[发明专利]超疏水防腐木材的制备方法

说明书

本发明公开了一种超疏水防腐木材的制备方法，包括以下步骤：(1)将一水合乙酸铜加入水中溶解，微热搅拌下加入葡萄糖和PVP，并继续搅拌得到反应溶液；(2)将步骤(1)中的反应溶液加入密闭容器中，再将木材基体放入上述密闭容器的反应溶液中，加热浸渍，再取出木材基体，用去离子水浸洗，烘干得到备用木材基体；(3)将乙烯基三乙氧基硅烷水解得到水解体系；(4)将备用木材基体放入水解体系中浸渍，干燥后即得到超疏水防腐木材。本发明中，超疏水涂层与纳米Cu₂O粒子相结合，超疏水涂层的存在利于纳米Cu₂O粒子作用效果的持久长续，二者协同作用，使得超疏水防腐木材的防腐、抑菌效果更好且发挥作用效果时间更长、更持久。

技术领域

本发明属于复合材料领域，尤其涉及一种改性木材的制备方法。

背景技术

木材在日常生活中应用广泛，但由于木材具有天然的吸水、吸湿、易腐朽降解特性，在实际应用过程中会因此而产生变形、腐烂、霉菌变色等缺陷，严重制约了木材的有效利用并降低了使用价值。

自“复合材料”的概念出现以来，人们对复合材料的关注度越来越高。相比于单一材料，复合材料同时具备多种材料的优良性能，其力学性能更好、分子量更大、尺寸及化学稳定性能更好。复合木材可以很好的解决上述木材存在的问题。

对复合木材进行表面疏水处理可以有效解决木材易吸水、吸湿的缺陷。复合木材表面润湿性由木材表面微观几何结构及化学成分共同决定。复合木材表面润湿性通常由其与水滴的接触角(CA)进行表征，若CA＜90°为亲水，若CA大于90°，则为疏水，而当CA＞150°时，即为超疏水。

现有技术中有对木材进行防腐、疏水处理的相关报道，但现有技术中防腐、疏水处理的效果有待提高，防腐疏水效果的持续时间不长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种超疏水防腐木材的制备方法，该制备方法得到的木材具有优异防腐性能与疏水性能，且防腐疏水效果非常持久。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种超疏水防腐木材的制备方法，包括以下步骤：

(1)将一水合乙酸铜加入水中溶解，微热搅拌下加入葡萄糖和PVP，并继续搅拌得到反应溶液；

(2)将步骤(1)中的反应溶液加入密闭容器中，再将木材基体放入上述密闭容器的反应溶液中，加热浸渍，再取出木材基体，用去离子水浸洗，烘干得到备用木材基体；

(3)将乙烯基三乙氧基硅烷水解得到水解体系；

(4)将备用木材基体放入水解体系中浸渍，干燥后即得到超疏水防腐木材。

上述制备方法中，一水合乙酸铜与葡萄糖通过水热反应生成纳米Cu₂O粒子，同时，纳米Cu₂O粒子在水热反应的条件下直接浸入木材基体的内部或表面得到备用木材基体，再将备用木材基体浸入乙烯基三乙氧基硅烷水解体系中，乙烯基三乙氧基硅烷会对木材基体进行改性，得到超疏水涂层(涂层主要成分为乙烯基三硅醇膜层)，使得木材基体具备超疏水、防腐能力。相较于把已有的纳米粒子沉积在木材表面，通过化学反应缓慢生成的纳米Cu₂O粒子的同时将纳米粒子浸渍到木材中去，可以使纳米粒子更紧致密实的生长在木材表面和木材孔隙中。

上述制备方法中，优选的，所述一水合乙酸铜、葡萄糖和PVP的质量比为2：(0.9-1.8)：(0.3-0.4)。在一水乙酸铜与葡萄糖的反应中，考虑到两者反应缓慢，且Cu离子为重金属离子，故葡萄糖的加入量较多。

上述制备方法中，优选的，所述步骤(1)中，微热搅拌的时间为10-20min，温度为室温，继续搅拌的时间为20-30min。