專利名稱：一種超疏水木材及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超疏水木材，本發(fā)明還涉及該超疏水木材的制備 方法。
技術(shù)背景受荷葉效應(yīng)的啟發(fā)，具有超疏水表面的固體材料(材料表面與水的接觸角大于150° ，并且水滴在表面上有較小的滾動(dòng)角)引起了廣 泛的興趣。超疏水表面由于具有防水、防霧、抗氧化、自清潔等特點(diǎn)， 在科學(xué)研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及日常生活中都具有廣泛的應(yīng)用前景。例 如可應(yīng)用于自清潔功能的建筑材料和外墻涂料、自清潔功能的紡織 品、液體的無損失輸送、防潮包裝材料、抑制凝血和血液污染的生物 醫(yī)用材料等。眾所周知，固體表面的潤濕性由表面的化學(xué)組成和表面粗糙度決 定。在光滑表面的接觸角最多只能提高到120'C。通過對荷葉等自然 界超疏水表面的研究發(fā)現(xiàn)，超疏水性質(zhì)是由低表面能材料和表面粗糙 度共同決定的。因此，構(gòu)建超疏水的表面需要將表面能和表面粗糙度 結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)。目前，有很多方法被用來構(gòu)建具有超疏水表面的固體 材料，如江雷等在《Angew. Chem. Int. Ed.》2004, 43， 4338-4341上報(bào)道了利用電紡技術(shù)制備類荷葉狀的超疏水表面，其接觸角為 160. 4±1. 2° ;金美花等在《Advanced Materials》2005， 17， 1977-1981上報(bào)道了利用氧化鋁為模板制備超疏水聚苯乙烯薄膜； Poncin-Epaillard 等在《Surface & Coatings Technology 》 2006， 200， 5296-5305上報(bào)道了利用等離子體技術(shù)制備透明的超疏水聚乙烯 薄膜，其接觸角達(dá)到170。；除了以上方法以外，還有溶膠-凝膠法、 氟化涂層法、化學(xué)氣相沉積法、電化學(xué)沉積法、聚電解質(zhì)交替沉積法、 陽極氧化法、機(jī)械拉伸法等。然而，現(xiàn)有的這些方法要么使用昂貴的 材料，要么需要特殊的加工設(shè)備或復(fù)雜的工藝過程，難以產(chǎn)業(yè)化。因 此發(fā)明一種簡單而又易于產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)制備超疏水表面是非常有必 要的，并形成超疏水木材。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種防腐性好的超疏水木材。 本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供一種簡單而又易于產(chǎn) 業(yè)化的超疏水木材的制備方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的超疏水木材，木材本體的孔隙中充滿蜂蠟，該超疏水木材與水的接觸角在150-170°之間，水 滴在木材表面的滾動(dòng)角小于10° 。本發(fā)明提供的超疏水木材的制備方法，制備步驟包括(1) 、將木材放入模具中；(2) 、稱取一定量的蜂蠟的粉末加入到模具中，并淹沒木材，然 后在壓力機(jī)上將模具中壓力升到1-50MPa，并升溫到80-100°C，保溫 0.5-20小時(shí)，然后卸壓到OMPa，在升溫到105-110 °C取出木材；(3) 、取出的木材冷卻至室溫，刮去表面的蜂蠟，即得超疏水木材。上述步驟1中所述的圓形鋼筒模具要求能承受卜50Mpa的壓力， 并與壓力機(jī)配套。上述步驟1中所述的木材是指各種規(guī)格的原木、圓木、實(shí)木板材、 木片、木纖維、刨花或木質(zhì)人造板材。所述的模具為圓形鋼筒模具。采用上述技術(shù)方案的超疏水木材，性質(zhì)穩(wěn)定，在溫度范圍為0 — 60°C、相對濕度為20%-90%的環(huán)境中放置一年，超疏水性質(zhì)沒有發(fā)生 變化，本發(fā)明提供的超疏水木材無味無毒，對環(huán)境友好，在液體無損 失輸送、防水防潮、電路板、地板、橋梁、室外建筑等領(lǐng)域有廣泛的 應(yīng)用前景。本發(fā)明的超疏水木材的制備方法操作工藝簡單、重現(xiàn)性好、 無需任何昂貴設(shè)備、也不需要復(fù)雜的化學(xué)處理過程，具有很好的工業(yè) 化應(yīng)用前景。綜上所述，本發(fā)明是一種防腐性好的超疏水木材，制備方法簡單 而又易于產(chǎn)業(yè)化。
具體實(shí)施例方式通過下面給出的本發(fā)明的具體實(shí)施例可以進(jìn)一步清楚地理解本 發(fā)明，但下述實(shí)施例并不是對本發(fā)明的限定。 實(shí)施例1 :超疏水木材的制備方法，制備步驟包括(1) 、將原木放入圓形鋼筒模具中；(2) 、稱取一定量的蜂蠟的粉末加入到圓形鋼筒模具中，并淹沒 木材，然后在壓力機(jī)上將圓形鋼筒模具中壓力升到50MPa，并升溫到 80°C，保溫0.5小時(shí)，然后卸壓到OMPa，在升溫到110°C取出木材；(3) 、取出的木材冷卻至室溫，刮去表面的蜂蠟，即得超疏水木 材，超疏水木材的孔隙中充滿蜂蠟。該超疏水木材與水的接觸角在 150-170°之間，水滴在木材表面的滾動(dòng)角小于10° 。圓形鋼筒模具要求能承受1-50Mpa的壓力，并與壓力機(jī)配套。實(shí)施例2 :超疏水木材的制備方法，制備步驟包括(1) 、將圓木放入圓形鋼筒模具中；(2) 、稱取一定量的蜂蠟的粉末加入到圓形鋼筒模具中，并淹沒 木材，然后在壓力機(jī)上將圓形鋼筒模具中壓力升到30MPa，并升溫到 IOO'C，保溫10小時(shí)，然后卸壓到OMPa，在升溫到108'C取出木材；(3) 、取出的木材冷卻至室溫，刮去表面的蜂蠟，即得超疏水木 材，超疏水木材的孔隙中充滿蜂蠟。該超疏水木材與水的接觸角在 150-170°之間，水滴在木材表面的滾動(dòng)角小于10° 。圓形鋼筒模具要求能承受l-50Mpa的壓力，并與壓力機(jī)配套。 實(shí)施例3 :超疏水木材的制備方法，制備步驟包括(1) 、將實(shí)木板材放入圓形鋼筒模具中；(2) 、稱取一定量的蜂蠟的粉末加入到圓形鋼筒模具中，并淹沒 木材，然后在壓力機(jī)上將圓形鋼筒模具中壓力升到lMPa，并升溫到 90°C，保溫20小時(shí)，然后卸壓到OMPa，在升溫到105°C取出木材；(3) 、取出的木材冷卻至室溫，刮去表面的蜂蠟，即得超疏水木 材，超疏水木材的孔隙中充滿蜂蠟。該超疏水木材與水的接觸角在 150-170°之間，水滴在木材表面的滾動(dòng)角小于10° 。圓形鋼筒模具要求能承受1-50Mpa的壓力，并與壓力機(jī)配套。 實(shí)施例4 :超疏水木材的制備方法，制備步驟包括(1) 、將木片放入圓形鋼筒模具中；(2) 、稱取一定量的蜂蠟的粉末加入到圓形鋼筒模具中，并淹沒 木材，然后在壓力機(jī)上將圓形鋼筒模具中壓力升到lOMPa，并升溫到 85°C，保溫15小時(shí)，然后卸壓到OMPa，在升溫到109°C取出木材；(3) 、取出的木材冷卻至室溫，刮去表面的蜂蠟，即得超疏水木 材，超疏水木材的孔隙中充滿蜂蠟。該超疏水木材與水的接觸角在 150-170°之間，水滴在木材表面的滾動(dòng)角小于10° 。圓形鋼筒模具要求能承受l-50Mpa的壓力，并與壓力機(jī)配套。 實(shí)施例5 :超疏水木材的制備方法，制備步驟包括(1) 、將木纖維放入圓形鋼筒模具中；(2) 、稱取一定量的蜂蠟的粉末加入到圓形鋼筒模具中，并淹沒 木材，然后在壓力機(jī)上將圓形鋼筒模具中壓力升到40MPa，并升溫到 95°C，保溫5小時(shí)，然后卸壓到OMPa，在升溫到106°C取出木材；(3) 、取出的木材冷卻至室溫，刮去表面的蜂蠟，即得超疏水木材，超疏水木材的孔隙中充滿蜂蠟。該超疏水木材與水的接觸角在150-170°之間，水滴在木材表面的滾動(dòng)角小于10° 。圓形錒筒模具要求能承受l-50Mpa的壓力，并與壓力機(jī)配套。 實(shí)施例6 :超疏水木材的制備方法，制備步驟包括(1) 、將刨花放入圓形鋼筒模具中；(2) 、稱取一定量的蜂蠟的粉末加入到圓形鋼筒模具中，并淹沒 木材，然后在壓力機(jī)上將圓形鋼筒模具中壓力升到25MPa，并升溫到 98°C，保溫18小時(shí)，然后卸壓到OMPa，在升溫到ll(TC取出木材；(3) 、取出的木材冷卻至室溫，刮去表面的蜂蠟，即得超疏水木 材，超疏水木材的孔隙中充滿蜂蠟。該超疏水木材與水的接觸角在 150-170°之間，水滴在木材表面的滾動(dòng)角小于10° 。圓形鋼筒模具要求能承受l-50Mpa的壓力，并與壓力機(jī)配套。 實(shí)施例7:超疏水木材的制備方法，制備步驟包括(1) 、將木質(zhì)人造板材放入圓形鋼筒模具中；(2) 、稱取一定量的蜂蠟的粉末加入到圓形鋼筒模具中，并淹沒 木材，然后在壓力機(jī)上將圓形鋼筒模具中壓力升到45MPa，并升溫到 80°C，保溫1小時(shí)，然后卸壓到OMPa，在升溫到105。C取出木材；(3) 、取出的木材冷卻至室溫，刮去表面的蜂蠟，即得超疏水木 材，超疏水木材的孔隙中充滿蜂蠟。該超疏水木材與水的接觸角在 150-170°之間，水滴在木材表面的滾動(dòng)角小于10° 。圓形鋼筒模具要求能承受l-50Mpa的壓力，并與壓力機(jī)配套。
權(quán)利要求
1、一種超疏水木材，包括木材本體，其特征是所述的木材本體的孔隙中充滿蜂蠟。
2、 制備如權(quán)利要求1所述的超疏水木材的方法，其特征是制 備步驟包括(1) 、將木材放入模具中；(2) 、稱取一定量的蜂蠟的粉末加入到模具中，并淹沒木材，然后在壓力機(jī)上將模具中壓力升到l-50MPa，并升溫到80-IO(TC，保溫 0.5-20小時(shí)，然后卸壓到OMPa，在升溫到105-1 l(TC取出木材；(3) 、取出的木材冷卻至室溫，刮去表面的蜂蠟，即得超疏水木材。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超疏水木材的制備方法，其特征是 上述步驟(l)中所述的木材是指各種規(guī)格的原木、圓木、實(shí)木板材、 木片、木纖維、刨花或木質(zhì)人造板材。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超疏水木材的制備方法，其特征是所述的模具為圓形鋼筒模具。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超疏水木材，木材本體的孔隙中充滿超疏水物質(zhì)。制備步驟包括(1)將木材放入模具中；(2)稱取一定量的超疏水物質(zhì)的粉末加入到模具中，并淹沒木材，然后在壓力機(jī)上將模具中壓力升到1-50MPa，并升溫到80-100℃，保溫0.5-20小時(shí)，然后卸壓到0MPa，在升溫到105-110℃取出木材；(3)取出的木材冷卻至室溫，刮去表面的超疏水物質(zhì)，即得超疏水木材。超疏水木材與水的接觸角大于150°，滾動(dòng)角小于10°。該層無味無毒，在液體無損失輸送、自潔、防水、防潮等領(lǐng)域具有十分廣泛的應(yīng)用前景。本發(fā)明提供的方法操作工藝簡單、可控性好、成本低、無需復(fù)雜的化學(xué)處理、也不需要昂貴的設(shè)備、易于產(chǎn)業(yè)化。
文檔編號B27M1/08GK101234498SQ200810030688
公開日2008年8月6日 申請日期2008年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月27日
發(fā)明者彥 卿, 吳義強(qiáng), 彭萬喜 申請人:中南林業(yè)科技大學(xué)