專利名稱：疏水性木材的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及木材的改性方法。
背景技術(shù)：
木材因其獨(dú)特的組成成分和具有的蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)而易吸水致膨脹變形、易解水 致開裂翹曲、易受菌蟲侵蝕致腐朽降解、易受熱致燃燒降解等。為延長木材的使用壽命、提 高其耐久性，人們對天然的木材進(jìn)行改性，現(xiàn)有的對木材改性的方法有以下幾種一、利用 乙烯基單體(申請?zhí)枮?00710072699. 2的中國專利)或雜環(huán)可聚合單體(在中國的公布 號為CN1671526A的國際專利)形成聚合物處理木材，使木材的力學(xué)性能提高，這種方法 使用的改性劑或毒性高或改變木材顏色或致使木材脆性高；二、利用晶體銅鹽(申請?zhí)枮?200480023283. 6的中國專利)注入木材的孔結(jié)構(gòu)內(nèi)或木材表面，使木材具有防腐性能、阻 燃性能，這種方法易改變木材顏色、使用的水性溶劑造成污染且不能改善木材力學(xué)性能；或 者以氨類化合物、含磷化合物、醛類化合物等(申請?zhí)枮?00610051758. 3的中國專利)注 入木材的孔結(jié)構(gòu)內(nèi)或木材表面，使木材具有防腐性能、阻燃性能等，這類方法的改性劑或有 異味或毒性高，且不能改善木材的力學(xué)性能；三、利用硅氧烷前驅(qū)體處理木材細(xì)胞腔(申請 號為200710050082. 0的中國專利)或細(xì)胞壁(申請?zhí)枮?00710122002. 8的中國專利)， 使木材的熱穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性得到改善，這種方法操作過程復(fù)雜，且改善木材的力學(xué)性能 欠佳；四、利用蜂蠟處理木材賦予木材疏水性(申請?zhí)枮?00810030688. 2的中國專利)，但 蜂蠟抗流失能力差，疏水效力不能持久；且對木材力學(xué)性能改善欠佳；五、利用在木材表面 生成納米Ti02(申請?zhí)枮?00910310793. 6的中國專利)賦予木材疏水特性，但處理方法復(fù) 雜，條件要求苛刻，且僅能處理木材表面，不能改善木材力學(xué)性能。以上的這些方法的改性 劑或是毒性高、有特殊異味、改變木材顏色、抗流失能力差、操作過程復(fù)雜，或是只能改善木 材的某種性能，若想同時(shí)改善木材的多種性能，如阻燃性能、防腐性能、尺寸穩(wěn)定性等，則需 復(fù)合多種改性劑處理木材，而多種試劑復(fù)合時(shí)又往往影響彼此間的相互效力，且增加木材 的改善成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的木材改性方法的改性劑毒性高、有異味、改變木材顏色， 處理過程復(fù)雜、只能改善木材單一性能的問題，而提供疏水性木材的制備方法。本發(fā)明的疏水性木材的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按質(zhì)量百分比稱取49% 99. 5%的含氟可聚合單體、0 50%的不飽和單體和0. 5% 的引發(fā)劑，并混合均勻， 得到浸漬液；二、將木材和經(jīng)步驟一得到的浸漬液加入到反應(yīng)罐中，并使木材浸沒于浸漬液 中，將反應(yīng)罐密閉后抽真空至-O. 08MPa -0. 095MPa,并保持15min 25min ；三、解除真空 恢復(fù)至常壓，然后再向反應(yīng)罐中通入空氣，使反應(yīng)罐中的壓力達(dá)到0. SMPa IMPa，并保持 20min 30min;四、將反應(yīng)罐的壓力降至常壓，取出木材，再用鋁箔紙將浸漬后的木材包裹 起來，先在室溫常壓狀態(tài)下放置12h 24h，然后加熱至溫度為80°C 110°C并保持8h IOh,拆除鋁箔紙，將木材置于真空干燥箱中，于常溫下抽真空至木材恒重，即得疏水性木 材；其中步驟一中所述的含氟可聚合單體為丙烯酸六氟丁酯、甲基丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸 十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯或甲基丙烯酸十二氟庚酯，步驟一中所述的不飽和單 體為(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、烯丙基縮水甘 油醚、(甲基)丙烯酸-α-羥基烷基酯、(甲基)丙烯酸氨基烷基酯、多元醇二(甲基)丙 烯酸酯和乙烯類單體中的一種或其中幾種的組合；步驟一中所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈 (AIBN)或過氧化苯甲酰(BPO)。本發(fā)明利用無毒、無味、無色、高沸點(diǎn)的含氟可聚合功能性單體或與不飽和單體組 合來改性木材，故處理后的木材未改變顏色，保留了木材的天然“膚色”，且不帶殘留的氣體 異味，得到環(huán)保型、具有優(yōu)良綜合性能的疏水性木材。借助含氟可聚合功能性單體帶有大量 的氟原子，通過自身聚合或與其他不飽和單體共聚合成大分子聚合物填充于木材多孔結(jié)構(gòu) 中，一方面使木材具有疏水性能，另一方面堵塞水分通過細(xì)胞腔滲透入細(xì)胞壁的通道，提高 了木材的尺寸穩(wěn)定性，并使微生物在木材內(nèi)部賴以生存的含水環(huán)境被破壞，從而賦予改性 的木材一定的防腐性能，同時(shí)因木材多孔結(jié)構(gòu)中原位生成了起增強(qiáng)作用的大分子聚合物， 故改性后的木材具有了良好的力學(xué)性能。此外，改性木材也具有了一定的自清潔能力，不易 沾灰塵、污漬、雨水等，而普通單體處理的木材因不具有疏水性而不具備自清潔能力；含氟 可聚合單體與其他可與木材基質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的功能性單體復(fù)配處理木材時(shí)，因功能性單體與 木材基質(zhì)反應(yīng)，可使形成的含氟聚合物與木材基質(zhì)間形成良好的界面結(jié)合，可進(jìn)一步改善 木材的力學(xué)性能和耐久性。這種利用含氟單體處理木材的方法使木材的力學(xué)性能和耐久性 同時(shí)得到改善，并賦予木材疏水功能，故具有“一劑多效”功能。該法操作過程安全、環(huán)保、 簡便，制備的疏水性木材屬于綠色環(huán)保型木質(zhì)復(fù)合材料。本發(fā)明制備的疏水性木材的順紋 抗壓強(qiáng)度為70MPa 98MPa，達(dá)到中高等木材的強(qiáng)度，力學(xué)性能良好；連續(xù)浸水200h的抗脹 率為48% 65%，尺寸穩(wěn)定性好；真菌侵蝕12周后疏水性木材在的失重率為6% 13%， 防腐性能強(qiáng)；疏水性木材表面與水接觸角可達(dá)130°以上，具有良好的疏水功能，可廣泛用 于建筑、交通、軍事和家居領(lǐng)域，尤其可作為室內(nèi)外結(jié)構(gòu)材料和裝飾材料。


圖1是具體實(shí)施方式
十制備的疏水性木材的掃描電鏡照片； 圖2是具體實(shí)施方式
十制備的疏水性木材與水的接觸角照片； 圖3是具體實(shí)施方式
十一制備的疏水性木材與水的接觸角照片； 圖4是具體實(shí)施方式
十二制備的疏水性木材與水的接觸角照片； 圖5是具體實(shí)施方式
十三制備的疏水性木材的掃描電鏡照片； 圖6是具體實(shí)施方式
十三制備的疏水性木材與水的接觸角照片。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的疏水性木材的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按 質(zhì)量百分比稱取49% 99. 5%的含氟可聚合單體、0 50%的不飽和單體和0. 5% 的引發(fā)劑，并混合均勻，得到浸漬液；二、將木材和經(jīng)步驟一得到的浸漬液加入到反應(yīng)罐 中，并使木材浸沒于浸漬液中，將反應(yīng)罐密閉后抽真空至-0. 08MPa -0. 095MPa,并保持15min 25min ；三、解除真空恢復(fù)至常壓，然后再向反應(yīng)罐中通入空氣，使反應(yīng)罐中的壓力 達(dá)到0. 8MPa IMPa，并保持20min 30min ；四、將反應(yīng)罐的壓力降至常壓，取出木材，再用 鋁箔紙將浸漬后的木材包裹起來，先在室溫常壓狀態(tài)下放置12h 24h，然后加熱至溫度為 80°C 110°C并保持8h 10h，拆除鋁箔紙，將木材置于真空干燥箱中，于常溫下抽真空至 木材恒重，即得疏水性木材；其中步驟一中所述的含氟可聚合單體為丙烯酸六氟丁酯、甲基 丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯或甲基丙烯酸十二氟庚酯，步 驟一中所述的不飽和單體為(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸縮水 甘油酯、烯丙基縮水甘油醚、(甲基)丙烯酸_ α “羥基烷基酯、(甲基)丙烯酸氨基烷基酯、 多元醇二(甲基)丙烯酸酯和乙烯類單體中的一種或其中幾種的組合；步驟一中所述的引 發(fā)劑為偶氮二異丁腈(AIBN)或過氧化苯甲酰(BPO)。本實(shí)施方式中當(dāng)步驟一的不飽和單體為組合物時(shí)，各種不飽和單體按任意比組
口 O本發(fā)明利用無毒、無味、無色、高沸點(diǎn)的含氟可聚合功能性單體改性木材，故處理 后的木材未改變顏色，保留了木材的天然“膚色”，且不帶殘留的氣體異味；借助含氟可聚合 功能性單體帶有大量的氟原子，通過自身聚合或與其他單體共聚合成大分子聚合物填充于 木材多孔結(jié)構(gòu)中，一方面使木材具有疏水性能，另一方面堵塞水分通過細(xì)胞腔滲透入細(xì)胞 壁的通道，提高了木材的尺寸穩(wěn)定性，并使微生物在木材內(nèi)部賴以生存的含水環(huán)境被破壞， 從而賦予改性的木材一定的防腐性能，同時(shí)因木材多孔結(jié)構(gòu)中原位生成了起增強(qiáng)作用的大 分子聚合物，故改性后的木材具有了良好的力學(xué)性能。此外，改性木材也具有了一定的自清 潔能力，不易沾灰塵、污漬、雨水等，而普通單體處理的木材因不具有疏水性而不具備自清 潔能力；含氟可聚合單體與其他可與木材基質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的功能性單體復(fù)配處理木材時(shí)，因 功能性單體與木材基質(zhì)反應(yīng)，可使形成的含氟聚合物與木材基質(zhì)間形成良好的界面結(jié)合， 可進(jìn)一步改善木材的力學(xué)性能和耐久性。這種利用含氟單體處理木材的方法使木材的力學(xué) 性能和耐久性同時(shí)得到改善，并賦予木材疏水功能，故具有“一劑多效”功能。該法操作過 程安全、環(huán)保、簡便，制備的疏水性木材屬于綠色環(huán)保型木質(zhì)復(fù)合材料。本發(fā)明制備的疏水 性木材的順紋抗壓強(qiáng)度為70MPa 98MPa，達(dá)到中高等木材的強(qiáng)度，力學(xué)性能良好；連續(xù)浸 水200h的抗脹率為48% 65%，尺寸穩(wěn)定性好；真菌侵蝕12周后疏水性木材在的失重率 為6% 13%，防腐性能強(qiáng)；木材表面與水接觸角可達(dá)130°以上，疏水性能良好。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中按質(zhì)量百分 比稱取54. 94. 4%的含氟可聚合單體、5% 45%的不飽和單體和0. 6% 0. 9%的引 發(fā)劑。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一中按質(zhì)量百分 比稱取79. 2%的含氟可聚合單體、20%的不飽和單體和0.8%的引發(fā)劑。其它與具體實(shí)施 方式一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三不同的是步驟二中反應(yīng)罐 密閉后抽真空至-0. 083MPa -0. 090MPa,并保持17min 23min。其它與具體實(shí)施方式
一
至三相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三不同的是步驟二中反應(yīng)罐 密閉后抽真空至-0. 088MPa，并保持20min。其它與具體實(shí)施方式
一至三相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五不同的是步驟三中反應(yīng)罐 中的壓力達(dá)到0. 85MPa 0. 95MPa，并保持22min 28min。其它與具體實(shí)施方式
一至五相 同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五不同的是步驟三中反應(yīng)罐 中的壓力達(dá)到0. 90MPa，并保持25min。其它與具體實(shí)施方式
一至五相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七不同的是步驟四中木材包 裹起來后，先在室溫常壓狀態(tài)下的放置時(shí)間為15h 22h，然后加熱至溫度為85°C 105°C 并保持8.5h 9.5h。其它與具體實(shí)施方式
一至七相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七不同的是步驟四中木材包 裹起來后，先在室溫常壓狀態(tài)下的放置時(shí)間為18h，然后加熱至溫度為100°C并保持9h。其 它與具體實(shí)施方式
一至七相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式的疏水性木材的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按 質(zhì)量百分比稱取99. 3%的含氟可聚合單體和0. 7%的引發(fā)劑，并混合均勻，得到浸漬液； 二、將楊木木材和經(jīng)步驟一得到的浸漬液加入到反應(yīng)罐中，并使木材浸沒于浸漬液中，將反 應(yīng)罐密閉后抽真空至-0. 085MPa,并保持20min ；三、解除真空恢復(fù)至常壓，然后再向反應(yīng)罐 中通入空氣，使反應(yīng)罐中的壓力達(dá)到IMPa，并保持25min;四、將反應(yīng)罐的壓力降至常壓，取 出木材，再用鋁箔紙將浸漬后的木材包裹起來，先在室溫常壓狀態(tài)下放置12h，然后加熱至 溫度為80°C并保持10h，拆除鋁箔紙，將木材置于真空干燥箱中，在常溫下抽真空至木材恒 重，即得疏水性木材；步驟一中所述的含氟可聚合單體為甲基丙烯酸十二氟庚酯；步驟一 中所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈(AIBN)。本實(shí)施方式的制備的疏水性木材的掃描電鏡照片如圖1所示，從圖1可以看出，具 有多孔結(jié)構(gòu)的木材的孔道被甲基丙烯酸十二氟庚酯聚合形成的聚合物所均勻填充，填充效 果良好。本實(shí)施方式制備的疏水性木材力學(xué)性能好，尺寸穩(wěn)定性好，其順紋抗壓強(qiáng)度為 76. llMPa，疏水性木材連續(xù)浸水200h后的抗脹率達(dá)52. 16%。本實(shí)施方式的制備的疏水性木材的防腐性能按以下步驟進(jìn)行測試將已稱重的待 測試件于0. IMPa下蒸汽消毒30min后，置于裝有事先培養(yǎng)好的真菌的培養(yǎng)瓶中，用醫(yī)用脫 脂棉封口 ；然后將裝有試件和真菌的培養(yǎng)瓶放入溫度為28°C，濕度為80%的恒溫恒濕箱 中，保存12周；最后取出試件，擦除木材表面的菌體和污漬后干燥至恒重并稱重記錄，計(jì)算 真菌侵蝕前后試件的失重率。本實(shí)施方式制備的疏水性木材在真菌侵蝕12周后的失重率 為10. 80%，防腐性能強(qiáng)。將水滴至本實(shí)施方式制備的疏水性木材表面，測定水的接觸角照片如圖2所示， 從圖2可以看出，將水滴至本實(shí)施方式制備的疏水性木材表面時(shí)，與水的接觸角為131°， 當(dāng)水滴在疏水性木材表面停留60s后，疏水性木材表面與水的接觸角為130°，當(dāng)水滴在疏 水性木材表面停留120s后，疏水性木材表面與水的接觸角為129° ；同時(shí)以未改性的木材 作為對比，將水滴至未改性木材表面時(shí)，測定的未改性木材與水的接觸角為68. 5°，當(dāng)水滴 在未改性木材表面停留IOs后，未改性木材與水的接觸角降至9°，當(dāng)水滴在未改性木材表 面停留16s后，未改性木材與水的接觸角降為0° ；從對比可以知道，本實(shí)施方式制備的疏 水性木材具有良好的疏水功能。
本實(shí)施方式利用含氟單體甲基丙烯酸十二氟庚酯處理木材，使木材的力學(xué)性能和 耐久性同時(shí)得到改善，并賦予木材疏水功能，故具有“一劑多效”功能。該操作過程安全、環(huán) 保、簡便，制備的疏水性木材屬于綠色環(huán)保型木質(zhì)復(fù)合材料。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式的疏水性木材的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、 按質(zhì)量百分比稱取49. 6%的含氟可聚合單體、49. 6%的不飽和單體和0. 8%的引發(fā)劑，并 混合均勻，得到浸漬液；二、將楊木木材和經(jīng)步驟一得到的浸漬液加入到反應(yīng)罐中，并使木 材浸沒于浸漬液中，將反應(yīng)罐密閉后抽真空至-0. OSMPa,并保持20min ；三、解除真空恢復(fù) 至常壓，然后再向反應(yīng)罐中通入空氣，使反應(yīng)罐中的壓力達(dá)到0. 8MPa，并保持20min;四、將 反應(yīng)罐的壓力降至常壓，取出木材，再用鋁箔紙將浸漬后的木材包裹起來，先在室溫常壓狀 態(tài)下放置18h，然后加熱至溫度為80°C并保持9h，拆除鋁箔紙，將木材置于真空干燥箱中， 于常溫下抽真空至木材恒重，即得疏水性木材；步驟一中所述的含氟可聚合單體為甲基丙 烯酸十二氟庚酯；步驟一中所述的不飽和單體為甲基丙烯酸甲酯；步驟一中所述的引發(fā)劑 為偶氮二異丁腈(AIBN)。本實(shí)施方式制備的疏水性木材力學(xué)性能好，尺寸穩(wěn)定性好，其順紋抗壓強(qiáng)度為 80. 32MPa，疏水性木材連續(xù)浸水200h后的抗脹率達(dá)49. 36%。本實(shí)施方式的制備的疏水性木材的防腐性能按具體實(shí)施方式
十所述的方法進(jìn)行， 本實(shí)施方式制備的疏水性木材在真菌侵蝕12周后的失重率為12. 93%，防腐性能強(qiáng)。將水滴至本實(shí)施方式制備的疏水性木材表面，測定水的接觸角照片如圖3所示， 從圖3可以看出，將水滴至本實(shí)施方式制備的疏水性木材表面時(shí)，與水的接觸角為128°， 當(dāng)水滴在疏水性木材表面停留60s后，疏水性木材表面與水的接觸角為125°，當(dāng)水滴在疏 水性木材表面停留120s后，疏水性木材表面與水的接觸角為123°，與未改性的木材相比， 本實(shí)施方式制備的疏水性木材具有較好的疏水功能。本實(shí)施方式利用含氟單體甲基丙烯酸十二氟庚酯與甲基丙烯酸甲酯處理木材，使 木材的力學(xué)性能和耐久性同時(shí)得到改善，并賦予木材疏水功能，故具有“一劑多效”功能。該 操作過程安全、環(huán)保、簡便，制備的疏水性木材屬于綠色環(huán)保型木質(zhì)復(fù)合材料。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式的疏水性木材的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、 按質(zhì)量百分比稱取55. 5%的含氟可聚合單體、44%的不飽和單體和0.5%的引發(fā)劑，并混 合均勻，得到浸漬液；二、將楊木木材和經(jīng)步驟一得到的浸漬液加入到反應(yīng)罐中，并使木材 浸沒于浸漬液中，將反應(yīng)罐密閉后抽真空至-0. 09MPa,并保持25min ；三、解除真空恢復(fù)至 常壓，然后再向反應(yīng)罐中通入空氣，使反應(yīng)罐中的壓力達(dá)到0. 85MPa，并保持25min;四、將 反應(yīng)罐的壓力降至常壓，取出木材，再用鋁箔紙將浸漬后的木材包裹起來，先在室溫常壓狀 態(tài)下放置20h，然后加熱至溫度為85°C并保持8h，拆除鋁箔紙，將木材置于真空干燥箱中， 在常溫下抽真空至木材恒重，即得疏水性木材；步驟一中所述的含氟可聚合單體為甲基丙 烯酸十二氟庚酯；步驟一中所述的不飽和單體為苯乙烯；步驟一中所述的引發(fā)劑為過氧化 苯甲酰(BPO)。本實(shí)施方式制備的疏水性木材力學(xué)性能好，尺寸穩(wěn)定性好，其順紋抗壓強(qiáng)度為 73. 85MPa，疏水性木材連續(xù)浸水200h后的抗脹率達(dá)50. 22%。本實(shí)施方式的制備的疏水性木材的防腐性能按具體實(shí)施方式
十所述的方法進(jìn)行。 本實(shí)施方式制備的疏水性木材在真菌侵蝕12周后的失重率為12. 07%，防腐性能強(qiáng)。
將水滴至本實(shí)施方式制備的疏水性木材表面，測定水的接觸角照片如圖4所示， 從圖4可以看出，將水滴至本實(shí)施方式制備的疏水性木材表面時(shí)，與水的接觸角為130°， 當(dāng)水滴在疏水性木材表面停留60s后，疏水性木材表面與水的接觸角為128. 5°，當(dāng)水滴在 疏水性木材表面停留120s后，疏水性木材表面與水的接觸角為125°，與未改性的木材相 比，本實(shí)施方式制備的疏水性木材具有較好的疏水性質(zhì)。本實(shí)施方式利用含氟單體甲基丙烯酸十二氟庚酯與苯乙烯處理木材，使木材的力 學(xué)性能和耐久性同時(shí)得到改善，并賦予木材疏水功能，故具有“一劑多效”功能。該操作過 程安全、環(huán)保、簡便，制備的疏水性木材屬于綠色環(huán)保型木質(zhì)復(fù)合材料。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式的疏水性木材的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、 按質(zhì)量百分比稱取60 %的含氟可聚合單體、39 %的不飽和單體和1 %的引發(fā)劑，并混合均 勻，得到浸漬液；二、將楊木材和經(jīng)步驟一得到的浸漬液加入到反應(yīng)罐中，并使木材浸沒于 浸漬液中，將反應(yīng)罐密閉后抽真空至-0. 090MPa，并保持15min ；三、解除真空恢復(fù)至常壓， 然后再向反應(yīng)罐中通入空氣，使反應(yīng)罐中的壓力達(dá)到0. 9MPa，并保持25min ；四、將反應(yīng)罐 的壓力降至常壓，取出木材，再用鋁箔紙將浸漬后的木材包裹起來，先在室溫常壓狀態(tài)下放 置24h，然后加熱至溫度為IlCTC并保持8h，拆除鋁箔紙，將木材置于真空干燥箱中，在常 溫下抽真空至木材恒重，即得疏水性木材；步驟一中所述的含氟可聚合單體為甲基丙烯酸 十二氟庚酯；步驟一中所述的不飽和單體為甲基丙烯酸縮水甘油酯；步驟一中所述的引發(fā) 劑為偶氮二異丁腈(AIBN)。本實(shí)施方式的制備的疏水性木材的掃描電鏡照片如圖5所示，從圖5可以看出，具 有多孔結(jié)構(gòu)的木材的孔道基本被甲基丙烯酸十二氟庚酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚形 成的聚合物所填充，聚合物與木材細(xì)胞壁基質(zhì)緊密結(jié)合，無明顯界面縫隙，故聚合物與木材 細(xì)胞壁間存在良好的界面結(jié)合。這主要是由于參與反應(yīng)的甲基丙烯酸縮水甘油酯利用環(huán)氧 基團(tuán)與木材細(xì)胞壁上的羥基發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成的聚合物與木材細(xì)胞壁實(shí)現(xiàn)接枝所致。本實(shí)施方式制備的疏水性木材力學(xué)性能好，尺寸穩(wěn)定性好，其順紋抗壓強(qiáng)度為 97. 47MPa，疏水性木材連續(xù)浸水200h后的抗脹率達(dá)63. 19%。本實(shí)施方式的本實(shí)施方式的制備的疏水性木材的防腐性能按具體實(shí)施方式
十所 述的方法進(jìn)行。本實(shí)施方式制備的疏水性木材在真菌侵蝕12周后的失重率為6. 14%，防腐 性能強(qiáng)。將水滴至本實(shí)施方式制備的疏水性木材表面，測定水的接觸角照片如圖6所示， 從圖6可以看出，將水滴至本實(shí)施方式制備的疏水性木材表面時(shí)，與水的接觸角為121°， 當(dāng)水滴在疏水性木材表面停留60s后，疏水性木材表面與水的接觸角為116°，當(dāng)水滴在疏 水性木材表面停留120s后，疏水性木材表面與水的接觸角為113° ；同未改性的木材相比， 本實(shí)施方式制備的疏水性木材具有較好的疏水性質(zhì)。本實(shí)施方式利用含氟單體甲基丙烯酸十二氟庚酯與甲基丙烯酸縮水甘油酯處理 木材，使木材的力學(xué)性能和耐久性同時(shí)得到改善，并賦予木材疏水功能，故具有“一劑多效” 功能。該操作過程安全、環(huán)保、簡便，制備的疏水性木材屬于綠色環(huán)保型木質(zhì)復(fù)合材料。
權(quán)利要求
1.疏水性木材的制備方法，其特征在于疏水性木材的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、 按質(zhì)量百分比稱取49% 99. 5%的含氟可聚合單體、0 50%的不飽和單體和0. 5% 的引發(fā)劑，并混合均勻，得到浸漬液；二、將木材和經(jīng)步驟一得到的浸漬液加入到反應(yīng)罐 中，并使木材浸沒于浸漬液中，將反應(yīng)罐密閉后抽真空至-0. 08MPa -0. 095MPa,并保持 15min 25min ；三、解除真空恢復(fù)至常壓，然后再向反應(yīng)罐中通入空氣，使反應(yīng)罐中的壓力 達(dá)到0. 8MPa IMPa，并保持20min 30min ；四、將反應(yīng)罐的壓力降至常壓，取出木材，再用 鋁箔紙將浸漬后的木材包裹起來，先在室溫常壓狀態(tài)下放置12h 24h，然后加熱至溫度為 80°C 110°C并保持8h 10h，拆除鋁箔紙，將木材置于真空干燥箱中，于常溫下抽真空至 木材恒重，即得疏水性木材；其中步驟一中所述的含氟可聚合單體為丙烯酸六氟丁酯、甲基 丙烯酸六氟丁酯、丙烯酸十三氟辛酯、甲基丙烯酸十三氟辛酯或甲基丙烯酸十二氟庚酯，步 驟一中所述的不飽和單體為(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸縮水 甘油酯、烯丙基縮水甘油醚、(甲基)丙烯酸_ a “羥基烷基酯、(甲基)丙烯酸氨基烷基酯、 多元醇二(甲基)丙烯酸酯和乙烯類單體中的一種或其中幾種的組合；步驟一中所述的引 發(fā)劑為偶氮二異丁腈或過氧化苯甲酰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水性木材的制備方法，其特征在于步驟一中按質(zhì)量百分比 稱取54. 1 % 94. 4 %的含氟可聚合單體、5 % 45 %的不飽和單體和0. 6 % 0. 9 %的引發(fā) 劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水性木材的制備方法，其特征在于步驟一中按質(zhì)量百分比 稱取79. 2%的含氟可聚合單體、20%的不飽和單體和0. 8%的引發(fā)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的疏水性木材的制備方法，其特征在于步驟二中反應(yīng)罐 密閉后抽真空至-0. 083MPa -0. 090MPa,并保持17min 23min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的疏水性木材的制備方法，其特征在于步驟二中反應(yīng)罐 密閉后抽真空至-0. 088MPa,并保持20min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的疏水性木材的制備方法，其特征在于步驟三中反應(yīng)罐 中的壓力達(dá)到0. 85MPa 0. 95MPa,并保持22min 28min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的疏水性木材的制備方法，其特征在于步驟三中反應(yīng)罐 中的壓力達(dá)到0. 90MPa,并保持25min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的疏水性木材的制備方法，其特征在于步驟四中木材包 裹起來后，先在室溫常壓狀態(tài)下的放置時(shí)間為15h 22h，然后加熱至溫度為85°C 105°C 并保持8. 5h 9. 5h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的疏水性木材的制備方法，其特征在于步驟四中木材包 裹起來后，先在室溫常壓狀態(tài)下的放置時(shí)間為18h，然后加熱至溫度為100°C并保持9h。
全文摘要
疏水性木材的制備方法，它涉及木材的改性方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的木材改性方法的改性劑毒性高、有異味、改變木材顏色，處理過程復(fù)雜、只能改善木材單一性能的問題。本方法將含氟可聚合單體、不飽和單體和引發(fā)劑混合得到浸漬液；然后將木材和浸漬液加入到反應(yīng)罐中，先抽真空，再加壓處理使浸漬液注入木材孔結(jié)構(gòu)中，然后包裹試件并室溫常壓下陳化，再加熱處理，真空干燥后得到疏水性木材。方法簡單，不改變木材顏色，無異味，順紋抗壓強(qiáng)度70MPa～98MPa，連續(xù)浸水200h的抗脹率48％～65％；真菌侵蝕12周后的失重率6％～13％，水接觸角可達(dá)130°以上，可廣泛用作室內(nèi)外結(jié)構(gòu)材料和裝飾材料。
文檔編號B27K3/08GK102001117SQ20101051445
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月21日
發(fā)明者劉一星, 李永峰, 董曉英, 高佳麗 申請人:東北林業(yè)大學(xué)