[发明专利]一种超疏水性木材的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及疏水性木材的制备方法。

背景技术

超疏水性木材，与水的接触角大于150°，滚动角小于10°，因为具有很好的超疏水的表面性质，所以其不仅具有自清洁功能，而且还具有防虫、防腐、阻燃等性能，使木材从传统改良向生物改良发展，在液体无损失输送、自洁、防水、防潮等领域具有十分广泛的应用前景。现有的制备超疏水性木材的方法是把木材和蜂蜡加入到模具中，加热至80℃～100℃使蜂蜡溶化，并施以1MPa～50MPa压力使蜂蜡进入到木材表面的微孔中，冷却后刮掉表面的蜂蜡，得到超疏水木材。但该方法需要加热、加压、工艺复杂，能耗大，成本高。

发明内容

本发明是为了解决现有的超疏水性木材的制备方法工艺复杂，能耗大，成本高的问题，而提供一种超疏水性木材的制备方法。

本发明的一种超疏水性木材的制备方法按以下步骤进行：一、按甲基硅酸钾的浓度为0.1%～20%（质量）配制甲基硅酸钾水溶液；二、将木材浸没于经步骤一制备的甲基硅酸钾水溶液中保持5h～30h；三、在保持甲基硅酸钾水溶液的温度为10℃～80℃的条件下，调节甲基硅酸钾水溶液的pH值为9～13.5；四、向甲基硅酸钾水溶液中通入二氧化碳气体，当甲基硅酸钾水溶液的pH值为7～8.8时停通入二氧化碳气体；五、静置0.1h～30h后，把木材放于真空干燥箱中，在真空度为0.070MPa～0.095MPa、温度为40℃～140℃的条件下干燥10min～10h，得到超疏水性木材。

本发明把木材浸泡到甲基硅酸钾的水溶液中，通入二氧化碳气体，甲基硅酸钾与二氧化碳在木材表面原位反应，生成低表面能的硅烷，在木材表面形成一层超疏水层。该超疏水性木材与水的接触角大于150°，滚动角小于10°，具有超疏水性质，在木材表面形成的涂层，可以避免使用涂料带来的污染，而且该层无毒无异味，是一种环保材料，不会对人体健康和环境造成不良影响，使木材具备了自清洁功能的同时，还可以起到提高木材本身机械强度、物理、力学强度、克服木材自身易腐性、易燃性、尺寸不稳定性、各向异性、变异性、不耐候性的缺陷。经本发明的方法得到的超疏水性木材在木材表面原位生成硅烷，本发明的方法工艺简单，不需要加压处理，更不用复杂的专用设备，生产成本低，能耗小。

附图说明

图1是具体实施方式二十制备的超疏水性木材与水的接触角照片。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式的一种超疏水性木材的制备方法按以下步骤进行：一、按甲基硅酸钾的浓度为0.1%～20%（质量）配制甲基硅酸钾水溶液；二、将木材浸没于经步骤一制备的甲基硅酸钾水溶液中保持5h～30h；三、在保持甲基硅酸钾水溶液的温度为10℃～80℃的条件下，调节甲基硅酸钾水溶液的pH值为9～13.5；四、向甲基硅酸钾水溶液中通入二氧化碳气体，当甲基硅酸钾水溶液的pH值为7～8.8时停通入二氧化碳气体；五、静置0.1h～30h后，把木材放于真空干燥箱中，在真空度为0.070MPa～0.095MPa、温度为40℃～140℃的条件下干燥10min～10h，得到超疏水性木材。

本实施方式把木材浸泡到甲基硅酸钾的水溶液中，通入二氧化碳气体，甲基硅酸钾与二氧化碳在木材表面原位反应，生成低表面能的硅烷，在木材表面形成一层超疏水层。该超疏水性木材与水的接触角大于150°，滚动角小于10°，具有超疏水性质，在木材表面形成的涂层，可以避免使用涂料带来的污染，而且该层无毒无异味，是一种环保材料，不会对人体健康和环境造成不良影响，使木材具备了自清洁功能的同时，还可以起到提高木材本身机械强度、物理、力学强度、克服木材自身易腐性、易燃性、尺寸不稳定性、各向异性、变异性、不耐候性的缺陷。经本实施方式的方法得到的超疏水性木材在木材表面原位生成硅烷，本实施方式的方法工艺简单，不需要加压处理，更不用复杂的专用设备，生产成本低，能耗小。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中甲基硅酸钾的浓度为1%～18%（质量）。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中甲基硅酸钾的浓度为10%（质量）。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中甲基硅酸钾的浓度为13%（质量）。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤二中木材浸没于甲基硅酸钾水溶液中保持8h～25h。其它与具体实施方式一至四之一相同。