由于參與反應的甲基丙烯酸縮水甘油酯利用環氧基團與木材細胞壁上的羥基發生化學反應,形成的聚合物與木材細胞壁實現接枝所致;POSS顆粒尺寸在200nm左右,分散均勻。
[0033]本實施方式制備的高疏水自清潔特性木材力學性能好,尺寸穩定性好,其順紋抗壓強度為97.47MPa,疏水性木材連續浸水200h后的抗脹率達73.19%;
本實施方式的制備的高疏水自清潔特性木材的防腐性能按【具體實施方式】八所述的方法進行;本實施方式制備的高疏水自清潔特性木材在真菌侵蝕12周后的失重率為5.14%,防腐性能強;
將水滴至本實施方式制備的高疏水自清潔特性木材表面,測定水的接觸角照片如圖7所示,從圖7可以看出,將水滴至本實施方式制備的疏水性木材表面時,與水的接觸角為147°,當水滴在疏水性木材表面停留60s后,疏水性木材表面與水的接觸角為146°,當水滴在疏水性木材表面停留120s后,疏水性木材表面與水的接觸角為145°、滾動角15° ;同未改性的木材相比,本實施方式制備的高疏水自清潔特性木材具有較好的疏水自清潔性質;本實施方式利用含氟單體甲基丙烯酸十二氟庚酯與甲基丙烯酸縮水甘油酯和納米POSS處理木材,使木材的力學性能和耐久性同時得到改善,并賦予木材疏水功能,故具有“一劑多效”功能。該操作過程安全、環保、簡便,制備的高疏水自清潔特性木材屬于綠色環保型木質復合材料。
[0034]以上所述,僅是本發明的較佳實施例而已,并非對本發明作任何形式上的限制,雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然而并非用以限定本發明,任何熟悉本專業的技術人員,在不脫離本發明技術方案范圍內,當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例,但凡是未脫離本發明技術方案內容,依據本發明的技術實質,在本發明的精神和原則之內,對以上實施例所作的任何簡單的修改、等同替換與改進等,均仍屬于本發明技術方案的保護范圍之內。
[0035]綜上,本發明達到預期目的。
【主權項】
1.一種高疏水自清潔特性木材的制備方法,其特征在于:高疏水自清潔特性木材的制備方法按以下步驟進行:一、按質量百分比,分別稱取49%?99%的含氟可聚合單體、O?40%的不飽和單體、0.5%?10%的含氟改性納米POSS顆粒和0.5%?1%的引發劑,然后將納米POSS顆粒攪拌溶于四氫呋喃(P0SS占四氫呋喃的質量百分比為10wt%)中,最后將上述原料混合均勻,得到浸漬液;二、將木材和經步驟一得到的浸漬液加入到反應罐中,并使木材浸沒于浸漬液中,將反應罐密閉后,向其中通入空氣,使反應罐中的壓力達到0.8MPa?IMPa,并保持20min?30min;三、將反應罐的壓力降至常壓,取出木材,再用鋁箔紙將浸漬后的木材包裹起來,先在室溫常壓狀態下放置12h?24h,然后加熱至溫度為80°C?IlOtC并保持Sh?10h,拆除鋁箔紙,將木材置于真空干燥箱中,于常溫下抽真空至木材恒重,即得高疏水自清潔特性木材;其中步驟一中所述的含氟可聚合單體為丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯或甲基丙烯酸十二氟庚酯,步驟一中所述的不飽和單體為(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘油醚、(甲基)丙烯酸-α-羥基烷基酯、(甲基)丙烯酸氨基烷基酯、多元醇二(甲基)丙烯酸酯和乙烯類單體中的一種或其中幾種的組合;步驟一中所述的含氟改性納米POSS為三氟丙基籠形聚倍半硅氧烷(C3H4F3)n(S1u)n;步驟一中所述的引發劑為偶氮二異丁腈或過氧化苯甲酰。2.根據權利要求1所述的高疏水自清潔特性木材的制備方法,其特征在于:步驟一中按質量百分比稱取54.1%?94.4%的含氟可聚合單體、2.5%?40%的不飽和單體、2.5%?5%的含氟改性納米POSS顆粒和0.6%?0.9%的引發劑。3.根據權利要求1所述的高疏水自清潔特性木材的制備方法,其特征在于:步驟一中按質量百分比稱取79.2%的含氟可聚合單體、10%的不飽和單體、10%的含氟改性納米POSS顆粒和0.8%的引發劑。4.根據權利要求1、2或3所述的高疏水自清潔特性木材的制備方法,其特征在于:步驟二中反應罐中的壓力達到0.85MPa?0.95MPa,并保持22min?28min。5.根據權利要求1、2或3所述的高疏水自清潔特性木材的制備方法,其特征在于:步驟二中反應罐中的壓力達到0.90MPa,并保持25min。6.根據權利要求1、2或3所述的高疏水自清潔特性木材的制備方法,其特征在于:步驟三中木材包裹起來后,先在室溫常壓狀態下的放置時間為15h?22h,然后加熱至溫度為85°(:?105°(:并保持8.511?9.511。7.根據權利要求1、2或3所述的高疏水自清潔特性木材的制備方法,其特征在于:步驟三中木材包裹起來后,先在室溫常壓狀態下的放置時間為18h,然后加熱至溫度為100°C并保持9h。
【專利摘要】高疏水自清潔特性木材的制備方法,主要解決了現有的木材改性方法的改性劑毒性高、有異味、改變木材顏色,處理過程復雜、只能改善木材單一性能的問題。本方法:將含氟可聚合單體、不飽和單體、含氟改性納米POSS顆粒、四氫呋喃溶劑和引發劑混合得到浸漬液;然后將木材和浸漬液加入到反應罐中,加壓處理使浸漬液注入木材孔結構中,然后包裹試件并室溫常壓下陳化,再加熱處理,真空干燥后得到高疏水自清潔特性木材。方法簡單,不改變木材顏色,無異味,順紋抗壓強度70MPa~98MPa,連續浸水200h的抗脹率65%以上;真菌侵蝕12周后的失重率6%以下,水接觸角可達140°以上,滾動角小于20°,可廣泛用作室內外結構材料和裝飾材料。
【IPC分類】B27K3/00, B27K3/50, B27K3/08
【公開號】CN105666610
【申請號】CN201610096781
【發明人】李蒼海, 李永峰
【申請人】泗洪新創源木業有限公司
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年2月22日