[发明专利]一种提高木材表面超疏水膜机械稳定性的方法

摘要

本发明属于一种提高木材表面超疏水膜机械稳定性的方法，步骤是（1）在木材表面涂覆一层透明环氧树脂底层，填充木材表面坑洼结构，获得平滑表面；（2）配制二氧化硅纳米粒子/环氧树脂/三乙氧基‑1H,1H,2H,2H‑十七氟癸基硅烷有机‑无机复合涂膜溶液；（3）将上述复合溶液对预置环氧树脂底层的木材进行多次浸渍涂膜处理，获得足够的涂层厚度，加热固化，即得到超疏水木材。本发明能使经过该方法处理的木材具有高机械强度的超疏水表面，具有良好的机械稳定性和耐久性。该方法解决了以往方法制备的超疏水木材膜层机械稳定性较差、使用寿命较短的问题，操作简单，易于实现，成本低廉，可规模化生产，具有良好的应用前景。

主权项

一种提高木材表面超疏水膜机械稳定性的方法, 其特征在于：步骤如下, （1）在木材表面预制环氧树脂底层,包括,以四氢呋喃为溶剂，配置质量百分比浓度为35%～45%的环氧树脂溶液；去除木材表面的杂质和污染物；将木材在103 ± 2℃下干燥5h；用环氧树脂溶液对木材进行浸渍涂膜，浸渍涂膜时间为10～15 min，重复3次，再将浸渍涂膜处理后的木材在75℃～85℃温度下，烘干固化，获得带环氧树脂底层的木材，所述的超疏水性木材表面构建了一层厚度为8‑10μm的环氧树脂底层，填充木材表面的凹凸不平、坑洼结构；（2）配制二氧化硅纳米粒子/环氧树脂/三乙氧基‑1H,1H,2H,2H‑十七氟癸基硅烷有机‑无机复合涂膜溶液；将粒径10～20 nm的二氧化硅纳米粒子分散于四氢呋喃溶剂中，每克纳米二氧化硅溶于75～85ml四氢呋喃溶剂中，并添加质量为二氧化硅1 ~ 2倍的三乙氧基‑1H,1H,2H,2H‑十七氟癸基硅烷，在50～60℃条件下磁力搅拌2 h，得到溶液A；将质量为纳米二氧化硅1～2倍的环氧树脂溶于四氢呋喃溶剂中，以每克环氧树脂用10～15 ml四氢呋喃溶剂计，磁力搅拌20～25 min，得到溶液B；将溶液A与溶液B混合，得混合液，在混合液中添加与环氧树脂等质量的三乙氧基‑1H,1H,2H,2H‑十七氟癸基硅烷，并超声分散1～1.5 h，得到溶液C；将占环氧树脂质量13%的固化剂溶于四氢呋喃溶剂中，以每克固化剂用90～110ml四氢呋喃溶剂计，磁力搅拌20～25min得到溶液D；将溶液C与溶液D混合，在低温5～6 °C下，超声分散0.5～1 h，获得疏水二氧化硅纳米粒子/环氧树脂/三乙氧基‑1H,1H,2H,2H‑十七氟癸基硅烷有机‑无机复合涂膜溶液；（3）将带环氧树脂底层的木材置于涂膜溶液中进行浸渍处理，处理时间10～12min，取出后在空气中晾干10～20 min，再置入涂膜溶液中进行第二次浸渍涂膜处理，共重复浸渍涂膜处理10次，而后将浸渍涂膜处理的木材放入80℃烘箱中干燥3 h，即得到超疏水性木材；或用喷枪对带环氧树脂底层的木材表面进行涂膜溶液的喷涂，喷枪与木材表面垂直，距离10～15cm，均匀喷涂5秒，待喷涂层自然晾干30s，再喷涂下一层，共重复喷涂8～10次，然后将喷涂处理后的木材放入80 ℃烘箱中干燥3 h，即得到超疏水性木材，所述的超疏水性木材表面的超疏水薄膜层，具有微米与纳米结构并存的双重粗糙结构，其中环氧树脂具有很强的粘黏性，使得二氧化硅纳米粒子及其聚集体与木材表面产生很强的结合力，赋予涂层良好的机械稳定性。