[发明专利]一种利用3D打印技术制备超疏水木材的方法

权利要求书

1.一种利用3D打印技术制备超疏水木材的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）以自然界中或人工构建的超疏水表面为模板，采用扫描电子显微镜对超疏水表面进行扫描，将扫描图片导入绘图软件获得三维结构模型图；

（2）将无机或有机纳米粒子分散于含低表面能有机物的溶液中进行改性处理，然后离心分离回收改性后的无机或有机纳米粒子，干燥，用作打印原料；

（3）锯切待处理木材，制得表面平整、光滑的锯材，然后在锯材表面涂刷一层树脂或胶粘剂胶膜，对涂胶后的木材进行预干；

（4）将上述三维结构模型图导入3D打印机，以改性处理后的纳米粒子作为打印原料，对预干后的木材各个表面分别进行3D打印，对打印后制得的木材进行固化，即得到超疏水木材。

2.根据权利要求1所述的制备超疏水木材的方法，其特征在于，所述自然界中的超疏水表面为拥有超疏水特性的植物或昆虫表面。

3.根据权利要求2所述的制备超疏水木材的方法，其特征在于，所述超疏水表面为荷叶表面或芋头叶表面。

4.根据权利要求1所述的制备超疏水木材的方法，其特征在于，所述无机纳米粒子为直径为50~100nm的SiO₂、TiO₂或ZnO中的一种或多种混合纳米粒子，所述有机纳米粒子为聚苯乙烯或聚四氟乙烯纳米粒子。

5.根据权利要求1所述的制备超疏水木材的方法，其特征在于，所述含低表面能有机物的溶液中，其溶质为硬脂酸、乙烯基三乙氧基硅烷、全氟辛基三乙氧基硅烷或十八烷基三氯硅烷，溶剂为溶解前述溶质的醇类或醛类有机溶剂，溶质的质量分数为2%~10%。

6.根据权利要求1所述的制备超疏水木材的方法，其特征在于，所述改性处理过程中的温度为30~80℃，处理时间为1~4h，改性处理过程中同时利用超声波进行分散。

7.根据权利要求1~6中任意一项所述的制备超疏水木材的方法，其特征在于，所述干燥为真空干燥，温度为40~80℃，时间为2~10h；所述树脂为酚醛树脂或环氧树脂，所述涂刷的方式为喷涂、辊涂或滴涂。

8.根据权利要求1~6中任意一项所述的制备超疏水木材的方法，其特征在于，所述3D打印机设有一喷射孔，所述喷射孔装有孔径为10~100μm的喷嘴，且喷射时使用空气对打印原料加压，压力为0.2~0.7MPa。

9.根据权利要求8所述的制备超疏水木材的方法，其特征在于，所述喷嘴与木材间距离精度为10μm，所述喷嘴的平移精度为5μm。

10.根据权利要求1~6中任意一项所述的制备超疏水木材的方法，其特征在于，所述固化的条件为紫外光固化、加热、微波或红外光固化。