一種杉木表面疏水改性的方法
【技術(shù)領域】
[0001] 本發(fā)明涉及表面疏水改性的方法，具體涉及一種杉木表面疏水改性的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 材料表面最為常見的一種界面現(xiàn)象是濕潤性，固體表面的濕潤性是用接觸角的大 小來衡量，當液體在固體表面的接觸角小于90°稱為親水表面，接觸角大于90°而小于 150°稱為疏水表面，接觸角大于150°則稱為超疏水表面。超疏水表面的研宄屬于一個新 生的研宄領域，在大自然界天然存在的超疏水現(xiàn)象引起了廣泛的關注，像荷葉的表面杰出 的超疏水性能讓它能在自清潔和抗氧化方面的性能顯示得尤為出眾，所以人們對于把超疏 水性能應用到生活中作為一個不斷追求的目標。目前，杉木被廣泛地應用在人們生活的各 個領域，但是由于杉木表面親水的性能，使其在室外環(huán)境下很容易腐爛，導致杉木在應用上 受到了一定的限制，特別是在室外環(huán)境的應用，在室外的環(huán)境下其使用壽命大打折扣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 綜上所述，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種杉木表面疏水改性的方法，通 過濕化學的方法實現(xiàn)ZnO在杉木表面的改性，并形成形成納米結(jié)構(gòu)的ZnO薄膜，用硬脂酸對 其進行改性，增強杉木表面的疏水性能。
[0004] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種杉木表面疏水改性的方法，包括 如下的步驟：
[0005] (1)將兩水醋酸鋅（Zn (CH3COO) 2 · 2H20)和六次甲基四胺（C6H12N4)按摩爾比 0. 5-5:1的比例溶解在蒸餾水中制備ZnO反應溶液；
[0006] (2)將杉木分別浸入到ZnO反應溶液中，將浸泡有杉木的ZnO反應溶液分別在 35-100°C的條件下放置在電磁力攪拌器上攪拌；
[0007] (3)用蒸餾水分別漂洗上述制備出來的杉木三次后，放進30-70°C的恒溫鼓風干 燥箱中干燥；
[0008] (4)將上述制備好的杉木分別浸入到硬脂酸的無水乙醇的溶液中，在30-70°C保 的條件下浸泡；
[0009] (5)最后用無水乙醇漂洗三次后，放置在35-100°C恒溫鼓風干燥箱中干燥即可。
[0010] 進一步，步驟（2)的攪拌時間為0· 5-48h。
[0011] 進一步，步驟（3)的干燥時間為0· 5-48h。
[0012] 進一步，步驟（4)的浸泡時間為(λ 5-48h。
[0013] 進一步，步驟（5)的干燥時間為(λ 5-48h。
[0014] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的一種杉木表面疏水改性的方法，對于杉木表 面疏水性能的研宄，讓杉木具有像荷葉表面類似的疏水性能，提高杉木家具的表面性能。
【附圖說明】
[0015] 圖1為未改性時的杉木接觸角變化曲線圖；
[0016] 圖2為0. 3mol/L ZnO改性后杉木的接觸角變化曲線圖；
[0017] 圖3為0. 5mol/L ZnO改性后杉木的接觸角變化曲線；
[0018] 圖4為0. 7mol/L ZnO改性后杉木的接觸角變化曲線；
[0019] 圖5為杉木試樣未改性和改性后接觸角變化曲線匯總圖。
【具體實施方式】
[0020] 以下結(jié)合具體實驗對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實驗只用于解釋本發(fā) 明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0021] ( -）實驗原理
[0022] 由于ZnO不溶于水，所以要使用兩水醋酸鋅（Zn(CH3COO)2 · 2H20)和六次甲基四胺 (C6H12N4)化學試劑，由于兩水醋酸鋅和六次甲基四胺需要加熱才能發(fā)生反應生成ZnO,所以 在杉木表面上制備ZnO薄膜需要將杉木試樣放在兩水醋酸鋅和六次甲基四胺的混合液中， 加熱并攪拌使反應生成的ZnO能附著在杉木表面并形成納米結(jié)構(gòu)的ZnO薄膜后，用硬脂酸 對形成的ZnO薄膜進行改性，從而將杉木表面的親水性改性成疏水性。
[0023] (二）木材試樣的制備
[0024] 木材試樣使用杉木，杉木試樣尺寸為120mm*30mm*3mm，為了清理杉木表面的樹脂 雜質(zhì)，先用丙酮對杉木試樣進行超聲波清洗，在室溫下清洗30min。干燥后待用。
[0025] (三）實驗過程
[0026] 1.將兩水醋酸鋅（Zn(CH3COO)2 ·2Η20)和六次甲基四胺（C6H12N4)按摩爾比0. 5-5:1 的比例溶解在蒸餾水中制備0. 3mol/L、0. 5mol/L和0. 7mol/L的ZnO反應溶液，將杉木試樣 分別浸入到上述不同濃度的ZnO反應溶液中，將浸泡有杉木試樣的不同濃度ZnO反應溶液 分別在35-100°C的條件下放置在電磁力攪拌器上攪拌0. 5-48h。
[0027] 2.用蒸餾水分別漂洗上述制備出來的杉木試樣三次后，放進35-KKTC的恒溫鼓 風干燥箱中干燥〇.5-48h。
[0028] 3.將上述制備好的杉木試樣分別浸入到硬脂酸的無水乙醇的溶液中，在60°C保 的條件下浸泡6h。然后用無水乙醇漂洗三次后，放置在35-KKTC恒溫鼓風干燥箱中干燥 0. 5-48h〇
[0029] 4.將上述干燥完的杉木試樣用接觸角測量儀對其進行接觸角測量，得到接觸角測 量數(shù)據(jù)，繪制成接觸角變化曲線圖并進行分析。通過對比未改性杉木試樣和改性后的杉木 試樣的接觸角變化曲線差異和不同濃度的ZnO反應對于杉木表面的疏水性能的影響，發(fā)現(xiàn) 其中的規(guī)律。
[0030] 結(jié)果分析
[0031] ( -）杉木未改性時的接觸角變化曲線分析
[0032] 由于木材是屬于纖維素纖維，其分子結(jié)構(gòu)中含有大量的羥基基團，所以未經(jīng)表面 處理的木材表現(xiàn)出很強的親水性，當木材表面與蒸餾水接觸時，木材表面很快將蒸餾水吸 附。從圖1中可以看出，蒸餾水與杉木試樣接觸后，其接觸角隨著時間的增加而不斷的減 小，而且減小的幅度很大，這就說明蒸餾水不斷地被杉木表面吸附，體現(xiàn)了杉木表面有著較 強的吸水性。雖然對同一個杉木試樣進行的接觸角測試，但是可以明顯地看到蒸餾水與杉 木木材表面不同部位的接觸角的大小有很大的差異，造成這個現(xiàn)象的原因是杉木不同部位 的木材紋理差異，纖維分布的方向不同，而導致了蒸餾水與杉木表面不同部位的接觸角的 大小差異。
[0033] 從表1可以直觀地看出，蒸餾水在接觸杉木表面0. 32s后，接觸角平均值為 102. 93°，而到1.04s這么短的時間間隔內(nèi)，接觸角平均值減小到94. 48°，接觸角的變化 量為8.05°，這段時間內(nèi)接觸角處于急速減小狀態(tài)。在接觸后5. 05s，接觸角的平均值為 80. 52°，接觸10.0 ls后，接觸角平均值減小到72. 3Γ，接觸角的變化量為8. 2Γ，在這段 時間內(nèi)，接觸角仍然處于減小狀態(tài)。得出結(jié)論，蒸餾水在接觸杉木木材試樣表面l.〇4s內(nèi)， 接觸角急速下降，由于杉木的木材纖維吸水飽和，使接觸角減小的速度減緩，但是接觸角 仍然呈現(xiàn)出明顯的減小趨勢，結(jié)果表明杉木木材表面具有較強的親水性。因為木材表現(xiàn)的 親水性，讓木材在潮濕的環(huán)境下容易被腐蝕，這樣的話，木質(zhì)家具的使用壽命會降低，從而 增加木材的使用量。
[0034] 表1杉木未改性時的接觸角平均值與時間的關系
[0035]
【主權(quán)項】
1. 一種杉木表面疏水改性的方法，其特征在于，包括如下的步驟： (1) 將兩水醋酸鋅和六次甲基四胺按摩爾比0.5-5:1的比例溶解在蒸餾水中制備ZnO 反應溶液； (2) 將杉木分別浸入到ZnO反應溶液中，將浸泡有杉木的ZnO反應溶液分別在 35-KKTC的條件下放置在電磁力攪拌器上攪拌； (3) 用蒸餾水分別漂洗上述制備出來的杉木三次后，放進30-70°C的恒溫鼓風干燥箱 中干燥； (4) 將上述制備好的杉木分別浸入到硬脂酸的無水乙醇的溶液中，在30-70°C保的條 件下浸泡； (5) 最后用無水乙醇漂洗三次后，放置在30-100°C恒溫鼓風干燥箱中干燥即可。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種杉木表面疏水改性的方法，其特征在于，步驟（2)的攪拌 時間為〇. 5-48h。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種杉木表面疏水改性的方法，其特征在于，步驟（3)的干燥 時間為〇. 5-48h。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種杉木表面疏水改性的方法，其特征在于，步驟（4)的浸泡 時間為〇. 5-48h。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種杉木表面疏水改性的方法，其特征在于，步驟（5)的干燥 時間為〇. 5-48h。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種杉木表面疏水改性的方法，包括如下的步驟:(1)將兩水醋酸鋅和六次甲基四胺按摩爾比0.5-5:1的比例溶解在蒸餾水中制備ZnO反應溶液；(2)將杉木分別浸入到ZnO反應溶液中，將浸泡有杉木的ZnO反應溶液分別在35-100℃的條件下放置在電磁力攪拌器上攪拌；(3)用蒸餾水分別漂洗上述制備出來的杉木三次后，放進30-70℃的恒溫鼓風干燥箱中干燥；(4)將上述制備好的杉木分別浸入到硬脂酸的無水乙醇的溶液中，在30-70℃保的條件下浸泡；(5)最后用無水乙醇漂洗三次后，放置在30-100℃恒溫鼓風干燥箱中干燥即可。本發(fā)明提供的一種杉木表面疏水改性的方法,對于杉木表面疏水性能的研究，讓杉木具有像荷葉表面類似的疏水性能，提高杉木家具的表面性能。
【IPC分類】B05D7-06, B05D5-08
【公開號】CN104624454
【申請?zhí)枴緾N201410852173
【發(fā)明人】高偉, 賀佩民
【申請人】南寧銀杉實業(yè)有限責任公司, 廣西大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2014年12月31日